CC BY
35
Успехи в химии и химической технологии. ТОМ XXXI. 2017. № 12
УДК 547.39
Виликотский А.Е., Белякова Ю.Ю., Радулов П.С., Ярёменко И.А., Терентьев А.О.
ПЕРОКСИДИРОВАНИЕ ТРИКАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ. НЕВОЗМОЖНОЕ СТАНОВИТСЯ ВОЗМОЖНЫМ
Виликотский Анатолий Евгеньевич, студент 3 курса факультета химико-фармацевтических технологий и биомедицинских препаратов, e-mail: vilikotskiy@mail.ru;
Белякова Юлия Юрьевна, магистрантка 1 курса факультета химико-фармацевтических технологий и биомедицинских препаратов;
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, 125047, Миусская пл., 9, Москва, Россия Радулов Петр Сергеевич, аспирант,Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, 119991, Ленинский просп., 47, Москва, Россия
Ярёменко Иван Андреевич, к.х.н., н.с. Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, 119991, Ленинский просп., 47, Москва, Россия
Терентьев Александр Олегович, д.х.н., член-корр. РАН, профессор РАН, заведующий лабораторией института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, 119991, Ленинский просп., 47, Москва, Россия
Осуществлен поиск оптимальных условий для селективного синтеза пероксидов из трикарбонильных соединений. Ключевые слова: кетон, монопероксид, озонид, пероксид водорода, пероксидирование, тетраоксан,.
PEROXIDATION OF TRICARBONYL COMPOUNDS. THE IMPOSSIBLE BECOMES POSSIBLE.
VilikotskiyAnatoliyEvgen'evich, BelyakovaYuliaYur'evna, RadulovPeterSergeevich*, YaremenkoIvanAndreevich*, Terent'evAlexanderOlegovich*
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, 125047, Miusskaya sq., 9, Moscow, Russia.
*N. D. Zelinsky Institute of Organic Chemistry, Russian Academy of Sciences, 119991, Leninsky prosp., 47, Moscow, Russia
A search was made for optimal conditions for the selective synthesis ofperoxides from tricarbonyl compounds. Keywords: hydrogenperoxide, ketone, monoperoxide,ozonide, peroxidation, tetraoxane.
Исследования в области химии органических пероксидов в 20 веке в основном были направлены на полимерную промышленность [1,2]. Большинство работ были посвящены синтезу и поиску новых источников свободных радикалов для осуществления радикальной полимеризации. Событием, изменившим многие представления о пероксидах, стало открытие китайскими учеными природного циклического пероксида Артемизинина, выделенного из растения Artemisiaannua(полынь однолетняя), который обладает выраженными противомалярийными свойствами. На основе Артемизинина в последствии был создан ряд полусинтетических аналогов, которые
рекомендованы ВОЗ при лечении малярии [3-5].
Arte m is in ill
О
Artcsunatc
О
4-'
Artefenomel
Рис.1. Лекарственные препараты на основе циклических пероксидов.
Открытие Артемизинина, создание его полусинтетических аналогов стимулировали ученых к по поиску полностью синтетических пероксидов, обладающих биологической активностью. За последние два десятилетия установлено, что соединения с более упрощенной структурой такие как, озониды и тетраоксаны обладают выраженной противомалярийной [6], антигельминтной [7] активностью, а также антипролиферативным эффектом.
Получение органических пероксидов в основном базируется на реакции пероксида водорода и карбонильных соединений. В литературе опубликовано тысячи работ по селективному синтезу пероксидов из монокетонов. Работ с использованием дикарбонильных соединений насчитывается около десятка, апо
пероксидированию трикарбонильных соединений известно лишь несколькоработ. Такое явление связано с тем, что наличие нескольких реакционных центров в молекуле, приводит к образованию многокомпонентной смеси пероксидов, что усложняет или во многом делает невозможным их разделение и установления строения.
О О
О
Ri R?.
О О
,ХА
„АА„
Схема 1. Селективность в реакции пероксидирования кетонов.
Успехи в х&мии и химической технологии. ТОМ XXXI. 2017. № 12
В 1964 Адольф Ричи опубликовал работу, в которой впервые был осуществлен селективный синтез циклического пероксида из триацетилметана и пероксида водорода, а в качестве катализатора использовалась серная кислота [8].
Схема 2. Схема пероксидирования триацетилметана
В нашей лаборатории ведутся исследования по пероксидированию карбонильных соединенийв присутствии протонных кислот [9], кислот Льюиса [10]. В частности, был открыт селективной метод сборки ранее неизвестных циклических монопероксидов. Удивительно, что, несмотря, на использование более чем эквимолярного количества пероксида водорода в молекуле продукта присутствует лишь один пероксидный фрагмент (Схема 3).
Схема 3. Синтез монопероксидов из р,8-трикетонов.
Казалось, что единственным продуктом в реакции Р,5-трикетонов и пероксида водорода является образование циклических монопероксидов. Однако при переходе от протонных кислот и кислот Льюиса к гетерополикислотам таких как H3PWl2O40 и Н3РМо12О40 в качестве катализатора образуются одновременно три различных класса циклических пероксидов: стереоизомеры озонидов, мостиковые тетраоксаны и трициклические монопероксиды (Схема 4) [11].
н,о.
CH.CN
о +
ДГ? . Ato
Схема 4. Синтез трех классов циклических пероксидов.
Поиск методов препаративного получения соединений различных классов пероксидов из трикарбонильных соединений является актуальной и
сложной задачей в этом направлении.Уникальность пероксидированиятрикарбонильных соединений заключается в управлении селективностью пероксидирования трикарбонильных соединений и возможности целенаправленно получать пероксиды различных классов:
трициклическихмонопероксидов, мостиковых
тетраоксанов иозонидов.
Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ (грант 14-50-00126).
Список литературы
1. Handbook of free radical initiators. John Wiley and Sons. / Denisov E. T., Denisova T. G., Pokidova T. S.: John Wiley and Sons, 2003. John Wiley and Sons.
2. Nesvadba P. Radical Polymerization in Industry // Encyclopedia of Radicals in Chemistry, Biology and MaterialsJohn Wiley & Sons, Ltd., 2012.
3. W. Jefford C. Synthetic Peroxides as Potent Antimalarials. News and Views // Curr. Top. Med. Chem. - 2012. -Vol. 12, N 5. -P. 373-399.
4. Slack R. D., Jacobine A. M., Posner G. H. Antimalarial peroxides: advances in drug discovery and design // Med. Chem. Commun. - 2012. -Vol. 3, N 3. -P. 281-297.
5. Terent'ev A. O., Borisov D. A., Yaremenko I. A. General methods for the preparation of 1,2,4,5-tetraoxanes - key structures for the development of peroxidic antimalarial agents // Chem. Heterocycl. Compd. - 2012. -Vol. 48, N 1. -P. 55-58.
6. Yadav N., Sharma C., Awasthi S. K. Diversification in the synthesis of antimalarial trioxane and tetraoxane analogs // RSC Adv. - 2014. -Vol. 4, N 11. -P. 5469-5498.
7. Ingram K., Yaremenko I. A., Krylov I. B., Hofer L., Terent'ev A. O., Keiser J. Identification of Antischistosomal Leads by Evaluating Bridged 1,2,4,5-Tetraoxanes, Alphaperoxides, and Tricyclic Monoperoxides // J. Med. Chem. - 2012. -Vol. 55, N 20. -P. 8700-8711.
8. A. Rieche, C. Bischoff, D. Prescher. Alkylperoxyde, XXXV. Peroxyde des Triacetylmethans „Triacetylmethanperoxyd"//Europ. J. In. Chem.-1964. -Vol. 11,-P. 3071-3075.
9. Terent'ev A. O., Yaremenko I. A., Chernyshev V. V., Dembitsky V. M., Nikishin G. I. Selective Synthesis of Cyclic Peroxides from Triketones and H2O2 // J. Org. Chem. - 2012. -Vol. 77, N 4. -P. 1833-1842.
10.Terent'ev A. O., Yaremenko I. A., Vil' V. A., Dembitsky V. M., Nikishin G. I. Boron Trifluoride as an Efficient Catalyst for the Selective Synthesis of Tricyclic Monoperoxides from beta,delta-Triketones and H2O2 // Synthesis. - 2013. -Vol. 45, N 2. -P. 246-250.
11. Terent'ev A. O., Yaremenko I. A., Vil' V. A., Dembitsky V. M., Nikishin G. I. Boron Trifluoride as an Efficient Catalyst for the Selective Synthesis of Tricyclic Monoperoxides from beta,delta-Triketones and H2O2 // Synthesis. -2013. -Vol. 45, N 2. -P. 246250.
