Синтез оптически чистых О-алкилпроизводных ментолактола

Ишмуратов Г. Ю.; Яковлева М. П.; Выдрина В.А.; Муслухов Р. Р.; Талипов Р. Ф.

Вестник Башкирского университета. 2008. Т. 13. №1

13

раздел ХИМИЯ и ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

УДК 547.473.41-314 + 547.596.2

СИНТЕЗ ОПТИЧЕСКИ ЧИСТЫХ О-АЛКИЛПРОИЗВОДНЫХ МЕНТОЛАКТОЛА

Р. Р. Муслухов 1, Р. Ф. Талипов 2

1 Институт органической химии Уфимского научного центра РАН Россия, г. Уфа, 450054, Проспект Октября, 71.

Факс: + 7 (347) 235 60 66.

E-mail: [email protected] 2 Башкирский государственный университет

Россия, Республика Башкортостан, г. Уфа, 450074, ул. Фрунзе, 32.

Тел./факс: + 7 (347) 272 61 05.

Разработан метод синтеза оптически чистых О-алкилпроизводных ментолактола, основанный на последовательной низкотемпературной (—70 °С) обработке (-)-ментолактона эквимолярным количеством диизобутилалюминийгидрида [до диизобутил-(78-изопропил-4Я-метилоксепан-28-оил)алюминия] и соответствующими спиртами, насыщенными

газообразным НС1.

Ключевые слова: 3R, 7-диметилоктан-6Б-олид, диизобутилалюминийгидрид,

алифатические спирты, 2S-алкокси-7S-изопропил-4R-метилоксепаны.

Относительно доступный оптически чистый монотерпеноид /-ментол, выделяемый из эфирного масла мяты перечной, не получил до настоящего времени должного применения в химии низкомолекулярных биорегуляторов насекомых и других биологически активных веществ. Использование его в синтезе хиральных строительных блоков неоправданно мало, в первую очередь, из-за инертности циклогексанового кольца.

В литературе [1-4] описан способ активации цикла ментола, основанный на последовательном окислении в (-)-ментон, а затем по реакции Байера-Виллигера - в 3^,7-диметилоктан-65'-олид (1). В органическом синтезе известно лишь несколько примеров использования (-)-ментолактона (1): сочетание с МеМ^1 [1], алкилирование аллилброми-дом [2], переэтерификация спиртами [3, 5] и исчерпывающее восстановление до 3,^,7-диметилоктан-1,6^-диола [4].

Нами разработан метод синтеза оптически чистых О-алкилпроизводных ментолактола (3а-ф -перспективных фармакологически активных веществ, - основанный на последовательной низкотемпературной (-70 оС) обработке лактона (1) эквимолярным количеством диизобутилалюминийгидрида (ДИБАГ) [до алюмината (2)] и соответствующими спиртами, насыщенными газообразным НС1.

2^о

1

ч7—O

1 eq. i-Bu2AlH

CH2Cl2

OR

ROH, HCl

За-d

R1 = Al(i-Bu)2 (2), Me (За), Et (3b), i-Bu (3c), i-C5H11 (3d)

Анализ спектров ЯМР показывает, что образуются энантиомерно чистые алюминат (2) и аце-тали (3а-^. Диастереомерные ацетали, обусловленные образованием рацемического С2-центра или рацемизацией, в ходе восстановления С7-центра лактона 1, по данным ЯМР 13С не обнаружены.

Спектральные параметры ЯМР 1Н и 13С указывают на конформационную однородность алюмината 2 и ацеталей 3а^ и экваториальную ориентацию всех заместителей гетероцикла.

Так, в спектрах ЯМР 1 С О-алкилпроиз-водных (2,3а-ф величины химических сдвигов метильной (24.25-24.67 м.д.) и изопропильной (33.48-34.55 м.д.) групп близки к ранее установленным для ментола [2] и ментолактона 1 [3] с экваториальной ориентацией обоих заместителей. Анализ спектра ЯМР 1Н показывает, что протон при атоме углерода С2 во всех изучаемых ацеталях имеет близкие вицинальные константы спин-спинового взаимодействия (З3 = 8.7-8.9 и З3 = 5.2-5.7 Гц) с двумя геминальными протонами при С3-атоме. Из этих значений констант следует, что протон при атоме С2, наиболее вероятно, имеет аксиальную ориентацию, следовательно, О-алкильный заместитель -экваториальную. Исходя из этого, при известных конфигурациях атомов С4 и С7, образующийся оптически активный центр имеет ^-конфигурацию и при любых конформационных переходах оксе-панового цикла взаимные ориентации и конфигурации трех оптически активных центров не меняются.

Таким образом, разработан метод синтеза оптически чистых О-алкилпроизводных ментолактола, основанный на последовательной низкотемпературной (-70 оС) обработке ментолактона 1 эквимолярным количеством ДИБАГ и соответствующими спиртами, насыщенными газообразным НС1.

70оС

2

1

* автор, ответственный за переписку

14

раздел ХИМИЯ и ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Спектры Я1М3 получены на спектрометре «Bruker AM - 300» ( 300 МГц - 'Н и 75.47 МГц - 13С). Отнесение сигналов спектров ЯМP и определение величин КССВ проводили с использованием методик двумерной корреляционной спектроскопии COSY (C-H) и COSY (H-H) и двойного резонанса. Спектры ЯМP 13С записаны в режимах с широкополосной развязкой по протонам и в режиме JMOD. Внутренний стандарт -Me4Si. Хроматографический анализ проводили на приборах «Chrom-5» [длина колонки 1.2 м, неподвижная фаза - силикон SE-30 (5%) на Chromaton N-AW-DMCS (0.16-0.20 мм), рабочая температура 50-300 оС] и «Chrom-41» [длина колонки - 2.4 м; неподвижная фаза - ПЭГ-6000 (5%) на Inerton AW-DMCS (0.1250.160 мм), рабочая температура - 50-200 °C]; газ-носитель - гелий. Колоночную хроматографию осуществляли на силикагеле Lancaster (England) с зернением 60-200 мкм. Анализ ТСХ проводили на пластинках «Sorbfil» (Краснодар). Оптическое вращение измерено на поляриметре «Perkin-Elmer-241-MC». Для хроматографии применяли петролейный эфир 40-70 оС (ПЭ). CH2Cl2 перед реакцией перегоняли над P^5.

Диизобутил (75-изопропил-4й-метилоксепан-2-оил)алюминий (2). К раствору 1.00 г (5.9 ммоль) лак-тона 1 в 24 мл сухого CH2Cl2 в атмосфере азота при -70 °С добавляли по каплям 1.5 мл (6.0 ммоль) 73%-го раствора ДИБАГ в толуоле, перемешивали 15 мин, отобрали пробу в ампулу и регистрировали спектры ЯМP. Спектр ЯМP 13С (С606), б,м.д.: 18.76 и 19.44 оба к (Ме2С8); 23.20 т (С1'); 23.66 к (МеС4); 25.98 д (С2'); 28.55 к (Ме2С2'); 30.46 т (С5); 30.95 д (С4); 33.49 д (С8); 35.87 т (С6); 45.71 т (С3); 82.35 д (С7); 97.78 д (С2).

Общая методика синтеза О-алкилпроиз-водных. К раствору 2.00 г (11.8 ммоль) лактона 1 в 40 мл сухого CH2Cl2 в атмосфере азота при -70 °С добавляли по каплям 3.0 мл (12.0 ммоль) 73%-ного раствора ДИБАГ в толуоле, перемешивали 15 мин, затем в реакционную смесь при -70 °С добавляли 30 мл соответствующего абсолютного спирта, насыщенного газообразным HCl, размешивали 15 мин, после чего за 1 ч доводили температуру реакционной смеси до комнатной. Спирт выпаривали, остаток элюировали ПЭ на SiO2.

25,-метокси-75'-изопропил-4й-метилоксепан (За). Выход 2.10 г (90%), [a]D20+70.2° (c 1.85; CHCl3). Спектр ЯМP 1Н (C6D6), б, м.д., (J, Гц): 0.80 д (3Н, МеС4, 3J=6.5); 0.95, 0.98 все д (6Н, Ме2С8, 3J=6.6); 1.35-1.47 м (1Н, На5); 1.36-1.47 м (1Н, На3); 1.52-1.64 м (1Н, Не3);

I.52-1.64 м (1Н, Н4); 1.53-1.64 м (1Н, Н8); 1.54-1.65 м (1Н, На6); 1.55-1.78 м (1Н, Не5); 1.65-1.78 м (1Н, Не6); 3.31 с (3Н, ОМе); 3.61 ддд (1Н, Н7, 3J = 10.2, 6.3, 5.4); 4.54 дд (1Н, Н2, 3J = 8.7, 5.7). Спектр ЯМP 13С (С606), б,м.д.: 18.25 и 19.04 оба к (Ме2С8); 24.50 к (МеС4); 29.20 д (С4); 31.86 т (С5); 33.48 д (С8); 38.71 т (С6); 43.54 т (С3); 55.32 к (ОМе); 74.82 д (С7); 102.41 д (С2). Найдено, %: C 69.04; Н 11.77. С„Н22О2. Вычислено, %: C 69.47; Н

II.58.

25-этокси-75-изопропил-4й-метилоксепан (ЗЬ).

Выход 2.10 г (89%), [a]D +68.3° (c 0.95; CHCl3). Спектр ЯМP 1Н (Б6-ацетон), б, м. д., (J, Гц): 0.85-0.96 все д (9Н, 3Ме, 3J = 6.6); 1.02-1.20 м (1Н, НД 1.11 т (3Н, Н2', 3J = 7.1); 1.30-1.47 м (1Н, На5); 1.55-1.64 м (1Н, Н8); 1.55-1.65 м (1Н, Н4); 1.55-1.70 м (1Н, На3); 1.63-1.70 м (1Н, Не5); 1.70-1.83 м (1Н, Не3); 1.70-1.83 м (1Н, Не6); 3.10 и 3.48 дк (2Н, Н1', 2J = 9.6, 3J = 7.1); 3.59 дд (1Н, Н7, 3J = 10.47, 5.0); 4.72 дд (1Н, Н2, 3J=8.9, 5.3). Спектр ЯМP 13С (Б6-ацетон), б,м.д.: 15.41 к (С2'); 18.26 и 19.25 оба к (Ме2С8); 24.67 к (МеС4); 29.74 д (С4); 32.49 т (С5); 34.55 д (С8); 39.17 т (С6); 44.16 т (С3); 63.19 т (С1'); 75.23 д (С7); 100.86 д (С2). Найдено, %: C 70.63; Н 11.83. С12Н24О2. Вычислено, %: C 70.59; Н 11.76.

25-изобутокси-75'-изопропил-4й-метилоксепан (Зс). Выход 2.60 г (97%), [a]D20+61.5° (c 1.8; CHCl3). Спектр ЯМP 1Н (CDCl3), б, м.д., (J, Гц): 0.84-0.95 все д (15Н, 5Ме, 3J = 6.7); 1.02-1.08 м (1Н, На6); 1.28-1.46 м (1Н, На5); 1.53-1.70 м (1Н, На3); 1.57-1.68 м (1Н, Н4); 1.57-1.68 м (1Н, Не5); 1.57-1.68 м (1Н, Н8); 1.57-1.89 м (1Н, Не6); 1.70-1.87 м (1Н, Н2'); 1.72-1.85 м (1Н, Не3); 3.16 и 3.53 оба дд (2Н, Н1', 2J = 10.1, 3J = 4.5); 3.59 дд (1Н, Н7, 3J = 10.1, 4.4); 4.73 дд (1Н, Н2, 3J = 8.8, 5.4). Спектр ЯМP 13С (СDCl3), б, м.д.: 18.74 и 19.34 к (Ме2С8, Ме2С2'); 24.26 к (МеС4); 28.46 д (С2'); 29.30 д (С4); 31.48 т (С5); 34.16 д (С8); 38.33 т (С6); 43.22 т (С3); 74.56 т (С1'); 74.96 д (С7); 100.82 д (С2). Найдено, %: C 72.63; Н 12.13. С14Н28О2. Вычислено, %: C 72.41; Н 12.06.

25-изопентилокси-75-изопропил-4й-метилок-сепан 0d). Выход 2.50 г (88%), [a]D20+59.3°

(c 1.2; CHCl3). Спектр ЯМP 1Н (CDCl3), б, м.д., (J, Гц):

0.75.0.93 м (15Н, 5СН3); 1.00-1.11 м (1Н, На6; 1.30-1.42 м (3Н, На5, Н2'); 1.49-1.78 м (7Н, Н3, Н4, Не5, Не6, Н8, Н3'); 3.22, 3.74 дт (2Н, Н1', 2J = 10.1, 3J = 4.7); 3.52 дд (1Н, Не7, 3J = 10.2, 4.6); 4.67 дд (1Н, Н2, 3J = 8.8, 5.2). Спектр ЯМP 13С (СDCl3), б, м.д.: 18.77 и 18.90 оба к (Ме2С8); 22.67 к (Ме2С3'); 24.23 к (МеС4); 25.09 д (С3'); 29.29 д (С4); 31.51 д (С5); 33.73 д (С8); 38.33 т (С6); 38.67 т (С2'); 43.27 т (С3); 66.14 т (С1'); 75.01 д (С7); 100.52 д (С2). Найдено, %: C 73.57; Н 12.22. С15Н30О2. Вычислено, %: C 73.17; Н 12.19.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ochsner P. A, De Polo K. F. [L Givaudan & Cie SA] Швейц.

Патент., кл (А 61 К 7/46), № 609243, заявл. 15.03.74. №

12936176, опубл. 28.02.79. PЖХим. 1979. 20P 516П.

2. Daniewski A. R., Warchol T. // Leibigs Ann. Chem. 1992. P. 965973.

3. Одиноков В. Н., Ишмуратов Г. Ю., Яковлева М. П., Сафиул-

лин P. Л., Комиссаров В. Д., Толстиков Г. А. // Изв. АН, Сер.

хим. 1993. № 7. С. 1301-1302.

4. Shono T., Matsumura Y., Hibino K., Miyawaki Sh. // Tetr. Lett. 1974. Т. 14. P. 1295-1298.

5. Ишмуратов Г. Ю., Яковлева М. П., Ганиева В. А., Гареева Г. P., Муслухов P. P., Толстиков Г. А. // Химия природ. соед. 2005. № 5. С. 448-450.

6. Ишмуратов Г. Ю., Яковлева М. П., Ганиева В. А., Муслухов P. P., Толстиков Г. А. // Химия природ. соед. 2005. № 1. С. 33-36.

Поступила в редакцию 20.0б.2007 г.

Синтез оптически чистых О-алкилпроизводных ментолактола Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Ишмуратов Г. Ю., Яковлева М. П., Выдрина В. А., Муслухов Р. Р., Талипов Р. Ф.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Ишмуратов Г. Ю., Яковлева М. П., Выдрина В. А., Муслухов Р. Р., Талипов Р. Ф.

SyNTHESIS OF OPTICALly PURE O-ALKYL DERIVATIVES OF MENTHOLACTOL

Текст научной работы на тему «Синтез оптически чистых О-алкилпроизводных ментолактола»