Диссертация (1150167), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Так пригенерированиитрифторметильногорадикалаизйодтрифторметанавприсутствии фотокатализаторов на основе Ru или Ir при облучении синимсветом происходит трифторметилирование тройной связи. Но следуетотметить, что данная реакция может быть использована как для получения25СF3-винилйодидов, так и для CF3-алкенов. Ход реакции определяетсявыбранной системой катализатора, основания и растворителя (схема 32). Дляполучения продуктов йодотрифторметилирования необходимо использоватькаталитическую систему на основе рутения Ru(phen)3Cl2 и ТМЭДА(тетраметилэтилендиамина), а применение fac-трис-комплекса иридия facIr(ppy)3 совместно с основанием (ДБУ) приводит к образованию продуктагидротрифторметилирования.Схема 32Однако применениегазообразногоCF3I несомненноусложняетпроведение синтеза.
Поэтому в работе [41] предложили альтернативныйподход с использованием реактива Ланглойза CF3CO2Na (cхема 33). Сутьданного варианта заключается в том, что одноэлектронное окислениетрифторметилсульфонат-аниона с помощью пентаоксида йода позволяетполучить радикал F3С, который и присоединяется по тройной связи. ДалееновыйрадикалвзаимодействуетсI2,ипроисходитобразованиесоответствующих винил-йодидов.Cхема 33Практически аналогичным способом можно получить и родственныефосфор-органические соединения [42].
Как показано на схема 34, в ходереакции, катализируемой нитратом серебра, образуется винильный радикал,который далее реагирует с триэтилфосфитом26Et+ CF3SO2NaAgNO3OEtOOEtPCF3CF3 P(OEt)3OEtO POEtCF330%Cхема 341.1.5 Олефинирование карбонильных соединений (путь е, схема 1)Олефинирoвание кaрбoнильных соединений, то есть трaнсформaциякaрбонильной группы в двoйную углерод-углеродную связь, стало одним изважнейшихиуниверсальныхметодовполученияширокогокругазамещенных алкенов.
Строение получаемых алкенов определяют исходныекомпоненты: карбонильное соединение и олефинирующий компонент.БлагодаряразработкесоответствующихCF3-несущихбидентатныхнуклеофильных реагентов стало возможным провести как классическоеолефинирование по Виттигу для синтеза трифторметил-замещенных алкенов,так и его альтернативныеварианты, а именно реакцию Хорнера, реакциюДжулии-КочинскииCu(I)-катализируемоеолефинирование.Данныеподходы открыли новую синтетическую ветвь получения CF3-алкенов.1.1.5.1 Олефинирование по Виттигу.Возможность применения илидов фосфора для синтеза трифторметилзамещенных олефинов, как идея, существовала давно, но отсутствовалидоступные методы их синтеза.
Для получения CF3-алкенов необходимо былосинтезировать соль 2,2,2-трифторэтилтрифенилфосфония. Депротонированиеданной четвертичной соли (C6H5)3PCH2CF3X привело бы к необходимомуилиду (C6H5)3PCHCF3. В первоначальных вариантах для полученияфосфониевой соли требовались месяцы, а процесс состоял из несколькихпоследовательных стадий [43-44]. Проблема получения данного реагентабыла решена в работе [45], а также был разработан простой и удобныйспособ генерирования соответствующего фоcфорана (илида фосфора).
На27схеме 35 показаны синтетические возможности, которые удалось реализоватьблагодаря появлению данной вариации реакции Виттига.Cхема 35Для олефинирования использовали трифторметансульфонат (2,2,2трифторэтил)трифенил фосфония, а в качестве карбонильной компонентыудалось ввести в реакцию только ароматические альдегиды, причем наличиев структуре реагента электроноакцепторных групп облегчает протеканиереакции. Данный факт вполне соотносится с общепринятым механизмомолефинирования по Виттигу. Было установлено, что в качестве основаниянеобходимо использовать фторид цезия, который служит не только какоснование, но и как дополнительный донор фторид-аниона. Удивительно, чтопри использовании других оснований (трет-BuOK, ЛДА, н-BuLi, NaH)реакция не протекает. Стереoхимическое E/Z-соотношение целевых алкеноввaрьируется в широких пределах в зaвисимости от прирoды исходныхсоединений.1.1.5.2 Олефинирование по Хорнеру.Удобной альтернативой классическому методу олефинирования поВиттигу является реакция Хорнера.
Применение данного метода к синтезутрифторметил-замещенных алкенов удалось реализовать после созданияметодологии получения соответствующих фосфиноксидов, которые, такжекакилидыфосфора,являютсяпредшественникамикарбанионов.Взаимодействие альдегидов с этими нуклеофилами протекает по механизму,аналогичному реакции Виттига с тем различием, что на последней стадии28превращения протекает отщепление дифенилфосфината. Синтез олефиновоснован на использовании 2,2,2-трифторэтилдифенилфосфин оксида вкачестве олефинирующего реагента (схема 36).
Взаимодействие данногореагента с ароматическими и гетероароматическими альдегидами [46] вприсутствие фторида тетра-бутиламмония (ТБАФ), как основания, протекалогладко и привело к получению трифторпропенов.RCHOPh2P(O)CH2CF3ТБАФCF3RТГФ, 20C24-83%E/Z от 38/62 до 100/0R = Ar, HetAryl, ArCH=CHOPh2P(O)CH2CF3ТБАФ-HFPhP CHCF3PhСхема 36Даннуюстратегиюсинтезапервоначальноприменяликнеенолизируемым альдегидам, так как с енолизируемыми шла побочнаяреакция. Интересно, что альдегиды для которых енолизация возможна, нопространственна затруднена в связи с соседством больших функциональныхгрупп, все же могут вступать в взаимодействие с фосфиноксидами, приводя кконечным продуктам олефинирования [47]. Так, N-замещенные пирролидин2 альдегиды и их аналоги (схема 37) превращаются в CF3-алкены c выходамидо 81%.CHn(H2C)CF3CHON R+ Ph2P(O)CH2CF3ТБАФCHn(H2C)n = 1-4R = CO2C(CH3)3, CO2CH2Ph, CO2Et, CPh3N CO2R7-81%E/Z от 1:1 до 4:1Схема 37Показанное превращение позволяет расширить область применениереакции Хорнера для синтеза CF3-замещенных олефинов.291.1.5.3 Олефинирование по методу Джулии-Кочински.Известно,чтоэлектроноакцепторныйсульфонильнаязаместитель,группа,можеткаксильныйстабилизироватьсоседнийкарбанионый центр.
Было найдено, что не только фосфорсодержащиенуклеофильные реагенты могут взаимодействовать с карбонильнымисоединениямисобразованиемалкенов.-Сульфонилзамещенныекарбанионы по схожей схеме олефинируют альдегиды, то есть данноевзаимодействие можно представить как последовательность двух стадий, аименнонуклеофильноеприсоединениепокарбонильнойгруппеипоследующее элиминирование алкоксидного кислорода и серосодержащегоостатка соответственно. Существуют несколько вариаций данного метода,которые отличаются типом используемых сульфонов.
В методе ДжулииКочинскидляолефинированияиспользуютбензотиазол-2-илилизамещенные тетразол-2-ил сульфоны. Так, при действии основания на 2,2,2трифторэтилпроизводныесульфоновпроисходитобразованиесоответствующего С-нуклеофила (схема 38) [48, 49].ArCHO+O OТБАФ или CsFS16 чCF3HetArCF345-92%E/Z от 3:1 до 1:0NNN NSHet =NPhСхема 38Следуетотметить,чтовданномпревращениинеобходимдополнительный источник фторид-анионов, так как характерная особенностьдепротонирования-положениякCF3-группе–этопоследующееотщепление F по -положению, приводящее к дифторалкенам. Поэтому вкачестве основания необходимо использовать фторид тетрабутиламмонияили фторид цезия.301.1.5.4 Олефинирование, катализируемое хлоридом меди (I).Важным достижением в развитии методов получения алкенов изкарбонильных соединений стала разработка медь-катализируемого вариантаолефинирования,(фреонов)основанного[50-53].последовательностьпревращаютвнаФактическидвухэтотстадий:гидразоны,ииспользованиипроцесссначалазатемполигалогеналкановвключаеткарбонильныевзаимодействиевсебясоединенияпоследнихсполигалогеналканами приводит к образованию олефинов в присутствиикаталитических количеств солей меди и основания.
Строение целевогоалкена определяется типом используемого фреона. Как показано на схеме 39прииспользовании1,1,1-трифтор-2,2,2-трихлорэтанаианалогичныхполигалогеналканов в качестве олефинирующих реагентов можно получитьсоответствующие СF3-алкены [51-53].RCFBr2CF3R'N2H4RROR'NH2NCuClCCl3CF3RR'R'CBr3CF3R = Ar, AlkR' = H, MeRR'CF3FCF3Cl33-61%Z/E от 9/1 до 32/122-72%Z/E от 2/1 до 10/0CF331-78%Z/Eот1/1 до 9/1BrСхема 39Данная реакция открыла простой и удобный путь к получениюширокого круга алкенов, содержащих различные заместители при двойнойсвязи (галогены, нитрильную и сложноэфирную группы, алкильные иарильные заместители).311.2 Реакции трифторметил-замещенных алкенов.Трифторметил-алкеныстроительныеблокиможнодлярассматриватьпроведениякакдальнейшихудобныесинтетическихтрансформаций. На схеме 40 представлены основные превращения CF3алкенов [54-55].
Так, взаимодействие с нуклеофилами протекает достаточнолегко, так как CF3-группа при двойной связи, понижает уровень НСМО, итем самым ускоряет нуклеофильное присоединение по кратной связи.Присоединение нуклеофилов, как правило, протекает по β-положениюкгруппе CF3, так как при этом образующийся карбанион стабилизирован ииндуктивным эффектом, и эффектом гиперконъюгации трифторметильнойгруппы.RSN2'RNuFNuFRNuNuRRCF3FR CF3CF2CF3R CF3EERRCF3RR CF3CF3Cхема 40Образующийся карбанион в зависимости от условий проведенияреакции может стабилизироваться разными путями:а) отщепление фторид аниона с миграцией двойной связи, чтоприводит к соответствующим 1,1-дифторалкенам. Такой механизм получилназваниеCN2типилимеханизмнуклеофильногоприсоединения-отщепления.б) присоединение протона, что приводит к продуктам присоединениячастицы NuH.32Свободные радикалы также к присоединяются по β-положению, споследующим присоединением водорода, т.е.
при этом не наблюдаетсяотщепление фтора. Электрофилы присоединяются по кратной связи только вжесткихусловияхпоα-положению,всилусильногоэлектронно-акцепторного влияния группы CF3.1.2.1 Реакции с нуклеофилами.Как уже отмечалось выше, превращения 3,3,3-трифторпропенов вприсутствии нуклеофилов в целом можно разделить на 2 категории: CN2иреакции присоединения. Первый тип взаимодействий характерен длянуклеофилов,генерированныхизметаллорганическихсоединенийвапротонных растворителях, второй – для мягких нуклеофилов, таких какамины, спирты, в протонных растворителях [54].Взаимодействие-замещенныхтрифторметил-алкеновсC-нуклеофилами (литий-органическими соединениями, реактивами Гриньяра,енолятами сложных эфиров) [55], алюмогидридом лития, Ci-нуклеофилами,N-нуклеофилами (диалкиламидами лития, замещенными гидразинами) [5556] приводит к образованию продуктов нуклеофильного присоединенияотщепления (аллильной перегруппировки или CN2 тип) - соответствующимгем-дифторалкенам(схема 41).Cхема 4133Вкачествепримераподобныхпревращенийможнопривестиобразование ,-дифторстиролов (схема 42), которое происходит привзаимодействииорганическими-трифторметилстироловсоединениямиисразличнымиN-алкиламидамилитияслитийхорошимивыходами [54-55].CF3PhFRLi или R2NLiТГФ или Et2O, -78 до -20оС+PhLiPhX = R или R2N60-93%LiNCF3XFH2N1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
