CC BY
38
_Успехи в химии и химической технологии. ТОМ XXIX. 2015. № 10_
УДК 547.39
П.С. Радулов, Д.И. Фоменков, И.А. Ярёменко,* А.О. Терентьев
Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, Москва, Россия, 119991, Москва, Ленинский проспект, дом 47
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия, 125047, Москва, Миусская площадь, дом 9
* e-mail: ivan-yaremenko@mail.ru
СИНТЕЗ ЦИКЛИЧЕСКИХ ПЕРОКСИДОВ ИЗ ТРИКАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Аннотация
Предложены методы синтеза циклических пероксидов из трикарбонильных соединений, применение которых позволяет получать пероксиды трёх различных классов: трициклические монопероксиды, мостиковые тетраоксаны и озониды.
Ключевые слова: пероксид водорода, озонид, тетраоксан, монопероксид, кетон, пероксидирование.
Химия органических пероксидов базируется в антигельминтной [7, 8] и противоопухолевой
значительной степени на реакции кетонов и альдегидов с пероксидом водорода и гидропероксидами; таким путём получены различные классы пероксидов. Применение альдегидов и кетонов привлекательно благодаря доступности этих соединений и легкости взаимодействия между углеродным атомом карбонильной группы и высоконуклеофильным атомом кислорода гидропероксидной группы. Органические пероксиды на основе кетонов производятся десятками компаний в многотоннажном количестве и используются как инициаторы радикальной полимеризации
непредельных соединений [1, 2].
В последние тридцать лет химия органических пероксидов интенсивно развивается вследствие обнаружения у них высокой антималярийной [3-6],
активности [9]. Интерес к недорогим и эффективным инициаторам радикальной полимеризации и технологически доступным биологически активным веществам лежит в основе поиска новых методов синтеза пероксидов, в которых как стартовые реагенты используются кетоны, их производные и
H2O2.
Наиболее широко исследовано пероксидирование монокарбонильных соединений; пероксидирование ди- и трикарбонильных соединений под действием H2O2 изучено в значительно меньшей степени, во многом вследствие низкой селективности этих реакций и большого многообразия получающихся продуктов. На схеме 1 представлены возможные пути пероксидирования трикарбонильных соединений.
Схема 1.
В наших работах было также показано, что из Р,5-трикетонов и H2O2 в присутствии протонных кислот [10], кислот Льюиса [11] происходит селективная сборка ранее неизвестных трициклических структур -пероксидов, содержащих в своем составе лишь один O-O фрагмент, несмотря на использование в реакции более чем эквимолярного количества пероксида водорода (Схема 2).
Под впечатлением этого результата стало казаться, что образование трициклических пероксидов с одним пероксидным фрагментом является единственным и «неизбежным» направлением реакции трикетонов.
Н202, кислота растворитель
Схема 2.
Однако при использовании гетерокислот в качестве катализатора значительно изменяется результат пероксидирования: из Р,5-трикетонов получаются пероксиды различных классов: стереоизомеры озонидов, мостиковые тетраоксаны и трициклические монопероксиды (Схема 3) [12].
Успехи в химии и химической технологии. ТОМ XXIX. 2015. № 10
оД^о
н2о2
гетерополикислота растворитель
Схема 3.
Уникальность пероксидирования озонидов. Синтез озонидов из кетонов и пероксида
трикарбонильных соединений заключается в водорода представляет собой очень редкий процесс.
возможности препаративного получения соединений „ - , . ,,
Работа выполнена при финансовой поддержке различных классов: трициклических „ _ 7 ч ✓ ,,,„„,„,,,,
Российского научного фонда (грант 14-23-00150).
монопероксидов, мостиковых тетраоксанов и
Радулов Петр Сергеевич студент 5 курса кафедры химии и технологии органического синтеза РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва
Фоменков Дмитрий Игоревич студент 2 курса ВХК РАН РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва
Ярёменко Иван Андреевич к.х.н. ассистент кафедры химии и технологии биомедицинских препаратов РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва; н.с. ИОХРАН им. Н.Д. Зелинского, Россия, Москва
Терентьев Александр Олегович д.х.н., профессор кафедры химии и технологии органического синтеза РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва; в. н.с. ИОХ РАН им. Н.Д. Зелинского, Россия, Москва
Литература
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. 373399.
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. Keiser J., Ingram K., Vargas M., Chollet J., Wang X. F., Dong Y. X., Vennerstrom J. L. In Vivo Activity of Aryl Ozonides against Schistosoma Species // Antimicrob. Agents Chemother. - 2012. - Vol. 56, N 2. - P. 1090-1092.
9. Dembitsky V. M. Bioactive peroxides as potential therapeutic agents // Eur. J. Med. Chem. - 2008. - Vol. 43, N 2. - P. 223-251.
10. 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.
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. 246-250.
12. Yaremenko I. A., Terent'ev A. O., Vil' V. A., Novikov R. A., Chernyshev V. V., Tafeenko V. A., Levitsky D. O., Fleury F., Nikishin G. I. Approach for the Preparation of Various Classes of Peroxides Based on the Reaction of Triketones with H2O2: First Examples of Ozonide Rearrangements // Chem. Eur. J. - 2014. - Vol. 20, N 32. - P. 10160-10169.
Radulov Peter Sergeevich, Fomenkov Dmitry Igorevich, Yaremenko Ivan Andreevich,* Terent'ev Alexander Olegovich
N.D.Zelinsky Institute of Organic Chemistry Russian Academy of Science, Moscow, Russia. D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia. * e-mail: ivan-yaremenko@mail.ru
SYNTHESIS OF CYCLIC PEROXIDES FROM TRICARBONYL COMPOUNDS
Abstract
Methods of the synthesis of cyclic peroxides from tricarbonyl compounds are discussed. Application of these methods allows obtaining three different classes of peroxides: tricyclic monoperoxides, bridged tetraoxane and ozonides.
Key words: hydrogen peroxide, ozonide, tetraoxane, monoperoxide, ketone, peroxidation.
