CC BY
10
УДК 547.462+546.98+544.47
Д. А. Акимова (магистрант), А. Ш. Сунагатуллина (к.х.н., доц.), Р. Н. Шахмаев (к.х.н., доц.),
В. В. Зорин (чл.-корр. АН РБ, д.х.н., проф., зав. каф.)
_ _ _ _ __
Pd-КАТАЛИЗИРУЕМЫИ СИНТЕЗ ДИЭТИЛДИ[(2£)-УНДЕЦ-2-ЕН-4-ИН-1-ИЛ]ПРОПАНДИОАТА
Уфимский государственный нефтяной технический университет, кафедра биохимии и технологии микробиологических производств 450062, Уфа, ул. Космонавтов, 1; e-mail: [email protected]
D. A. Akimova, A. Sh. Sunagatullina, R. N. Shakhmaev, V. V. Zorin
Pd-CATALYZED SYNTHESIS OF DIETHYLDI-(2E)-UNDEC-2-EN-4-YN-1-YLPROPANEDIOATE
Ufa State Petroleum Technological University 1, Kosmonavtov Str, 450062 Ufa, Russia; e-mail: [email protected]
На основе двойного Р^ катализируемого кросс-сочетания диэтилди[(2£)-3-хлорпроп-2-ен-1-ил] пропандиоата с окт-1-ином в присутствии слабо связанного комплекса Р^12(и-РгСЫ)2 и Си1 в пиперидине при комнатной температуре осуществлен синтез диэтилди[(2£)-ундец-2-ен-4-ин-1-ил]пропандиоата с хорошим выходом (74%) и высокой стереоселективностью. Исходный диэ-тилди[(2£)-3-хлорпроп-2-ен-1-ил]пропандиоат получен аллилированием малонового эфира под действием (£)-1,3-дихлорпропена в присутствии К2С03 и каталитических количеств 18-краун-6.
Ключевые слова: диэтилди[(2£)-ундец-2-ен-4-ин-1-ил]пропандиоат; кросс-сочетание; палладий; реакция Соногашира; слабосвязанные комплексы.
An effective synthesis of diethyl di-(2£)-undec-2-en-4-yn-1-ylpropanedioate in high yield (74%) and stereoselectivity based on double Pd-cata-lyzed cross-coupling of diethyl bis[(2£)-3-chlo-roprop-2-en-1-yl]propanedioate by oct-1-yne in the presence of PdCl2(w-PrCN)2 and CuI in piperidine at room temperature was developed. An initial diethyl bis[(2£)-3-chloroprop-2-en-1-yl]propanedioate was obtained by dialkylation of malonic ester by 1,3-dichlororopene in the presence of K2CO3 and catalytic amounts of 18-crown-6.
Key words: cross-coupling; diethyl di-(2£)-undec-2-en-4-yn-1-ylpropanedioate; palladium; Sonogashira reaction; weak-ligated complexes.
Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках выполнения базовой части госзадания (проект №49)
Дизамещенные дииновые, ениновые и ди-ениновые производные малонового эфира являются ценными «строительными блоками» и широко используются в синтезе непредельных циклических соединений, в том числе природных биологически активных веществ 1-5. Наиболее эффективным и удобным методом получения подобных сопряженных непредельных структур является металло-катализируемое сочетание винилгалогенидов с металлооргани-ческими соединениями (реакции Кумада, Не-гиши, Стилле, Сузуки и др.) 6-8, олефинами (реакция Мизороки-Хека) 9-11 или алкинами (реакция Соногашира) 12.
Дата поступления 10.03.16
The work was supported by the RF Ministry of Education as part of the base part of the state task (project №49)
Нами исследована возможность стереосе-лективного синтеза бис-енина — диэтил-ди[(2£)-ундец-2-ен-4-ин-1-ил]пропандиоата (1) на основе Pd-катализируемого кросс-сочетания диэтилди[(2£)-3-хлорпроп-2-ен-1-ил]п-ропандиоата (2) с окт-1-ином (3). Хотя известны примеры вовлечения мало реакционноспоб-ных винилхлоридов в каталитический цикл реакции Соногашира с использованием слабосвязанных комплексов Pd 13-15, сведения о двойном кросс-сочетании с участием бис-ви-нилхлоридов отсутствуют.
Исходный диэтилди[(2£)-3-хлорпроп-2-ен-1-ил]пропандиоат (2) получен диаллилиро-
ванием малонового эфира 4 в условиях межфазного катализа под действием (Е)-1,3-ди-хлорпропена (5) в присутствии К2С03 и каталитических количеств 18-краун-6 (схема 1). Нук-леофильное замещение протекает с полным сохранением конфигурации заместителей при двойной связи. В результате двойного Рё-ката-лизируемого кросс-сочетания диэтилди[(2Е)-3-хлор-проп-2-ен-1-ил]пропандиоата (2) с 2.5 экв. окт-1-ина (5) в присутствии слабосвязанного комплекса РёС12(п-РгСК)2 и Си1 в пиперидине при комнатной температуре с хорошим выходом (74%) образуется целевой диэтилди[(2Е)-ундец-2-ен-4-ин-1-ил]пропандиоат (1). Реакция протекает с высокой стереоселективностью, изомерная чистота (£,£)-продукта 1 превышает 98%.
Структура, стереохимическая чистота и конфигурация заместителей при двойной связи полученных соединений была подтверждена ГЖХ-анализом, данными ИК- и ЯМР-спект-роскопии. КССВ винильных атомов водорода енина 1 составляет 15.7 Гц, что свидетельствует о трансоидной конфигурации двойной связи.
Экспериментальная часть
ИК спектры записаны в тонком слое на ИК Фурье-спектрофотометре ШРге8^е-21 БЫшаёги. Спектры ЯМР и 13С записаны в СЭС13 на приборе Вгикег АМ-300 (рабочая частота 300 и 75.47 МГц соответственно), внутренний стандарт — ТМС.
Диэтилди[ (2£)-3-хлорпроп-2-ен-1-ил| пропандиоат (2). Суспензию 0.80 г (5 ммоль) малонового эфира 4, 1.17 г (10.5 ммоль) (Е)-1,3-дихлорпропена (5), 0.053 г (0.2 ммоль) 18-
краун-6, 2.07 г (15 ммоль) К2С03 в 10 мл аце-тонитрила перемешивали при кипении до полной конверсии субстрата (6-8 ч, контроль методом ГЖХ). Реакционную смесь фильтровали, осадок промывали этилацетатом и объединенные органические фазы концентрировали. Сырой продукт очищали методом колоночной хроматографии (БЮ2, гексан — этилацетат, 9:1). Выход продукта 2 1.31 г (85%). ИК спектр, V, см-1: 1730, 1368, 1298, 1273, 1250, 1227, 1196, 1099, 1032, 939. Спектр ЯМР !Н, 5, м. д.: 1.26 т (6Н, СН3, I 7 Гц), 2.62 д (4Н, СН2СН=, I 7.9 Гц), 4.20 к (4Н, СН20, I 7 Гц), 5.78 д.т (2Н, СН=, 1транс 13.2, I 7.9 Гц), 6.04 д (2Н, С1СН=, 1транс 13.2 Гц). Спектр ЯМР 13С, 5С, м.д.: 13.94 (2СН3), 34.19 (2СН2СН=), 56.75 (СС=0), 61.57 (2СН20), 120.80 (2С1СН=), 127.42 (2СН=), 169.78 (2С=0).
Диэтилди[(2£)-ундец-2-ен-4-ин-1-ил| пропандиоат (1). К суспензии 0.200 г (0.65 ммоль) соединения 2, 9.5 мг (0.03 ммоль) РаС12(п-РгСЮ2, 11 мг (0.06 ммоль) Си1 в 2 мл пиперидина прибавляли 0.176 г (1.6 ммоль) окт-1-ина (3). Реакционную смесь перемешивали 8 ч при комнатной температуре в атмосфере аргона до полной конверсии 2 (контроль методом ГЖХ). Затем добавляли 10 мл диэти-лового эфира и 10 мл воды, органический слой отделяли, водный слой обрабатывали диэтило-вым эфиром (2 х 10 мл). Объединенные органические вытяжки промывали насыщенным раствором КаС1, сушили MgS04 и концентрировали. Продукт реакции очищали методом колоночной хроматографии ^Ю2, гексан — этил-ацетат, 9:1). Выход продукта 1 0.220 г (74 %), маслообразное вещество. ИК спектр, V, см-1:
O O
4
C6H
6П13
O
Pdа2(и-PrCN)2, Ш, пиперидин O- -^
Схема 1.
18-краун-6, K2CO3
O
O
MeCN
а
а
+
5
3
1
2953, 2930, 2857,1732, 1466, 1265, 1238, 1198, 1184, 955. Спектр ЯМР *H, 5, м. д.: 0.89 т (6Н, СН3, J 7 Гц), 1.22-1.58 м (22Н, СН3СН20, СН2), 2.22-2.28 м (4Н, С6Н), 2.65 д (4Н, С*Н, J 6.8 Гц), 4.19 к (4Н, СН3СН20), 5.53 д (2Н, С3Н, JmpaHC 15.7 Гц), 5.77-5.87 м (2Н, С2Н).
Спектр ЯМР 13С, 5С, м.д.: 13.98 (2С11), 14.04 (2СН3), 19.25 (2С6), 22.45 (2С10), 28.50 (2С7), 28.59 (2С8), 31.26 (2С9), 36.05 (2С1), 54.18 (СС=0), 61.39 (2СН20), 78.50 (2С4), 90.24 (2С5), 114.38 (2С3), 135.56 (2С2), 170.22 (2С=0).
Литература
1. Sturla S.J., Kablaoui N.M., Buchwald S.L. A Titanocene-Catalyzed Intramolecular Ene Reaction: Cycloisomerization of Enynes and Dienynes // J. Am. Chem. Soc. - 1999. - V. 121. - P. 1976-1977.
2. Dyker G., Hildebrandt D. Total Synthesis of Heliophenanthrone // J. Org. Chem. — 2005. — V. 70. - P. 6093-6096.
3. Trost B.M., Hu Y., Horne D.B. Total Synthesis of ( + )-Frondosin A. Application of the Ru-Catalyzed [5+2] Cycloaddition // J. Am. Chem. Soc. - 2007. - V. 129. - P. 11781-11790.
4. Michelet B., Thiery G., Bour C., Gandon V. Non-Innocent Behavior of Substrate Backbone Esters in Metal-Catalyzed Carbocyclizations and Friedel-Crafts Reactions of Enynes and Arenynes // J. Org. Chem. - 2015. - V. 80. - P. 1092510938.
5. Ishida M., Tanaka K. One-Pot Cycloisomerization. Hetero-Diels-Alder Reaction of 1,6-Enynes with Aldehydes Catalyzed by Rhodium and a Bronsted Acid // Org. Lett. -2013. - V. 15, №9. - P. 2120-2123.
6. Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions. Ed. de Meijere A., Diederich F. - N.-Y.: Wiley-VCH, 2004. - 916 p.
7. Шахмаев Р.Н., Сунагатуллина А.Ш., Зорин В. В. Новый подход к синтезу этил-(4£)-алкено-атов // ЖОХ. - 2013. - T. 83, №11. - C. 18191821.
8. Шахмаев Р.Н., Сунагатуллина А.Ш., Зорин В.В. Fe-катализируемый синтез циннаризина / / Ж0pX. - 2015. - T. 51, №1. - C. 98-100.
9. Beletskaya I.P., Cheprakov A.V. The Heck Reaction as a Sharpening Stone of Palladium Catalysis // Chem. Rev. - 2000. - V. 100. - P. 3009-3066.
10. Ишбаева А.У., Сунагатуллина А.Ш., Шахмаев Р.Н., Зорин В.В. Стереонаправленный синтез 1-[(2£,4£)-дека-2, 4-диеноил ]пиперидина // Баш. хим. ж. - 2010. - Т. 17, №3. - С. 53-55.
11. Шахмаев Р.Н., Чанышева А.Р., Ишбаева А.У., Вершинин С. С., Зорин В.В. Интенсификация реакций арилирования активированных олефи-нов 4-бромацетофеноном с использованием микроволнового излучения // ЖОрХ. - 2010. -T. 46, №3. - C. 459-460.
12. Chinchilla R., Najera C. The Sonogashira Reaction: A Booming Methodology in Synthetic Organic Chemistry // Chem. Rev.- 2007.- V. 107, №3.-P. 874-922.
13. Сунагатуллина А.Ш., Шахмаев Р.Н., Зорин В.В. Синтез этил-(4Е)-тридец-4-ен-6-иноата // ЖОХ. - 2013. - Т. 83, №1. - С. 156-157.
14. Сунагатуллина А.Ш., Шахмаев Р.Н., Зорин
References
1. Sturla S.J., Kablaoui N.M., Buchwald S.L. A [Titanocene-Catalyzed Intramolecular Ene Reaction: Cycloisomerization of Enynes and Dienynes]. J. Am. Chem. Soc., 1999, vol. 121, pp. 1976-1977. doi: 10.1021/ja9839567.
2. Dyker G., Hildebrandt D. [Total Synthesis of Heliophenanthrone]. J. Org. Chem., 2005, vol. 70, pp. 6093-6096. doi: 10.1021/jo050400a
3. Trost B.M., Hu Y., Horne D.B. [Total Synthesis of ( + )-Frondosin A. Application of the Ru-Catalyzed [5+2] Cycloaddition]. J. Am. Chem. Soc., 2007, vol. 129, pp. 11781-11790. doi: 10.1021/ja073272b
4. Michelet B., Thiery G., Bour C., Gandon V. [Non-Innocent Behavior of Substrate Backbone Esters in Metal-Catalyzed Carbocyclizations and Friedel-Crafts Reactions of Enynes and Arenynes]. J. Org. Chem., 2015, vol. 80, pp. 10925-10938. doi: 10.1021/acs.joc.5b02052
5. Ishida M., Tanaka K. One-Pot [Cycloisomerization/Hetero-Diels-Alder Reaction of 1,6-Enynes with Aldehydes Catalyzed by Rhodium and a Bronsted Acid]. Org. Lett., 2013, vol. 15, no. 9, pp. 2120-2123. doi: 10.1021/ ol4005849
6. [Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions]. Ed. de Meijere A., Diederich F. N.-Y.: Wiley-VCH, 2004. 916 p.
7. Shakhmaev R.N., Sunagatullina A.Sh., Zorin V.V. [A new approach to the synthesis of ethyl (4E)-alkenoates]. Russian Journal of General Chemistry, 2013, vol. 83, no. 11, pp. 2018-2020. doi: 10.1134/S1070363213110078
8. Shakhmaev R.N., Sunagatullina A.S., Zorin V.V. [Iron-catalyzed synthesis of cinnarizine]. Russian Journal of Organic Chemistry, 2015, vol. 51, no. 1, pp. 95-97. doi: 10.1134/S1070428015010169
9. Beletskaya I.P., Cheprakov A.V. [The Heck Reaction as a Sharpening Stone of Palladium Catalysis]. Chem. Rev., 2000, vol. 100, pp. 30093066. doi: 10.1021/cr9903048
10. Ishbaeva A.U., Sunagatullina A.Sh., Shakhmaev R.N., Zorin V.V. Stereonapravlennyi sintez 1-[(2E, 4E)-deka-2,4-dienoil]piperidina [Stereo-directed Synthesis of 1-[(2E,4E)-deca-2,4-dienoyl]piperidine]. Bashkirskii khimicheskii zhurnal [Bashkir Chemical Journal], 2010, vol. 17, no. 3, pp. 53-55.
11. Shakhmaev R.N., Chanysheva A.R., Ishbaeva A.U., Vershinin S.S., Zorin V.V. [Microwave enhancement of arylation of activated olefins with 4-bromoacetophenone]. Russian Journal of Organic Chemistry, 2010, vol. 46, no.3, pp. 459460. doi: 10.1134/S1070428010030280
12. Chinchilla R., Najera C. [The Sonogashira Reaction: A Booming Methodology in Synthetic
В.В. Pd-Cu-Катализируемый синтез N-(2£,4)- и N-(2Z,4)-eHHHOBbix циклических аминов // ЖОрХ. - 2013. - T. 49, №5. - C. 747-750.
15. Shakhmaev R.N., Sunagatullina A.Sh., Emyshaeva N.V., Zorin V.V. Synthesis of (4£,6Z)-hexadeca-4,6-dien-1-ol and its acetate -components of the sex pheromone of Stathmopoda masinissa // Chemistry of Natural Compounds.-2015. - T. 51, №1. - C. 127-129.
Organic Chemistry]. Chem. Rev., 2007, vol. 107, no.3, pp. 874-922. doi: 10.1021/cr050992x
13. Sunagatullina A.S., Shakhmaev R.N., Zorin V.V. [Synthesis of ethyl (4E)-tridec-4-ene-6-ynoate]. Russian Journal of General Chemistry, 2013, vol. 83, no. 1, pp. 148-149. doi: 10.1134/ S1070363213010313
14. Sunagatullina A.Sh., Shakhmaev R.N., Zorin V.V. [Pd-Cu-catalyzed synthesis of N-(2£,4)- and N-(2Z,4)-enyne cyclic amines]. Russian Journal of Organic Chemistry, 2013, vol. 49, no. 5, p. 730-733. doi: 10.1134/S1070428013050163
15. Shakhmaev R.N., Sunagatullina A.Sh., Emyshaeva N.V., Zorin V.V. [Synthesis of (4£,6Z)-hexadeca-4,6-dien-1-ol and its acetate — components of the sex pheromone of Stathmopoda masinissa]. Chemistry of Natural Compounds, 2015, vol. 51, no.1, pp. 127-129. doi: 10.1007/s10600-015-1217-8
