CC BY
19
А. У. Ишбаева (асп.), Р. Н. Шахмаев (к.х.н., доц.),
В. В. Зорин (чл.-корр. АН РБ, д.х.н., проф., зав. каф.)
Pd-катализируемый синтез сопряженных (3Е,5Е)-алкадиен-2-онов и (3E,5 Е)-алкадиен-2-олов
Уфимский государственный нефтяной технический университет 450062, Уфа, ул. Космонавтов, 1; тел. (347) 2431935, e-mail: [email protected]
А. U. Ishbaeva, R. N. Shakhmaev, V. V. Zorin
Pd-catalyzed synthesis of conjugated (3^,5 £)-alkadien-2-ones and (3£',5£')-alkadien-2-ols
Ufa State Petroleum Technological University
1, Kosmonavtov Str, 450062 Ufa, Russia; ph. (347) 2431935, e-mail: [email protected]
На основе безфосфиновой реакции Мизороки-Хека разработан стереонаправленный метод синтеза сопряженных (3£,5 £)-алкадиен-2-онов и (3£',5£')-алкадиен-2-олов. Кросс-сочетание (1£)-1-иодалк-1-енов, полученных гидроалюми-нированием-иодированием 1-алкинов, с бут-3-ен-2-оном в присутствии Pd(OAc)2, основания и тетрабутиламмонийхлорида в N-метилпирроли-доне с высоким выходом и стереоселективностью приводит к соответствующим (3£',5£')-ал-кадиен-2-онам. Восстановление последних литийалюминийгидридом до соответствующих (3£',5£')-алкадиен-2-олов протекает с сохранением конфигурации сопряженной диеновой системы.
Ключевые слова: 1-алкины; (3£',5£')-алкади-ен-2-оны; (3£',5£')-алкадиен-2-олы; гидроалю-минирование; иодирование; кросс-сочетание; реакция Мизороки-Хека.
Сопряженные диеноны и вторичные дие-нолы (в том числе оптически активные) часто являются природными биологически активными веществами и широко используются в органическом синтезе 1-5.
Нами исследована возможность стерео-направленного синтеза (3£,5£)-алкадиен-2-онов на основе кросс-сочетания (1Е)-1-иодалк-
1-енов, полученных гидроалюминированием— иодированием 1-алкинов, с бут-3-ен-2-оном (реакция Мизороки—Хека) 6-8.
The stereoselective method for the synthesis of (3£',5£')-alkadien-2-ones and (3£,5£’)-alkadien-2-ols has been developed using nonphosphine Mizoroki-Heck reaction. A cross-coupling reaction of (£’)-1-iodoalk-1-ene, obtained by hydroalumina-tion—iodination 1-alkyne, with but-3-en-2-one in the presence of Pd(OAc)2, base and tetrabutylam-monium chloride in N-methylpyrrolidone afforded corresponding (3£',5£')-alkadien-2-ones in high yield and stereoselectivity. The reduction of previous with lithium aluminum hydride to corresponding (3£,5£)-alkadien-2-ols takes place with maintenance of configuration of conjugated diene system.
Key words: 1-alkyne; (3£,5£)-alkadien-2-ones; (3£,5£)-alkadien-2-ols; cross-coupling; hydro-alumination; iodination; Mizoroki-Heck reaction.
Установлено, что при взаимодействии (1Е)-1-иодалк-1-енов 3, 4 с бут-3-ен-2-оном в присутствии Pd(OAc)2, основания и тетрабутиламмонийхлорида в N-метилпирролидоне с высоким выходом и стереоселективностью образуются соответствующие (3£,5£)-алкадиен-
2-оны 5, 6. Восстановление последних литийалюминийгидридом приводит к соответствующим (3£,5£)-алкадиен-2-олам 7, 8 с сохранением конфигурации сопряженной диеновой системы.
R=C6H14 (1), R=C7H16 (2 )
R=C6H14 (3 ), R=C7H16 (4)
Pd(OAc)2, BU4NCI, K2CO3
R=C6H14 (5),
R=C 7H16 (6)
O
DIBAH. I
R
R
R
L1AIH4
R=C6Hi4 (7), R=C7Hi6 (8)
Дата поступления 05.09.11 250 Башкирский химический журнал. 2011. Том 18. 4
OH
R
Структура и стереохимическая чистота синтезированных соединений 3-8 подтверждена данными ЯМР !Н -, 13С-спектроскопии, а также ГЖХ анализом на капиллярной колонке. КССВ винильного атома водорода при атоме С3 диенонов составляет 15.5 Гц, что свидетельствует о трансоидной конфигурации двойной связи.
Экспериментальная часть
ИК спектры записаны в тонком слое на ИК Фурье-спектрофотометре ШРге8^е-21 5И1МАВ2и. Спектры ЯМР 1Н и 13С записаны в СЭС13 на приборе Вгикег АМ-300 (рабочая частота 300 и 75.47 МГц соответственно), в качестве внутреннего стандарта использовали остаточный сигнал хлороформа (8Н=7.26 и 8С=77.00). Хроматографический и масс-спект-ральный анализ проводили на хроматомасс-спектрометре ССМ5-ОР20105 БШМАВги (электронная ионизация при 70 эВ). Использовали капиллярную колонку НР-1МБ (30 м, 0.25 мм, 0.25 ит), температура испарителя 280 оС, температура ионизационной камеры 200 оС. Анализ проводили в режиме программирования температуры от 50 до 280 оС со скоростью 10 °С/мин, газ-носитель — гелий (1.1 мл/мин).
(1.Е)-1-Иодокт-1-ен (3) синтезирован по модифицированной методике9. К раствору 1.1 г (0.01 моль) 1-октина (1) в 10 мл абсолютного гексана приливали в атмосфере аргона 15 мл 1М раствора диизобутилалюминийгидрида в гексане и перемешивали 8 ч при 55 оС. Реакционную смесь охлаждали до —60 оС и прибавляли раствор 2.79 г (0.011 моль) иода в 15 мл безводного ТГФ в течение 50 мин. Затем реакционную смесь нагревали за 1.5 ч до комнатной температуры, перемешивали при этой температуре еще 15 ч и приливали при охлаждении льдом 25 мл 10 % раствора серной кислоты. Органический слой отделяли, водный экстрагировали гексаном (3x15 мл). Объединенные органические слои промывали насыщенным раствором КаС1, сушили Ка2Б04 и концентрировали. Продукт выделяли методом колоночной хроматографии (гексан—хлороформ, 6:1). Выход 2.19 г (92%). ИК спектр, V, см-1: 2955, 2926, 2854, 1605, 1463, 1456, 1215, 1204, 943. Спектр ЯМР *Н, 8, м.д.: 0.88 т (3Н, СН3), 1.22-1.43 м (8Н, 4СН2), 2.05 к (2Н, СН2СН=), 5.96 д (1Н, С*Н=, ] 14.3 Гц), 6.466.56 м (1Н, С2Н=). Спектр ЯМР 13С, 8, м.д.:
14.02 (СН3), 22.50 (С7), 28.26 (СН2), 28.52
(СН2), 31.52 (С6), 36.01 (С3), 74.24 (С1), 146.72 (С2) .
(1£)-1-Иоднон-1-ен (4). Синтезировали из 1-нонина (2) согласно методике 10. Выход 2.25 г (89%). ИК спектр, 8, см-1: 2955, 2926, 2855, 1607, 1456, 1211, 1198, 945. Спектр ЯМР *Н, 8, м.д.: 0.88 т (3Н, СН3), 1.21-1.42 м (10Н, 5СН2), 2.04 к (2Н, СН2СН=, ] 7.0 Гц), 5.97 д (1Н, С*Н=, ] 14.3 Гц), 6.45-6.55 м (1Н, С2Н=). Спектр ЯМР 13С, 8, м.д.: 14.00 (СН3), 22.58 (С8), 28.30 (СН2), 28.82 (СН2), 28.96 (СН2), 31.68 (С7), 35.98 (С3), 74.23 (С1), 146.59 (С2).
(3£,5£)-Додека-3,5-диен-2-он (5). К суспензии 1.54 г (11 ммоль) К2СО3, 1.24 г (4.5 ммоль) Ви4КС1, 0.02 г (0.09 ммоль) Рё(0Ас)2, 1.07 г (4.5 ммоль) (1£’)-1-иодокт-1-ена (3) в 4 мл К-метилпирролидона прибавляли 0.7 г (10 ммоль) 3-бутен-2-она. Реакционную смесь продували аргоном и нагревали при перемешивании в течение 14 ч при 50 оС. После полной конверсии (1£)-1-иодокт-1-ена (3) (контроль по ТСХ) добавляли 10 мл воды и 30 мл гексана. Органический слой отделяли, а водный экстрагировали гексаном (2x30 мл). Объединенный органический слой промывали насыщенным раствором КаС1 (20 мл), сушили Ка2Б04 и концентрировали. Сырой продукт очищали методом колоночной хроматографии (БЮ2, гексан — этилацетат, 9:1^4:6). Выход 0.67 г (83%). ИК спектр, V, см-1: 2955, 2926, 2855, 1717, 1684, 1670, 1630, 1593, 1360, 1254, 997. Спектр ЯМР *Н, 8, м. д.: 0.89 т (3Н, СН3), 1.21-1.49 м (8Н, 4СН2), 2.13-2.22 м (2Н, СН2СН=), 2.26 с (3Н, СН3СО), 6.05 д (1Н, С3Н=, ] 15.5 Гц), 6.15-6.21 м (2Н, 2СН=), 7.06-7.15 м (1Н, СН=). Спектр ЯМР 13С, 8, м.д.: 13.85 (СН3), 22.36 (С11), 26.88 (С1), 28.47 (СН2), 28.65 (СН2), 31.43 (С10), 32.93 (С7), 128.56 (С3 или С5), 128.65 (С5 или С3), 143.86 (С6), 145.60 (С4), 198.45 (С2).
( 3£,5£)-Тридека-3,5-диен-2-он (6). Синтезирован из (1£)-1-иоднон-1-ена (4) аналогично кетону 5. Выход 0.71 г (81%). ИК спектр, V, см-1: 2953, 2926, 2857, 1719, 1680, 1636, 1362, 1254, 980. Спектр ЯМР *Н, 8, м. д.: 0.88 т (3Н, СН3), 1.21-1.49 м (10Н, 5СН2), 2.13-2.23 м (2Н, СН2СН), 2.26 с (3Н, СН3СО), 6.06 д (1Н, С3Н=, ] 15.5 Гц), 6.156.22 м (2Н, 2СН=), 7.06-7.15 м (1Н, СН=). Спектр ЯМР 13С, 8, м.д.: 13.90 (СН3), 22.48 (С12), 26.90 (С1), 28.55 (СН2), 28.99 (2СН2), 31.61 (С11), 33.00 (С7), 128.60 (С3 или С5), 128.68 (С5 или С3), 143.94 (С6), 145.67 (С4), 198.54 (С2).
(3£,5£)-Додека-3,5-диен-2-ол (7). К раствору 0.076 г (2 ммоль) LiAlH4 в 10 мл абсолютного диэтилового эфира при перемешивании и охлаждении (Ar, 0 оС) в течение 30 мин прибавляли 0.60 г (3.3 ммоль) кетона 5. Реакционную смесь нагревали до комнатной температуры, перемешивали 2 ч, снова охлаждали до 0 оС и осторожно приливали 3 мл воды. Органический слой отделяли, промывали насыщенным раствором NaCl, сушили Na2SO4 и концентрировали. Продукт выделяли методом колоночной хроматографии (гексан—Et2O, 7:3). Выход 0.53 г (88%). ИК спектр, v, см-1: 3370 ш (OH), 2957, 2926, 2855, 1458, 1369, 1134, 1059, 988. Спектр ЯМР *H, 8, м. д.: 0.88 т (3H, CH3), 1.17-1.43 м (11H, CH3CO, 4CH2), 1.94 уш.с (1H, OH), 2.07 к (2H, CH2CH=), 4.31 квин (1H, CHOH), 5.57-5.74 м (2H, 2CH=), 5.97-6.20 м (2H, 2CH=). Спектр ЯМР 13С, 8, м.д.: 13.99 (С^), 22.53 (С11), 23.19 (С1), 28.79 (CH2), 29.12 (CH2), 31.64 (C10), 32.57 (C7), 68.52 (C2), 129.34 (CH=), 129.97 (CH=), 134.55 (CH=), 135.51 (CH=).
(3£,5£)-Тридека-3,5-диен-2-ол (8). Синтезирован из (3£’,5£’)-тридека-3,5-диен-2-она (6) аналогично спирту (7). Выход 0.56 г (86%). ИК спектр, v, см-1: 3365 (OH), 2957, 2924, 2856, 1455, 1362, 1130, 1054, 982. Спектр ЯМР *H, 8, м. д.: 0.88 т (3H, CH3),
1.16-1.43 м (13H, ^CO, 5CH2), 1.90 уш.с (1H, OH), 2.06 к (2H, CH2CH=), 4.31 квин (1H, CHOH), 5.56-5.73 м (2H, 2CH=), 5.966.18 м (2H, 2CH=). Спектр ЯМР 13С, 8, м.д.:
14.02 (СЩ), 22.59 (С12), 23.21 (С1), 28.87
(CH2), 29.15 (CH2), 29.19 (CH2), 31.70 (C11), 32.63 (C7), 68.56 (C2), 129.38 (CH=), 129.99 (CH=), 134.60 (CH=), 135.58 (CH=).
Литература
1. Jiang Z. D., Gerwick W. H. // Phytochemistry.— 1991.— V. 30/— P. 1187.
2. Lopez A., Gerwick W. H. // Tetrahedron Lett.— 1988.- V. 29.- P. 1505.
3. Henkel T., Zeeck A. // Liebigs Ann. Chem.-1991.- P. 367.
4. Tsuda M., Ishibashi M., Agemi K., Sasaki T., Kobayashi J. // Tetrahedron.- 1991.- V. 47.-P. 2181.
5. The total synthesis of natural products. V. 7. Ed. J. ApSimon. N.-Y.: John Wiley and sons, 1988.480 p.
6. Handbook of organopalladium chemistry for organic synthesis. Ed. E. Negishi. N.-Y.: Wiley Interscience, 2002.- 3424 p.
7. Ишбаева А.У., Сунагатуллина А.Ш., Шахмаев Р. Н., Зорин В. В. // Баш. хим. ж.- 2010.— Т. 17, №3.- С. 53.
8. Ишбаева А.У., Шахмаев Р.Н., Зорин В.В. // ЖОрХ.- 2010.- Т. 46.- Вып. 2.- С. 183.
9. Zweifel G., Whitney C. C. // J. Am. Chem. Soc.- 1967.- V. 89.- P. 2753.
10. Шахмаев Р. Н., Ишбаева А. У., Зорин В.В. // Изв. Вузов. Химия и химическая технология.-2011.- Т. 54, №10.- С. 97.
