CC BY
63
С. А. Коньков, И. К. Моисеев
Получение 1,3- и 1,4-дикетонов и кетоэфиров адамантанового ряда. Синтез гетероциклов на основе 1,3-дикетонов
Самарский государственный технический университет 443010, г. Самара, ул. Галактионовская, 141; тел./факс: (8462) 32-21-22; e-mail: [email protected]
Рассмотрены различные варианты синтеза
1.3- и 1,4-дикетонов адамантанового ряда и гетероциклических соединений на их основе.
Ключевые слова: 1,3- и 1,4-дикетоны, гетероциклы.
1.3- и 1,4-дикетоны адамантанового ряда в настоящее время недостаточно полно исследованы. Хотя их изучение весьма целесообразно из за специфичности их химических свойств, а главное — возможности получения на их основе гетероциклических соединений с потенциальной биологической активностью.
Известны следующие 1 варианты получения 1,3- и 1,4-дикетонов:
1) ацилирование кетонов сложными эфирами щелочными агентами;
2) ацилирование кетонов при помощи ангидридов кислот в присутствии агента кислого характера.
В литературе 2-5 приведены способы получения 1,3-дикетонов действием ангидридов кислот на кетоны с использованием газообразного трехфтористого бора или каталитической системы ZnCl2 + БЮ14.
Японскими исследователями описан метод 6 получения 1,3-дикетонов адамантанового ряда по следующей схеме:
&
(C6H14)NLi
C—CH,
^HJNLi
O
. _C—CH ClSi(CH3)3,
ClSi(CH3).
3'3-
+
ґГї
C=CH2
I 2 +
O—Si(CH3)3 +
+ R—C
//° TiCl4
Nr,
-CH—C—R
O
Cl
rf"i
Получение 1,3-ди(1-адамантил) пропан-
1,3-диона приведено в работе чешских иссле-» 7
дователей 7.
1,4-Бис(1-адамантил)-1,4-бутандион впервые получил Н. 81ейег 8. Реакция проходила по следующей схеме:
Позднее 9 был получен 1-Адамантил-1-фе-нилбутан-1,4-дион.
В данной статье приводятся результаты синтезов 1-(1-адамантил)-1,3-бутандиона (1) и 1,3-пентандиона (2) из метиладамантилкето-на и соответствующих ангидридов кислот в присутствии эфирата трехфтористого бора:
Дата поступления 03.07.08
[Ті
Уі
-ОИз +
Р—О
Р-О.
о
// ВРз*О(02И5}2
о
\\
о
ВРз*О(02И5)2
-О—ОИ^О—Р
о
о
где Я= ОИз(1), И2^ОИз(2).
Изучены реакции синтезированных соединений с бинуклеофилами (гидразингидра-том, фенилгидразином, семикарбазидом):
^ ^—О ОИ^О—Р1 + Р2—ыи—ыи2-------------
¡/^у о 2
о
о
■0
-ОИ=<О-Р1 -----Ы—Р2
/оО2И5
Р1—ОИ2—О. Ыа
2 % _
Ыа
Р1-
-ОИ—О.
/оО2И5
"о
+
Ранее при изучении химических свойств кетоэфиров, а именно реакции с гидразинги-дратом и фенилгидразином, происходил расщепление соединений с образованием гидрази-дов кислот:
//? с-сы-с
м і \
о Р1 ?с2н5
+
Р2ИЫ—ЫИ2
о
-ЫИ—ЫР2
где R1=СN, СОСН3; R2 = Н, С6Н5.
Реакции кетоэфиров (9, 11) с гидразин-гидратом и фенилгидразином протекали по схемам:
где Я1= ОИ3 ; Р2= И(3), О6И5(4),ОоЫИ2*ИО1(5).
Я1= ОИ3-ОИ2 ; Р2=И(6),О6И5(7),ОоЫИ2*ИО!(8).
Характеристики продуктов реакций представлены в табл. 1.
Нами изучено взаимодействие этилового эфира 3-(1-адамантил)-3 оксопропионовой кислоты с бромацетофеноном, а также реакции (1-адамантил)бромметилкетона с цианук-сусным и ацетоуксусным эфирами:
Ы-
I
Р
где R=H, С6Н5.
(12, 13)
+ Р2-О----------ОИ2Вг ■
II 2
о
где Ю = О N , Ю.=
Р1 =
Р1-
ОИ^ОИ^О — Р2
2 2 І I
о
оооо2и5
Р1=И3О-О-,Р2=
(9);
Р2=ОбИ5 (10);
11)
Вероятно, такое различие в химическом поведении кетоэфиров 9 и 10 объясняется более электроотрицательными свойствами циа-ногруппы по сравнению с ацетогруппой.
Характеристика продуктов реакций представлена в табл. 1.
Экспериментальная часть
ИК-спектры записаны на приборе Shimadzu FTIR-8400S в тонком слое в таблетке КВг. Спектры ПМР сняты на приборе Вгикег АМ300, частота 300МГц, внутренний стандарт — ТМС. Чистота продуктов определялась методами ТСХ и ГЖХ.
2
N
Характеристики продуктов реакций
Продукт
Т пл., °С
ИК-спектр, V, см-1
ПМР-спектр, 8, м.д. (/, Гц).
Выход,
о/
/о
1
2
3
4
С—ОИГ<О—ОИ3
■■ 2 II 3
? о
(1, получен 6)
53-56
(этанол)
2912,2852 С-Н Лё 1646, 1600 С=0
2.02 (3Н, с, СНз) 5.45 (1Н, с СН=С) 15.45 (1Н, с 0Н)
С—ОИГ<О-ОИ—ОИ3
? о (2)
104-106
(этанол)
2908,2854 С-Н Лё 1646 С=0
1.21 (3Н, т, СН3) 1.62 (6Н, с, Лё) 1.78 (7Н, с, Лё) 1.99 (2Н, с, Лё) 2.63 (2Н, к, СН2) 6.38 (2Н, с, СН2)
61
с— ОИ=О-ОИ3
-ЫИ
193-195.5
(этанол)
3163 Ы-Н 2905,2849 С-Н Лё 1569 С=Ы
(3)
1.71 (3Н, т, СН3) 1.85 (6Н, с, Лё)
2.02 (3Н, с, Лё)
2.15 (6Н, с, Лё)
5.75 (1Н, с, СН) 11.90 (1Н, уш. с, Ы-Н)
63
с~ О^^ОИ3
N----N
(4)
73-76
(этанол)
2903,2847 С-Н Лё 1569 С=Ы 779, 767, 700 С-Наром
1.50 (3Н, т, СН3) 1.76 (6Н, с, Лё) 1.85 (3Н, с, Лё) 2.12 (6Н, с, Лё) 6.01 (1Н, с, СН) 7.31 (1Н, м, С6Н5) 7.48 (2Н, м, С6Н5) 7.51 (2Н, м, С6Н5)
76
с—О^^ОИ3
N------N—п—N4
180-182
(изо-
пропанол)
3214 Ы-Нцикл 2908,2847 С-Н Лё 1686 С=ОЫН2 1662 С=Ы
(5)
1.66 (6Н, с, Лё) 1.78 (7Н, с, Лё) 1.94 (2Н, с, Лё) 2.11 (3Н, с, СН3) 5.80 (2Н, д, ЫН2) 7.49 (1Н, с, СН)
40
С—ОИ=О—ОИ—ОИ3
N---------NИ
(6)
174-178
(этанол)
3159 Ы-Н 2905,2847 С-Н Лё 1562 С=Ы 1450 С=С
1.10 (3Н, т, СН3) 1.60 (6Н, с, Лё)
1.78 (7Н, с, Лё)
1.92 (2Н, с, Лё)
2.45 (2Н, к, СН2) 5.71 (1Н, с, СН) 11.94 (1Н, уш. с, Ы-Н)
63
С—ОИ=О-ОИ^ОИ3
I 2 3
N-----N
(7)
113-115
(этанол)
2900,2851 С-Н Лё 1597 С=Ы 1450 С=С 798,764,694 С-Наром
1.11 (3Н, т, 1.53 (2Н, к, 1.69 (12Н, с 1.79 (3Н, с, 5.98 (1Н, с, 7.26 (1Н, м, 7.30 (2Н, м, 7.44 (2Н, м,
СН3)
СН2)
, Лё) Лё) СН) С6Н5) С6Н5) С6Н5)
48
С—ОИ=О—ОИ^ОИ3 ,, I 2 3
N—п—МИ,
170-173
(этанол)
о
2901,2847 С-Н Лё 1686 С=ОЫН2 1662 С=Ы
(8)
1.11 (3Н, т, 1.65 (6Н, с, 1.78 (7Н, с, 1.93 (2Н, с, 2.63 (2Н, к, 5.71 (1Н, с, 11.95 (2Н, уш.
СН3) Лё) Лё) Лё) СН2) СН) с, ЫН2)
55
г?
С—ОИ^ОИ-С II 2 I \
? СК ?С2И5
(9)
108-110
(этанол)
2904,2849 С-Н Лё 2251 С=Ы 1744 С=Оэф 1697 С=Окар
1.20 (3Н, т, 1.63 (6Н, с, 1.72 (6Н, м. 2.00 (3Н, с, 3.31 (1Н, с,
4.20 (2Н, к, 4.33 (2Н, к,
СН3)
Лё)
Лё)
Лё)
СН)
СН2)
СН2)
5
N
о
N
4
с-CH—CH-с'
<Ан, OC-H-(10)
O
45-46
(этанол)
2905,2848 C-H Ad 1735 С=Оэф 1697, 1679 C=O
1.15 (3H, т, СН3) 1.21 (3Н, т, СН3) 1.68 (5Н, c, Ad) 1.77 (6Н, м, Ad)
2.00 (4Н, с, Ad)
3.00 (1Н, с, СН) 3,96 (2H, к, СН2) 4,10 (2H, к, СН2)
31
C—CH—CH—C—CH,
| 2 3 O COOC2H5
88-92
(этанол)
(11)
2935,2850 C-H Ad 1758, 1743 С=Окарб 1685 С=Оэф
60
с-CH^C^ с-CH3
O O
н
NH-N
244-247
(изо-
пропанол)
3348 N-Hhhm 2901,2847 C-H Ad 1605 C=On;HM
(12)
1.10 (3Н, т, 1.57 (5Н, c, 1.95 (5Н, м 2.09 (5Н, с, 4.12 (2H, к, 6.02 (1Н, с, 11.78 (1Н, ym.
СН3) Ad) Ad) Ad) СН2) СН) с, NH)
47
183-185
(изо-
пропанол)
3286 N-HapoM 2908,2851 C-H Ad 1670 С=Окарб 1605 C=Onикл 775,756,694 С-Наром
1.19 (3Н, т, 1.58 (5Н, c, 1.92 (5Н, м 2.06 (5Н, с, 4.09 (2H, к, 6.02 (1Н, с, 6.89 (1H, м, 7.00 (2H, м, 7.12 (2H, м,
СН3)
Ad)
Ad)
Ad)
СН2)
СН)
C6H5)
C6H5)
C6H5)
60
5
1
2
O
3
Общая методика синтеза соединений (1,2).
В круглодонную колбу помещают 0.112 моль уксусного (1) попионового (2) ангидрида и
0.056 моль метиладамантилкетона. Быстро приливают к смеси 10 мл BF3 • 0(С2Н5)2. Смесь кипятят с обратным холодильником 8.5 ч. Затем смесь охлаждают в холодильнике 1 час. Выпадает осадок, который отфильтровывают, промывают водой, сушат, перекристаллизовывают.
Общая методика синтеза соединений (9, 10, 11).
В круглодонную трехгорлую колбу, снабженную мешалкой с глицериновым затвором, капельной воронкой и холодильником с хлор-кальциевой трубкой помещают эквимольное количество этилового эфира 3-(1-адамантил)-3 оксопропионовой кислоты (11) ацетоуксусного (10), циануксусного (9) эфиров и металлического натрия в абсолютном диэтиловом эфире. Перемешивают смесь при комнатной температуре в течение 1 дня. На другой день добавляют в течение 2 ч эквимольное количество (1-адамантил)бромметилкетона (9, 10) ацето-фенона (11). Затем реакционную смесь кипятят 2 ч с обратныи холодильником. Смесь выливают в воду, подкисляют 2% серной кислотой по «конго». Органический слой отделяют и сушат над бикарбонатом натрия. Растворитель отгоняют, осадок перекристаллизовывают.
Общая методика синтеза соединений (3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, 13).
Исходные дикетоны, дикетоэфиры растворяют в 15—20 мл этанола, при небольшом нагревании с обратным холодильником. Добавляют эквимольное количество гидразина (фенилгидразина, семикарбазида). Кипятят 3 ч, охлаждают. Выпавший осадок отфильтровывают. Вещества перекристаллизовывают.
Литература
1. Органические реакции. Сб. 8.— С. 90—262.
2. Manyik R. et all. // J. American Chem. Soc. 1953.- V.75.— P. 5030.
3. Chyng-Ling Mao et all. // J. Org. Chem. 1969.— V. 34.— P. 1425—1429.
4. Adams, Hauser. // J. American Chem. Soc.1945.— V.67.— P. 284.
5. Saad S. Elmorsy, Dorina S. Badawy, Tamer K. Khatab. // J. Phosphorus, Sulfur and Silicon and the Related. 2005.— V. 180.— P. 109—116.
6. Sasaki T., Nakanishi A., Ohno M. // J. Org. Chem.1982. Bd. 47.— P. 3219—3224.
7. Robert V., Marek N., Milan P. // J. Collection of Czechoslovc Chemical Communications. 2006.— V.75.— P. 709—722.
8. Stetter H., Rauscher E. Chem. Ber. 1960. Bd. 93.— P. 2054—2057.
9. Derek C. Cole et all. // J. Med. Chem. 2006.— V.49.— P. 6158—6161.
