CC BY
49
УДК 547.464.7
А. Ш. Сунагатуллина (асп.), Р. Н. Шахмаев (к.х.н., доц.), В. В. Зорин (д.х.н., проф., чл.-корр. АН РБ, зав. каф.)
Алкилирование малонового эфира индивидуальными изомерами 1,3-дихлорпропена в условиях межфазного катализа
Уфимский государственный нефтяной технический университет, кафедра биохимии и технологии микробиологических производств 450062, Уфа, ул. Космонавтов, 1, тел. (347) 2431935; e-mail: biochem@rusoil.net
A. Sh. Sunagatullina, R. N. Shakhmaev, V. V. Zorin
Alkynilation of diethylmalonate by individual isomers of 1,3-dichloropropene in phase-transfer catalysis conditions
Ufa State Petroleum Technological University 1, Kosmonavtov Str., 450062 Ufa, Russia; ph. (347) 2431935; e-mail: biochem@rusoil.net
На основе промышленно доступного 1,3-дихлорпропена исследована возможность получения стереохимически чистых транс- и цис-ди-этилбис(3-хлорпроп-2-ен-1-ил)пропандиоатов и диэтил(3-хлорпроп-2-ен-1-ил)пропандиоатов — перспективных синтонов для различных реакций кросс-сочетания (реакции Негиши, Сонога-шира, Сузуки, Стилле, Хека). Установлено, что при взаимодействии (Е)- или (2)-1,3-дихлор-пропенов с малоновым эфиром в условиях межфазного катализа в присутствии К2СО3 образуются соответствующие изомеры диэтилбис-(3-хлорпроп-2-ен-1-ил)пропандиоата и диэтил-(3-хлорпроп-2-ен-1-ил)пропандиоата. При этом изменения конфигурации заместителей при двойной связи практически не наблюдается.
Ключевые слова: 1,3-дихлорпропен; малоновый эфир; диэтилбис(3-хлорпроп-2-ен-1-ил)-пропандиоат; диэтил(3-хлорпроп-2-ен-1-ил)про-пандиоат; винилхлориды.
Среди эффективных методов создания углерод-углеродной связи большой интерес представляют реакции кросс-сочетания с участием винилгалогенидов, протекающие с сохранением конфигурации заместителей при двойной связи (реакции Негиши, Соногашира, Сузуки, Стилле, Хека) 1-6. В связи с этим нами была исследована возможность синтеза хлор-винильных производных малонового эфира, представляющих интерес для получения ценных интермедиатов, используемых в синтезе биологически активных веществ 7'8.
На основе промышленно доступного 1,3-дихлорпропена — побочного продукта хло-
Дата поступления 10.04.12
The possibility of synthesis some substituted stereochemical^ pure trans- and cis- diethylbis-(3-chloroprop-2-en-1-yl)propanedioates and di-ethyl-(3-chloroprop-2-en-1-yl)propanedioates — perspective syntons for various cross-coupling reactions (reactions of Negishi, Sonogashira, Suzuki, Stille, Heck) was investigated using commercially available 1,3-dichloropropene. The interaction of (E)- and (Z)-1,3-dichloropropene with diethylmalonate in phase-transfer catalysis conditions in the presence of K2CO3 afforded the corresponding isomers of diethyl bis(3-chloro-prop-2-en-1-yl)propanedioate and diethyl(3-chlo-roprop-2-en-1-yl)propanedioate. Thus the isome-rization of double bond is not practically observed.
Key words: 1,3-dichloropropene; diethylmalonate; diethyl bis(3-chloroprop-2-en-1-yl)propane-dioate; diethyl (3-chloroprop-2-en-1-yl)propane-dioate; vinylchlorides.
рирования пропилена нами была исследована возможность получения некоторых замещенных винилхлоридов. В связи с высокой токсичностью этого отхода разработка методов его утилизации также является актуальной задачей.
Цис- и транс-изомеры 1,3-дихлорпропе-на имеют высокую разницу в температурах кипения и легко разделяются ректификацией. Высокочистые стереоизомеры 1,3-дихлорпро-пена, имеющие в своей молекуле два активных атома хлора в винильном и аллильном положении с совершенно различной реакционной способностью, обладают высоким синтетическим потенциалом.
O O 1
Cl.
,Cl
(E)-2 или (Z)-3
Cl
Cl
(E)-4 или (Z)-5
OO
Cl
(E)-6 или (Z)-7
Установлено, что при взаимодействии (Е)- или (Z)-1,3-дихлорпропенов (2 и 3) с малоновым эфиром (1) в условиях межфазного катализа в присутствии К2СО3 образуются соответствующие (Е)- или изомеры диэтил-бис(3-хлорпроп-2-ен-1-ил)пропандиоата (4 и 5) и диэтил(3-хлорпроп-2-ен-1-ил)пропандиоа-та (6 и 7) с выходами (65—91 %). При этом изменения конфигурации заместителей при двойной связи практически не наблюдается.
Монозамещенные продукты выделяли из реакционной смеси с помощью вакуумной перегонки.
Стереохимическая индивидуальность и конфигурация заместителей при двойной связи полученных соединений была подтверждена ГЖХ-анализом с использованием капиллярной колонки и данными ЯМР-спектроскопии.
Экспериментальная часть
ИК спектры записаны в тонком слое на ИК Фурье-спектрофотометре ШРгев^е-21 БШМАОги. Спектры ЯМР и 13С записаны в СЭС13 на приборе Вгикег АМ-300 (рабочая частота 300 и 75.47 МГц соответственно), внутренний стандарт — ТМС. Хроматографи-ческий и масс-спектральный анализ проводили на хроматомасс-спектрометре ССМ8-ОР20108 8И1МАВ2и (электронная ионизация при 70 эВ, диапазон детектируемых масс 33—500 Да). Использовали капиллярную колонку ИР-1МБ (30 мх0.25 ммх0.25 мкм), температура испарителя 280 оС, температура ионизационной камеры 200 оС. Анализ проводили в режиме программирования температуры от 50 до 280 оС со скоростью 10 оС/мин, газ-носитель — гелий (1.1 мл/мин).
Диэтилбис[(2Е)-3-хлорпроп-2-ен-1-ил]-пропандиоат (4). В сухую колбу емкостью 50 мл вносили 1.00 г (6.25 ммоль) малонового эфира, 1.73 г (15.63 ммоль) (£)-1,3-дихлорпропена, 0.36 г (1.00 ммоль) дибензо-18-краун-6, 15.53 г (0.11 моль) K2CO3 и 5 мл ацетонитрила, перемешивали при кипении с обратным холодильником в течение 4 ч, затем приливали 20 мл воды и 20 мл гексана, органический слой отделяли, а водный экстрагировали гексаном (2x20 мл). Объединенные органические вытяжки промывали водой и сушили Na2SO4. Выход 1.75 г (91%). ИК спектр, v, см-1: 2985, 1730, 1627, 1445, 1368, 1250, 1196, 1099, 1032, 939. Спектр ЯМР *H, 8, м. д.: 1.26 т (6Н, 2СН3, J 7.0 Гц), 2.62 д (4Н, 2СН2, J 7.9 Гц), 4.20 к (4Н, 2СН2О, J 7.0 Гц), 5.78 д (2Н, 2=CH, J^ 13.2 Гц), 6.04 д (2Н, 2=CHCl, J^ 13.2 Гц). Спектр ЯМР 13С, 8С, м.д.: 13.94, 34.19, 56.75, 61.57, 120.80, 127.42, 169.78. Масс-спектр, m/z (1отн, %): 235(15), 233(41), 199(19), 189(34), 187(100), 171(14), 159(13), 125(10), 123(44), 109(11), 91(28), 77(22), 75(52), 65(15).
Диэтилбис[(2Z)-3-хлорпроп-2-ен-1-ил]-пропандиоат (5). Получали из ^)-1,3-дихлор-пропена аналогично вышеописанному продукту 4. Выход 1.61 г (84%). ИК спектр, v, см-1: 2985, 1730, 1627, 1445, 1368, 1298, 1250, 1196, 1099, 1031, 939. Спектр ЯМР *H, 8, м. д.: 1.26 т (6Н, 2СН3, J 7.0 Гц), 2.84 д (4Н, 2СН2, J 7.2 Гц), 4.20 к (4Н, 2СН2О, J 7.0 Гц), 5.73 к (2Н, 2=CH, 7.2 Гц), 6.16 д (2Н, 2=CHCl, 7.2 Гц). Спектр ЯМР 13С, 8С, м.д.: 13.86, 30.64, 56.34, 61.50, 121.26, 125.58, 170.16. Масс-спектр, m/z (1отн, %): 235(15), 233(40), 199(19), 189(34), 187(100), 171(15), 159(11), 135(11), 125(14), 123(50), 119(12), 109(13), 91(46), 79(12), 77(24), 75(46), 65(23), 51(11), 44(15).
МФК, K2CO3
+
CH3CN
O
O
+
Диэтил[(2Е)-3-хлорпроп-2-ен-1-ил]про-пандиоат (6). В сухую колбу емкостью 100 мл вносили 10.00 г (0.062 моль) малонового эфира, 8.31 г (0.075 моль) (£)-1,3-дихлорпропена, 0.33 г (1.25 ммоль) 18-краун-6, 15.27 г (0.11 моль) K2CO3 и 25 мл ацетонитрила, перемешивали при кипячении с обратным холодильником в течение 4 ч, затем приливали 50 мл воды и 50 мл гексана, органический слой отделяли, а водный экстрагировали гексаном (2x50 мл). Объединенные органические слои промывали водой и сушили Na2SO4. Выделяли из смеси при помощи вакуумной перегонки. Выход 10.08 г (69%). ИК спектр, v, см-1: 2982, 2938, 2907, 1748, 1732, 1699, 1634, 1464, 1445, 1393, 1369, 1337, 1281, 1221, 1153, 1096, 1032, 978, 937. Спектр ЯМР *И, 8, м. д.: 1.27 т (6Н, 2СН3, J 7.0 Гц), 2.63 т (2Н, СН2, J 7.3 Гц), 3.40 т (1Н, СН, J 7.3 Гц), 4.21 к (4Н, 2СН2О, J 7.0 Гц), 5.88 д (1Н, =CH, J^ 13.2 Гц), 6.09 д (1Н, =CHCl, J^ 13.2 Гц). Спектр ЯМР 13С, 8С, м.д.: 13.89, 29.84, 51.15, 61.44, 120.04, 129.06, 168.25. Масс-спектр, m/z (1отн, %): 199(17), 161(13), 160(16), 143(18), 133(14), 125(100), 115(15), 97(88), 81(19), 77(11), 75(29), 69 (11), 55(12), 53(24), 51(12).
Диэтил[(2^)-3-хлорпроп-2-ен-1-ил]про-пандиоат (7). Получали из ^)-1,3-дихлорпро-пена аналогично продукту 6. Выход 9.52 г (65%). ИК спектр, v, см-1: 2982, 2938, 2907, 1748, 1732, 1699, 1634, 1464, 1445, 1393, 1369, 1337, 1281, 1221, 1153, 1096, 1032, 978, 937.
Спектр ЯМР 1H, 8, м. д.: 1.28 т (6Н, 2СН3, J 7.3 Гц), 2.82 т (2Н, СН2, J 7.6 Гц), 3.46 т (1Н, СН, J 7.6 Гц), 4.22 к (4Н, 2СН2О, J 7.3 Гц), 5.82 к (1Н, =CH, J^ 7.3 Гц), 6.13 д (1Н, =CHCl, J^c 7.3 Гц). Спектр ЯМР 13С, 8С, м.д.: 13.87, 26.11, 50.55, 61.39, 120.59, 127.09, 168.46. Масс-спектр, m/z (1отн, %): 199(20), 189(16), 161(10), 160(18), 133(17), 125(100), 115(15), 97(84), 89(21), 75(17), 69(10), 55(12), 53(26), 51(12).
Литература
1. Handbook of organopalladium chemistry for organic synthesis. Ed. E. Negishi.— N.-Y.: Wiley interscience, 2002.— 3424 p.
2. de Meijere A., Diederich F. Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions.— N.-Y.: Wiley-VCH, 2004.- 916 p.
3. Tsuji J. Palladium Reagents and Catalysts: Innovations in Organic Chemistry.- Chichester: Wiley, 1995.- 549 p.
4. Ишбаева А. У., Шахмаев Р. Н., Зорин В. В. // ЖОрХ.- 2010.- Т.46, №2.- С.183.
5. Ишбаева А. У., Шахмаев Р. Н., Спирихин Л. В., Зорин В. В. // Баш. хим. ж.- 2009.- Т.16, №1.- С.30.
6. Шахмаев Р. Н., Ишбаева А. У., Сунагатулли-на А. Ш., Зорин В. В. // ЖОХ.- 2011.- Т.81, №81.- С.1578.
7. Stritzke K., Schulz S., Laatsch H., Helmke E., Beil W. // J. Nat. Prod.- 2004.- V.67.- P. 395.
8. Патент США US7232925 (В2) Process for producing (4E)-5-chloro-2-isopropyl-4-pente-noate and optically active form thereof / Mori N., Matsumura Y., Morizawa Y., Kaminuma T., Aoki Y. // Опубл. 13.10.2005.
