CC BY
11УДК 547.323
Г.М. ТАЛЫБОВ, С.Ф. КАРАЕВ, У.Г. НУРИЕВА, М.Э. АСКЕРОВ, Р.А. ТЕЙМУРОВА
ПОЛУЧЕНИЕ И НЕКОТОРЫЕ РЕАКЦИИ 2-БРОМЦИКЛОГЕКСИЛПРОПАРГИЛОВОГО ЭФИРА
(Азербайджанская государственная нефтяная академия, г. Баку)
Предложен эффективный каталитический способ получения 2-бромциклогексил-пропаргилового эфира (I), заключающийся в региоселективном присоединении пропинола к 3-бромциклогексену в присутствии фосфорномолибденовой кислоты. Реализацией хе-моселективных превращений бромэфира (I) с участием активных центров этинильной группы синтезированы производные, содержащие 2-бромциклогексильную группировку
Пропаргиловые Р-галогенэфиры обладают важными прикладными свойствами [1-4] и широко используются в органическом синтезе [5, 6]. Поэтому, совершенствование способов их получения и изучение их превращений - актуально.
Ранее показано [7], что при заместительном бромировании монопропаргилового эфира транс-1,2-циклогександиола трехбромистым фосфором с выходом 38% образуется 2-бромцикло-гексилпропаргиловый эфир (I), используемый для синтеза гетероциклических соединений [5]. Предложен также [8] метод синтеза бромэфира (I) с выходом 85% путем взаимодействия циклогексена с ^бромсукцинимидом и пропинолом.
Нами установлено, что бромэфир (I) образуется с выходом 72% при электрофильном присоединении пропинола к 3-бромциклогексену при температуре 60-65°С в присутствии каталитических количеств фосфорномолибденовой кислоты. Региоселективность протекания процесса установлена путем сопоставления физико-химических и спектральных показателей полученного соединения (I) с литературными данными [7]. Их идентичность, а также анализ продукта реакции методом газожидкостной хроматографии свидетельствует, что образования изомерного 3-бромцикло-гексилпропаргилового эфира не имеет места
^ Н0СН2^СН. Н3РМ°12О40-24Н2° ^р^ССН
C-^Br
CH2CsCCH2NR-
NR2=N(C2H5)2 (II), NOCft), (III),
O (IV), N
О (V)
■OCH2CH=CHSiCH3(C4H9)2 ■Br
.o- CH ■och2cC I B ^O-CH2 Br ch3
Изучение хемоселективных превращений бромэфира (I) с участием активных центров этинильной группы (=С-Н, С=С) позволило выявить некоторые закономерности и разработать способы получения функциональных производных. Так, бромэфир (I) легко вступает в диоксане в реакцию с аминометилирующей парой (СH2O+HNR2) в присутствии однохлористой меди с образованием аминоб-ромэфиров (П-У), структурные аналоги, которых являются противоопухолевыми препаратами [9].
аосн2с=с81(сн3)3 < >0СН2С=СС-0Н
Вг СН3
IX
VIII
Гидросилилирование соединения (I) ме-тилдибутилсиланом в присутствии катализатора Спайера дает преимущественно транс-аддукт (VI), что подтверждено спектром ЯМР :Н, в котором КССВ протонов у двойной связи составляет I 14 Гц. В ИК спектре полученного аддукта отсутствуют полосы поглощения терминальной тройной связи, но имеется поглощение при 1614 см-1 (С=С).
При воздействии этиленгликоля на бромэ-фир (I) происходит присоединение к тройной связи, что приводит к образованию замещенного 1,3-диоксолана (VII).
Взаимодействие соединения (I) с этилмаг-нийбромидом дает соответствующий реактив Ио-цича (РИ), последующее действие на который элек-трофильных реагентов (ацетон, триметилхлор-силан) приводит к ацетиленовым бромэфироспирту (VIII) и Сф-силилзамещенному бромэфиру (IX).
В присутствии акцепторов НС1 действие на эфироспирт (VIII) реагентов, содержащих активный атом хлора (триметилхлорсилан, ацетилхло-рид, хлорметилпропаргиловый эфир) приводит к продуктам обмена Н-атома гидроксила на соответствующую функциональную группу с образованием соединений (X, XI, XIII), в ИК-спектрах которых, отсутствует полоса поглощения гидроксиль-ной группы
N
VII
CH
I
CH3
I 3
|^^pOCH2C=CC-OSi(CH3)3 CH3 v
Q
CH3
OCH2C.CC-O-C-CH.
I II ,
B CH3 о ^
XI
CH3
I 3
■OCH2C.CC=CH2
Cr
CH3
I 3
OCH2C.CC-OCH2C.CH
2 I 2
CH3
I 3
■OCH2C.CC-OCH2OCH2C.CH 'Br CH3
XIII
4---Бг СИ^ '—
Дегидратация эфироспирта (VIII) в присутствии КЖО4 дает ениновый бромэфир с сопряженными кратными связями (XII), а при взаимодействии с пропаргилбромидом образуется ди-ацетиленовый диэфир с изолированными тройными связями (XIV).
Синтезированные соединения представляют собой прозрачные жидкости темно-желтого цвета, хорошо растворимые в органических растворителях и нерастворимые в воде.
Состав и структура полученных соединений (ЬХГУ) подтверждены на основании спектров ЯМР :Н и ИК-поглощения, а также данными элементного анализа.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ИК-спектры соединений в тонком слое и в таблетках с КБг сняты на приборах «8ресоМ 75 Ж». Спектры ЯМР 1Н веществ в растворе СБС13 записаны на приборе «ТЕ8ЬЛ-487 В8» (80 МГц), внутренний стандарт-ГМДС. ГЖХ- анализ осуществлялся на хроматографе марки ЛХМ-80 МД с детектором по теплопроводности в токе гелия, (колонка из нержавеющей стали 3000 х 3 мм, наполненная 10%-ным полиметилсилоксаном на носителе СЬгоша1юп).
2-Бромциклогексилпропаргиловый эфир (I). К нагретой до 40°С и перемешиваемой смеси из 10.45 г (0.186 моль) пропинола и 0.4 г (0.00017 моль) Н3РМо12О40-24Н2О, в течение 30 минут добавляли 3.059 г (0.019 моль) 3-бром-циклогексена. Реакционную смесь нагревали при 60-65°С в течение 3 ч, охлаждали до комнатной температуры, нейтрализовали 2% раствором КаИС03, промывали водой, экстрагировали эфиром и сушили безводным Ка2804. После удаления эфира остаток перегоняли в вакууме. Выделено 2.97 г 72% вещества (I) (см. таблицу). ИК-спектр, (V, см1): 700 (С-Бг), 1120 (С-О-С), 2120 и 3300 (С=СН). Спектр ПМР (5, м.д.): 1.0-2.0 м (8Н, цикл), 2.45 т (1Н, =СН), 3.4 м (1Н, СНО), 4.1 д (2Н, ОСН2С=С), 4.3 с (1Н, СНБг).
1-Диэтиламино-5-(2'-бромциклогексил)-5-ок-са-2-пентин (II). К смеси из 10.85 г (0.05 моль) соединения (I), 1.65 г (0.055 моль) параформа и 0.5 г (0.005 моль) однохлористой меди в 100 мл диок-сана добавляли 4.69 г (0.065 моль) диэтиламина. Смесь нагревали 8 ч при 80-85°С, охлаждали, разбавляли равным объемом воды и многократно экстрагировали эфиром. Эфирные вытяжки сушили Na2SO4. После удаления растворителей остаток перегоняли в вакууме, выделяя вещество (II).
1-Дибутиламино-5-(2'-бромциклогексил)-5-окса-2-пентин (III) получен аналогично соединению (II) исходя из дибутиламина и бромэфира (I).
1-Морфолино-5-(2'-бромциклогексил)-5-ок-са-2-пентин (IV) получен аналогично соединению (II), исходя из морфолина и бромэфира (I).
1-Пиперидино-5-(2'-бромциклогексил)-5-ок-са-2-пентин (V) получен аналогично соединению (II), исходя из пиперидина и бромэфира (I).
1-Метилдибутилсилил-4-(2'-бромциклогек-сил)-4-окса-1-бутен (VI). К перемешиваемой смеси из 25.84 г (0.119 моль) бромэфира (I) и 15.5 г (0.119 моль) метилдибутилсилана добавляли 0.2 мл 0.1 н раствора H2PtC166H2O в изопропиловом спирте. Смесь, перемешивая, нагревали 6 часов при 60-70°С и подвергали перегонке в вакууме, выделяя вещество (VI).
2-Метил-2-(2'-бромциклогексилоксиметил)-1,3-диоксациклопентан (VII). К перемешиваемой смеси из 2.1 г красной окиси ртути HgO, 0.7 мл свеже-перегнанного эфирата BF3 и 2.5 г (0.04 моль) безводного этиленгликоля постепенно добавляли смесь из 27.14 г (0.125 моль) соединения (I) и 9.3 г (0.15 моль) этиленгликоля. Перемешивание продолжали 4 часа, затем, после выдерживания в течение суток, к смеси добавляли 2.3 г безводного СаСО3. После центрифугирования и декантации жидкой фазы, перегонкой в вакууме, выделено вещество (VII).
2-Метил-6-(2'-бромциклогексил)-6-окса-3-гек-син-2-ол (VIII). К охлажденному (0^-5 °С) и перемешиваемому реактиву Иоцича [из 1.2 г (0.05 г-атома) стружек магния, 5.5 г (0.05 моль) этилбро-мида и 10.85 г (0.05 моль) бромэфира (I) в 60 мл абсолютного диэтилового эфира] добавляли 3.24 г (0.05 моль) ацетона. Реакционную смесь, перемешивая, кипятили 6 часов при 35-37°С, охлаждали и разлагали разбавленной НС1 (5-10%). Эфирный слой отделяли, а водный экстрагировали эфиром. Объединённые эфирные вытяжки нейтрализовали 5% водным раствором NaHC03, затем промывали водой и сушили Na2SO4. После удаления эфира перегонкой в вакууме выделяли вещество (VIII).
1-Триметилсилил-4-(2'-бромциклогексил)-4-ок-са-1-бутин (IX). К охлажденному (0^-5°С) и переме-
X
XII
шиваемому реактиву Иоцича [из 1.2 г (0.05 г-атома) стружек магния, 5.5 г (0.05 моль) этилбромида и 10.85 г (0.05 моль) бромэфира (I) в 60 мл абсолютного диэтилового эфира] добавляли 5 г (0.05 моль) триметилхлорсилана. Реакционную смесь кипятили 6 часов, охлаждали и разлагали разбавленной HCl (5-10%). Эфирный слой отделяли, а водный экстрагировали эфиром. Объединённые эфирные вытяжки нейтрализовали 2% водным раствором бикарбоната натрия и сушили Na2SO4. После удаления эфира перегонкой в вакууме выделяли вещество (IX).
2-Метил-2-триметилсилокси-6-(2'-бромцик-логексил)-6-окса-3-гексин (X). К смеси 8.26 г (0.03 моль) соединения (VIII) и 2.376 г (0.03 моль) пиридина в 25 мл абсолютного эфира при перемешивании и охлаждении (0-5 °С) по каплям добавляли 3.258 г (0.03 моль) триметилхлорсилана. Смесь
нагревали 3 часа при 35 °С и отфильтровали. Фильтрат сушили Na2SO4 и после отгонки эфира вакуумной перегонкой выделено вещество (X).
2-Метил-2-ацетокси-6-(2'-бромциклогексил)-6-окса-3-гексин (XI). К смеси 13.76 г (0.05 моль) соединения (VIII) и 3.95 г (0.05 моль) пиридина в 50 мл абсолютного эфира при перемешивании и охлаждении (0-5°С) по каплям добавляли 3.925 г (0.05 моль) хлористого ацетила. Реакционную смесь нагревали 4 часа при 35° С и отфильтровывали. Фильтрат сушили №^04 и после отгонки эфира перегонкой в вакууме выделено вещества (XI).
2-Метил-6-(2'-бромциклогексил)-1-гексен-3-ин (XII). Смесь из 27.52 г (0.1 моль) бромэфирос-пирта (VIII) и 5 г (0.036 моль) бисульфата калия нагревали при 70-80°С в течение 3 часов и перегоняли в вакууме выделяя вещество (XII).
Таблица.
Характеристика полученных соединений.
№ Выход, % т.кип. °С (мм рт.ст.), d 20 n 20 nD mrd Найдено, % / Вычислено, % Формула
Найд Выч. С Н Вг N Si
1 3 4 5 6 7 9 10 11 12 13 14
I *) 72 108-110 (2) 1.3126 1.5110 49.55 48.95 49.58 49.79 6.00 6.04 36.59 36.80 - - C^sBrO
II 54 161-162 (1) 1.1990 1.5210 76.76 76.36 55.48 55.63 7.92 8.01 26.28 26.44 4.45 4.63 - С14Н24БгШ
III 43 188-189 (1) 1.1683 1.5340 95.35 94.95 60.17 60.33 8.89 9.00 22.11 22.30 3.67 3.91 - С^ВгШ
IV 55 195-196 (1) 1.2915 1.5380 76.59 76.09 53.02 53.17 6.92 7.01 25.18 25.27 4.26 4.43 - С14Н22ВГШ2
V 51 201-202 (1) 1.2464 1.5420 79.35 78.95 57.22 57.33 7.57 7.70 25.29 25.42 4.31 4.46 - Qs^BrNO
VI 38 175-176 (1) 1.0786 1.5001 102.40 101.90 57.47 57.58 9.24 9.40 21.17 21.28 - 7.26 7.48 ^^BrOSi
VII 60 96-97 (1) 1.2982 1.4920 62.39 61.89 47.21 47.33 6.67 6.86 28.45 28.62 - - С11Н19В1О3
VIII 60 148-149 (1) 1.2998 1.5280 65.19 64.79 52.22 52.38 6.61 6.96 28.92 29.04 - - С12Н19В1О2
IX 58 135-136 (1) 1.1834 1.5110 73.23 72.73 49.64 49.82 7.18 7.32 27.46 27.62 - 9.57 9.71 ^^BrOSi
X 55 161-162 (1) 1.2115 1.5250 87.87 87.47 51.64 51.87 7.62 7.83 22.90 23.00 - 7.95 8.09 ^^BrObSi
XI 52 165-166 (1) 1.2990 1.5240 74.72 74.32 52.94 53.01 6.48 6.67 25.01 25.19 - - M^BrCs
XII 48 115-116 (1) 1.2631 1.5340 63.29 62.79 55.96 56.05 6.42 6.66 30.98 31.07 - - С^Н^Ю
XIII 45 168-169 (1) 1.2326 1.5130 83.70 83.30 55.78 55.99 6.61 6.75 23.15 23.28 - - Cl6H2зBrOз
XIV 54 177-178 (1) 1.2112 1.5094 77.27 76.87 57.45 57.52 6.64 6.76 25.41 25.51 - - ^2^2
*) Лит. данные [7]: Т.кип. 128-129°С (7 мм рт. ст.)
8,8-Диметил-11-(2'-бромциклогексил)-4,6,11-три-окса-1,8-индекадиин (XIII). К охлажденной (0-5°С) смеси из 22.01 г (0.08 моль) бромэфироспирта (VIII) и 6.56 г (0.083 моль) пиридина в 50 мл абсолютного эфира при перемешивании добавляли 8.36 г (0.08 моль) а-хлорпропаргилового эфира. Смесь, перемешивая, кипятили 6 часов и отфильтровывали. Фильтрат сушили и после удаления эфира и двухкратной перегонкой в вакууме выделяли вещество (XIII).
5,5-Диметил-9-(2'-бромциклогексил)-4,9-ок-са-1,6-нонадиин (XIV). К нагретой до +40°С и перемешиваемой смеси из 5.6 г гидроксида калия и 40 г (0.69 моль) ацетона добавляли 27.52 г (0.1 моль) бромэфироспирта (VIII). Смесь перемешивали до исчезновения порошка щёлочи, затем постепенно добавляли 11.9 г (0.1 моль) пропаргил-бромида и продолжали перемешивание в течение 4 часов. Выпавший осадок бромида калия отделя-
ли, ацетон удаляли, остаток подвергали перегонке в вакууме, выделяя вещество (XIV).
ЛИТЕРАТУРА
1. Караев С.Ф. и др. А.с. СССР № 1550871.
2. Алиев С.М. и др. Патент РФ. № 2015136.
3. Караев С.Ф. и др. Патент Азерб. Республики № I 20010111.
4. Караев С.Ф., Талыбов Г.М., Кулиева Д.М. Medical Journal «VITA». 2000. № 2. С. 40-41.
5. Караев С.Ф. Докл. АН АзербСССР. 1979. Т. 35. № 12. С. 54-57.
6. Караев С.Ф. Семинар-совещание «Приоритетные направления химической науки и технологии». Тез. докл. Баку. 2001. C. 37.
7. Мовсумзаде ММ и др. Азерб. хим. ж. 1973. № 1. С. 37.
8. Dulcere J.P., Mihoubi M.N., Rodriguez J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1988. № 3. P. 237-239.
9. Gаrayev S.F. International Symposium on Hydrocarbons and Chemistry. Abstracts. Boumerdes. Algerie. 2000. P. 74.
Кафедра органической химии
