CC BY
10ходимой температуры и добавляли 17 г (0,093 моль) бицикло[2.2.1 .]гепт-5-ен-2,3-дикарбоновой кислоты. Отобранные пробы (10 мл), выливали в 50 мл 3,5% раствора соляной кислоты. Бензол удаляли под вакуумом. Полученный осадок промывали 20 мл воды, высушивали. Анализировали в виде метиловых эфиров (получали обработкой диазометаном) методом газожидкостной хроматографии.
ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Хроматографический анализ проводили на хроматографе ЛХМ-5 с ионизационнопламенным детектором на колонке с внутренним диаметром 3 мм и длиной 2,5 м. Жидкая фаза-10 % СКТФТ-50Х на хроматроне N-AW-DMCS. Температура испарителя 240 оС. Температура в термостате колонки 130-180 °С. Скорость газа-носителя (азота)-5-10"7 м3/сек.
СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
Спектральный анализ ангидридов проводили на приборе ИК-Фурье «Spectrum КХ1» («Perkin Elmer») методом калибровочной кривой. Обсчёт пиков соответствующего ангидрида проводили используя метод «высот» по программе «Spectrum» в максимуме полосы поглощения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Колобов А.В., Кофанов Е.Р. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2005. Т. 48. Вып. 11. С. 3-9.
2. Arcadi A., Marinelli F. J. Organomet. Chem. 1989. Vol. 3б8. P. 249-25б.
3. Stajer G. et al. Acta chem. scand. 1996. Vol. 50. P. 922930.
4. Schefczik E. Chem. Ber. 1965. Vol. 98. P. 1270 -1281.
5. Sugita K., Tamura Sh. Bul. Chem. Soc. Jap. 1971. Vol. 44. P. 3383-3387.
Кафедра органической химии
УДК 547.461.4; 544.122 А.В. Колобов*, Д.Е. Дмитриев**, С.Т. Панфилов*, П.В. Борисов*, К.Л. Овчинников*
ХЕМОСЕЛЕКТИВНОСТЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭТИЛ (Ш*^*^*^*^*^*)-5-ОКСО-2-(ФЕНИЛСУЛЬФАНИЛ)-4-ОКСАТРИЦИКЛО[4.2.1.03,7] НОНАН-9-КАРБОКСИЛАТА С ГИДРО-
КСИДОМ НАТРИЯ
(*Ярославский государственный технический университет, **Исследовательский институт химического разнообразия, г.Долгопрудный)
E-mail: [email protected]
Установлено, что в условиях щелочного гидролиза этил(1R*,2R*,3S*,6R*,7S*,9S*)-5-оксо-2-(фенилсульфанил)-4-оксатрицикло[4.2.1.03'7]нонан-9-карбоксилат превращается в стереоизомерный этил(1R*,2R*,3S*,6S*,7S*,9S*)-5-оксо-2-(фенилсульфанил)-4-окса-трицикло[4.2.1. нонан-9-карбоксилат, который и гидролизуется с образованием соответствующей карбоновой кислоты.
В работе [1] необходимость использования уксусной кислоты в качестве растворителя для получения (^*^*^*^*^*^*)-5-оксо-2-(фенилсульфанил)-4-оксатрицикло[4.2.1.03'7] но-нан-9-карбоновой кислоты (4) была продиктована ограниченной растворимостью (1R,2S,3R,4S)би-цикло[2.2.1]гепт-5-ен-2,3-дикарбоновой кислоты
(1) в более пригодных для проведения этой реакции инертных малополярных растворителях. Поэтому для проведения реакции в хлороформе мы использовали диэтиловый эфир кислоты 1 (2).
Продукт 3 подвергали гидролизу в водном растворе гидроксида натрия при температуре кипения. Характеристики полученного после под-
кисления продукта 6 не совпадали с характеристиками ожидаемого продукта реакции 4. Температура плавления (76-78оС) метилового эфира 7, полученного обработкой 6 диазометаном, также несколько отличалась от значения (66-67оС) полученного для продукта синтезированного исходя из (^*^*^*^*)бицикло[2.2.1]гепт-5-ен-2,3-дикарбоновой кислоты [2].
Рис. 2. Фрагмент 'Н ЯМР спектра соединения 6. Fig.2. The fragment of NMR 'Н spectrum of compound 6.
„Cl
'COOEt
COOEt
S ^ COOEt 3
NaOH, H,O
У NaOH
'P HO
S ^ COOH 6
2O NaOH, HO
NaOH, HO
S ^ COOH 4 \ CH2N2
,O
O-г
ж
O
S ^ COOMe 7
S ^ 'COOMe 8
Для установления структуры соединений 4 и 6 нами было проведено ЯМР-исследование этих продуктов. Согласно расчетам, по методу молекулярной механики ММ2, наиболее выгодной для исследуемого трицикла является конфигурация псевдованны (для упрощения структуры мостико-вые протоны С и Н не показаны).
о
PhS
O
PhS
Рис. 1. Фрагмент ЯМР спектра соединения 4. Fig.l. The fragment of NMR 'Н spectrum of compound 4.
Данные экспериментов ЯМР 2D COSY и NOESY позволяют выполнить полное отнесение сигналов в спектрах соединений 4 и 6. Результаты представлены на рис. 1 и 2 соответственно. Сравнение 'H спектров изомеров позволяет сделать предварительный вывод, что положение PhS-заместителя в обеих структурах одинаково, так как расщепление и взаимное расположение сигналов протонов A B C не меняется.
Исходя из стерических факторов, можно принять, что сложноэфирный мостик —CO—O- замещает два псевдоаксиальных положения основного цикла. Таким образом, протоны A и E занимают в цикле псевдоэкваториальное положение. Предсказанные расчетом величины вицинальных констант спин-спинового взаимодействия (КССВ) между протонами A и B (а также E и D) составляют примерно 3-5 Гц для псевдоаксиального положения и 9-12 Гц для псевдоэкваториального положения протонов B и D. Наблюдаемое значение КССВАВ составляет примерно 5 Гц в обоих изомерах, что говорит об псевдоаксиальном положении протона B. Размер KCCBED составляет 10.7 Гц в изомере 4 и менее 5 Гц в изомере 6, что позволяет сделать вывод о псевдоэкваториальном и псевдо-аксиальном положении протона D в изомерах 4 и 6 соответственно.
Вышеизложенные выводы подтверждаются также данными NOESY спектроскопии. Так, в спектре продукта 4 наблюдается кросс-пик, соответствующий сближенному расположению протона D и одного из мостиковых протонов, а в спектре продукта 6 - сближенному положению протонов B и D.
Гидролиз метилового эфира 8, как и ожидалось, также привел к кислоте 6. Сама кислота 4 выделяется количественно после четырехчасового кипячения ее в водном растворе гидроксида натрия.
Для эпимеризации эндо-эфиров норбор-нанкарбоновых кислот обычно применяют алко-голяты щелочных металлов в соответствующем спирте (см., например, [3]). При этом стереохими-ческий результат последовательного депротони-рования - протонирования а-углеродного атома
O
O
+
S
2
O
O
HO
S
5
O
O
O
CHN
22
O
F
F
A
A
D
B
B
4
6
сложноэфирной группы определяется большей термодинамической устойчивостью экзо-про-дуктов.
В нашем случае применение сильного нуклеофила (гидроксид-аниона) должно приводить главным образом не к отрыву протона от а-углеродного атома сложноэфирной группы, а к атаке карбонильного атома углерода с образованием интермедиата 9, в котором и возможно обращение конфигурации за счет внутримолекулярного протонного обмена.
PhS
rJ-f- OH
Eta ^o
OEt 9
^OEt
-OEt-
HO 10
Разность теплот образования интермедиа-тов 9 и 10 (АМ1, газофазное приближение) составляет 5.4 ккал/моль, что и может обусловливать преимущественное образование кислоты 6.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Все синтезированные соединения - кристаллические вещества, чистота и строение которых подтверждены методами ЖХ, ИК-, ЯМР спектроскопии, масс-спектрометрии.
Спектры :Н ЯМР 5% растворов анализируемых соединений в ДМСО-<16 c внутренним стандартом ТМС записывали на приборе "Bruker DRX-500".
Масс-спектры записывали на приборе FINNIGAN MAT.INCOS 50. Electron impact 70 eV.
ИК- спектры записывали на приборе ИК-Фурье «Spectrum RX1» («Perkin Elmer») в виде суспензии образцов в вазелиновом масле.
нилсульфанил)-4-оксатрицикло[4.2.1.03'7] но-нан-9-карбоновая кислота(6). Способ 1. К раствору 23,8 г (0,1 моль) эфира 2 в 50 мл хлороформа при 10-20 °C прибавляли бензолсульфенилхло-рид так, чтобы раствор обесцвечивался до прибавления следующей порции. Перемешивали еще 30 минут. Растворитель отгоняли под вакуумом. Образовавшееся масло кипятили почти до полного растворения в растворе 4г (0,1 моль) NaOH в 50 мл. воды. После подкисления выпавший осадок отфильтровывали, промывали водой на фильтре,
сушили при 70 °С. Выход 30%. Т пл. = 179-181 °С.
!H ЯМР, 5, м.д., J, Гц: 1.58 (1H, d, J=11.4), 1.99 (1H, d, J= 11.4), 2.63 (1H, s), 2.93 (1H, d, J=4.5), 3.01 (1H, s), 3.3 (1H, t, J=4.5), 3.59 (1H, d, J=1.7), 4.57 (1H, d, J=4.5), 7.27 (1H, tt, J=6.7; 1.7), 7.367.42 (4H, m), 12.9 (1H, s).
MS: m/z (I отн., %) = 290(100), 181(10), 163(68), 149(87), 136(93), 123(50), 109(78), 91(64), 77(100), 65(83), 45(96).
ИК, см -1: 1780(С=0), 1708(С=0), 1582(Ar), 1261 (C-O).
(1R*,2R*,ЗS*,6S*,7S*,9S*)-5-оксо-2-(фе-нилсульфанил)-4-оксатрицикло[4.2.1.03'7] но-нан-9-карбоновая кислота(6). Способ 2. 0,3 г 8 (0,98 ммоль) кипятили в растворе, состоящем из 5 мл этилового спирта, 2 мл воды и 0,0083 г (2,07 ммоль) гидроксида натрия в течение 8 часов. Охлажденный раствор выливали в 20 мл воды и подкисляли концентрированной соляной кислотой. Продукт экстрагировали 90 мл этилацетата. Выход 0,17 г (59,4%).
Метил(Ш*^*^*^*^*^*)-5-оксо-2-(фенилсульфанил)-4-оксатрицикло[4.2.1.03'7] нонан-9-карбоксилат (8) получали обработкой кислоты 4 в диэтиловом эфире диазометаном. Выход 92%. Т пл. = 64-65°С (петролейный эфир).
:H ЯМР, 5, м.д., J, Гц: 1.73(1H, d, J=11.3), 2.04(1H, d, J=11.3), 2.60(1H, s), 2.88(1H, dd, J=11.3; 4.7), 3.29(1H, s), 3.35(1H, dd, J=11.3; 3.2), 3.40(1H, t, J=4.7), 3.63(3H, s), 4.64(1H, d, J=4.7), 7.25(H, t, J=7.1), 7.34(2H, d, J=7.1 ), 7.38(2H, t, J=7.1 ).
Метил(1R*,2R*,ЗS*,6S*,7S*,9S*)-5-оксо-2-(фенилсульфанил)-4-оксатрицикло[4.2.1.03'7] нонан-9-карбоксилат (7) получали аналогично 8. Выход 94%. Т пл. 76-78 °С.
:H ЯМР, 5, м.д., J, Гц: 1.62(1H, d, J=11.6), 2.00(1H, d, J=11.6), 2.64(1H, s), 2.94(1H, d, J=3.4), 3.15(1H, s), 3.31(1H, t, J=4.9), 3.62(1H, d, J=2.1), 3.66(3H, s), 4.60(1H, d, J=4.9), 7.27(1H, tt, J=6.7; 2.1), 7.36-7.42(4H, m ).
ЛИТЕРАТУРА
1. Колобов А.В., Панфилов С.Т., Кофанов Е.Р. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2007. Т. 50. Вып. 1. C. 15-18.
2. Jordi С.В. Dissertation zur Erlangung des Grades eines Doktors der Naturwissenscaften. Universität Bremen. 2002.
3. Narisada M. et al. U.S.Patent № 5002972. 1991.
6
Кафедра органической химии
