Диссертация (1150167), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Если проводить реакциюприсоотношениипреимущественноесубстрата1образованиеиаренаолигомеровкакв1:1,тонаблюдаетсярезультатекатионнойполимеризации исходных алкенов 1 (опыт 1, таблица 7). Этот побочныйпроцесс олигомеризации полностью подавляется при проведении синтеза сизбытком пара-ксилола (1а:арен 1:5) (опыт 2, таблица 7), поэтому дляосуществления гидроарилирования алкенов 1 необходимо было использоватьизбыток аренов (5 экв.), как это представлено в таблицах 5-9.В большинстве случаев добиться подавления обменных процессовудалось при понижении температуры реакции (опыты 4, 5, таблица 7).
Всвязи с этим, превращения алкенов 1 с хорошими π-нуклеофилами(ксилолами, анизолом, вератролом) главным образом проводили при -10ºС(таблицы 4,5).Однако, подобный подход оказался неприменим к пара-метоксифенилзамещенным алкенам 1h,l, которые даже при понижении температурыреакции дают продукты обмена арильных групп. Более того, привзаимодействии алкена 1h с пара-ксилолом при -15ºС был выделен толькопродукт обмена 2zj (схема 8), строение которого подтверждено РСА (рис 7).MeCF3BrMeOZ-/E- 1hMeCF3SO3H+-15 oC, 15 минMeMeMeCF3BrMe2zj (44%)соотношение 1h : пара-ксилол 1 : 5Схема 868Рис.
7. Молекулярная структура соединения 2zj по данным РСААналогичные процессы обмена арильных групп были недавно описанына примере гидроарилирования коричных кислот [96-99].Кроме того, следует отметить, что в взаимодействие с алкенами 1 невступают полиметилзамещенные арены, такие как, мезителен (1,3,5триметилбензол) и дурол (1,2,4,5-тетраметилбензол), несмотря на ихвысокую нуклеофильность. Данные ограничения, возможно, вызваныстерическими факторами. При комнатной температуре алкены 1 в СF3SO3H вприсутствии мезителена или дурола образуют только олигомеры.
Понижениетемпературы реакции не оказывает существенного влияния на результатданных превращений. Более того, генерируемый из алкена 1h катион А8 вСF3SO3H,невзаимодействуетсмезителеном,нопослеобработкиреакционной смеси водой превращается в спирт 4 (схема 9).MeMeCF3MeMeMeBrMeMeOCF3BrCF3SO3HCF3MeOCH CH-15 oC, 15 минBrA8MeOH2OHOCF3BrZ-/E- 1hMeO4 (36%)Схема 9692.6 Реакции 1-арил-3-хлор-2,3,3-трифторпропенов с аренами всуперкислотахДополнительно исследовали реакции алкенов 1m,n, содержащих придвойной связи атом фтора и хлордифторметильную группу с аренами вСF3SO3H (схема 10).MeOCF2ClCF2ClFFClZ-/E- 1mZ-/E- 1nСхема 10В случае алкена 1m, который содержит пара-метоксифенильныйзаместитель, в результате взаимодействия с бензолом и анизолом в СF3SO3Hполучены продукты гидроарилирования по связи С=С 5а,b (схема 11).CF2ClFMeO1mZ-/E- 5aCF3SO3HCF2ClFMeOOMeMeOCF2ClMeO20oC,a)1чb) 0oC, 1чCF2ClCH CHF0oC, 1чFA135aa) 19%b) 58%D1 и D2 (4 / 1)MeO5b96%Схема 11Протонирование алкена 1m протекает даже при 0C и образующийсякатион легко реагирует с ароматическими соединениями.
В данных условияхпри 0C связь (F2)C–Cl в дифторхлорметильной группе алкена 1m неподвергается гетеролитическому расщеплению в СF3SO3H и группа CF2Clостается незатронутой.Поведениеалкена1n,содержащегодеактивирующийпара-хлорфенильный заместитель, разительно отличается от вещества 1m.70Установлено,чтодвойнаясвязьтакогоалкенанеподвергаетсяпротонированию под действием TfOH даже при нагревании до 60 C. Болеетого, оказалось, что в этих условиях алкен 1m реагирует совершенно подругому пути и дает кетоны 6a,b (схема 12).OMeOCF3SO3H,CF3SO3H,CF2ClClF60oC, 2чCl6aOMe3 экв17 эквFO60oC, 2чFZ-6bCl1n63% Z/E (16 / 1)65%Схема 12Под действием суперкислоты не происходит протонирорвания связиС=С субстрата 1n и образования соответствующего бензильного катионаА14, а имеет место гетеролиз связи C–Cl в группе CF2Cl (схема 13).CF2ClCH2 CHClFA14CF2Cl CF SO H33FClCF2-HClFZ-/E- 5bClA15Схема 13В результате расщепления связи (F2)C–Cl, образуется соответствующийдифторзамещенный катион А15, который алкилирует арен по ФриделюКрафтсу, с последующим гидролизом дифторметиленовой группы докетогруппы, что в конечном итоге приводит к фторированным халконам 6a,b(схема 14)71OCF2ClCF3SO3H, ArHF-HClCl1nF2CRRH2OFFClClZ-6a,bR = H(6a), OMe(6b)Схема 14Важнейшей особенностью данного превращения является высокаястереоселективность,таккакврезультатереакциипроисходитпреимущественное образование Z-изомеров продуктов реакции 6.
ZСтереохимия соединений 6a,b была установлена при помощи спектровNOESYпротоном1H–19F, на основе отсутствия корреляции между винильными атомомфтора.Полученные2-фторхалконы являютсятруднодоступными соединениями, имеется всего несколько публикаций поих синтезу [100-102]. Они представляют значительный интерес, вследствиебиологической активности производных халкона [103-105].72ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬСпектры ЯМР записывали на приборах Bruker AVANCE III 400(рабочие частоты 400, 376 и 100 MГц для 1H,19F и13C, соответственно) иBruker AM-500 (рабочие частоты 500, 470 и 125.76 МГц для 1H,соответственно).Вкачествевнутреннихстандартов19F и13Cиспользовалиостаточные сигналы CHCl3 (δ: 7.26 м.д.) в спектрах ЯМР 1Н, CDCl3 (δ: 77.0м.д.) в спектрах ЯМР13C, CFCl3 (δ: 0.0 м.д.) в спектрах ЯМР19F.
СпектрыЯМР в суперкислотах СF3SO3H и FSO3H записывали на приборе BrukerAVANCE III (рабочие частоты 500, 476 и 125 MГц для 1H,19F и13C,соответственно) с добавлением CH2Cl2 в качестве внутреннего стандарта (δH:5.32 м.д.; δC: 53.0 м.д.). Хромато-масс-спектральный анализ выполняли наприборе G2570A GC/MSD Agilent Technologies 6850с с капиллярнойколонкой HP-5MS (30 м 0.25 мм), толщина неподвижной фазы 0.25 мкм.Масс-спектры высокого разрешения регистрировали на приборе Varian 902MS MALDI Mass Spectrometer со сверхпроводящим магнитом 9.4 Тесла.Данные рентгеноструктурного анализа получали на дифрактометрах AgilentTechnologies (Oxford Diffraction) «Supernova», полученные данные былирасшифрованы с помощью программы ShelXS [106].
Контроль за ходомреакции и чистоту соединений осуществляли методом ТСХ на пластинахSilufolUV-254.Дляразделенияреакционныхсмесейиспользовалисиликагель Merck 60.Квантово-химические расчеты были выполнены c использованиемпакета программ Gaussian 2009 [107]. Оптимизацию геометрии реагентов,продуктов, интермедиатов и переходных состояний проводили методом DFTB3LYP/6-31+G(2d,2p).Исходные1-арил-2-галоген-3,3,3-трифторпропены 1a-l и 1-арил-3-хлор2,3,3-трифторпропены 1m,n были синтезированы согласно методикам,описаннымв работах [51-53].
Тамже представлены спектральныехарактеристики этих веществ.733.1 Общая методика проведения реакций алкенов 1a-l и 1m-n саренами в суперкислотах. Синтез соединений 2a-z6, 4, 5a-b и 6a-bК смеси 1 мл СF3SO3H и арена (17 экв. бензола или 5 экв. другихаренов) добавляди по каплям 0.3 ммоль алкена 1. Смесь перемешивали при0°C, 20°C, или 60°C в течение 0.5, 1 или 2 ч, как это указано в таблицах 5,6, изатем выливали в воду (100 мл), экстрагировали хлороформом (3×50 мл).Объединенные экстракты промывали водой (50 мл), насыщенным воднымраствором NaHCO3 (50 мл), водой (2×50 мл) и сушили Na2CO4.
Растворительудаляли в вакууме, остаток очищали методом колоночной хроматографии насиликагеле в градиентном режиме элюирования – петролейный эфир (40–70)– этилацетат. Выходы и диастереомерное соотношение продуктов реакции 2даны в таблицах 5,6.3.2. Синтез алкенов 3a-q3.2a.Общаяметодикапроведенияреакцийдегидро-галогенирования соединений 2a-y с помощью KOH-EtOH.К спиртовому раствору щелочи [КОН (1ммоль) в 2 мл EtOH] добавилидиарилэтан 2 (1 ммоль). Реакционную смесь перемешивали при 20°C или прикипячении в течение 15 или 20 ч., как это указано в таблицах 5,6, затемвыливали в 100 мл Et2O, промывали водой (3×50 мл) и сушили Na2CO4.Растворитель удаляли в вакууме, остаток очищали методом колоночнойхроматографии на силикагеле в градиентном режиме элюирования –петролейный эфир (40–70) – этилацетат.
Выходы и E/Z соотношениепродуктов реакции 3 даны в таблицах 5,6.3.2б.Общаяметодикапроведенияреакцийдегидро-галогенирования для диарилэтанов 2z-z6 с помощью t-BuOK в ТГФК раствору соединения 2 (0.1 ммоль) в 1 мл ТГФ добавили трет-BuOK(1.1 ммоль). Реакционную смесь перемешивали при 20°C (2z2) или прикипячении (2z, 2z1, 2z3-2z6) в течение 2 дней, затем выливали в 100 млСH2Cl2, промывали водой (3×50 мл) и сушили Na2CO4. Растворитель удалялив вакууме, остаток очищали методом колоночной хроматографии на74силикагеле в градиентном режиме элюирования – петролейный эфир (40–70)– этилацетат. Выходы и E/Z соотношение продуктов реакции 3 даны втаблице 6.Соединения 3a-p были получены и охарактеризованы в работе [35], заисключением 3c, 3f, 3q.3,3-Дифенил-1,1,1-трифтор-2-хлорпропан (2a).Бесцветное масло.
Спектр ЯМР 1Н (500MГц, CDCl3) δ, м.д.: 4.95CF3(дк, J = 8.2, 6.7 Гц, 1Н), 4.52 (д, J 8.2 Гц, 1Н). Спектр ЯМР 13CCl(125 MГц, CDCl3) δ, м. д.: 53.09, 59.70 (к, J = 29.9 Гц, СHCF3),2a123.99 (к, J = 278.9 Гц, CF3), 127.38, 127.42, 127.88, 128.57,128.67, 128.77, 139.46, 139.84. Спектр ЯМР19F (470 MГц, CDCl3) δ, м. д.: -70.48 (д, J = 6.7 Гц); MS (GC-MS, EI), m/z, (Irel., %): 284 [M]+ (7), 167 (100), 152(25); HRMS (MALDI): вычислено C15H13ClF3 [M+H]+ 285.0652, найдено285.0654.3-(4-Mетилфенил)-3-фенил-1,1,1-трифтор-2-хлорпропан (2b).ПолученMe2bкаксмесьдиастереомеровD1(2RS/3RS)иCF3D2(2RS/3SR). Бесцветное масло. 2b- D1(2RS/3RS): Спектр ЯМРCl1Н (500 MГц, CDCl3) δ, м.
д.: 7.31 7.35 (м, 4H), 7.20 7.25 (м,3H), 7.11 7.16 (м, 2H), 4.95 (дк, J = 8.7, 6.4 Гц, 1H, CHCl),4.49 (д, J = 8.7 Гц, 1H, CHPh), 2.31 (с, 3H).Спектр 13С ЯМР (125 MГц, CDCl3)δ, м. д.: 20.97 (CH3), 52.76 (CHPh), 59.77 (к, J = 29.9 Гц, CCl), 124.01 (к, J =278.4 Гц, CF3), D1+D2: 127.28, 127.33, 127.72, 127.82, 128.52, 128.54, 128.59,128.75, 129.28, 129.45, 136.50, 136.86, 137.08, 137.12, 139.72, 140.09. СпектрЯМР19F (470 MГц, CDCl3) δ, м. д.: -70.42 (д, J = 6.4 Гц, СF3).
2b-D2(2RS/3SR): Спектр ЯМР 1Н (500 MГц, CDCl3) δ, м. д.: 7.31 7.35 (м, 4H), 7.20 7.25 (м, 3H), 7.11 7.16 (м, 2H), 4.94 (дк, J = 8.7, 6.4 Гц, 1H, CHCl), 4.50 (д,J = 8.7 Гц, 1H, CHPh), 2.33 (с, 3H). Спектр ЯМР 13С (125 MГц, CDCl3) δ, м. д.:(выбранные сигналы) 21.01 (CH3), 52.69 (CHPh), 59.81 (к, CCl, J = 29.9 Гц),75124.01 (к, J = 278.4 Гц, CF3). Спектр ЯМР 19F (470 MГц, CDCl3) δ, м. д.: -70.47(д, J = 6.4 Гц, СF3). MS (GC-MS, EI), m/z, (Irel., %) D1+D2: 298 [M]+ (10), 181(100), 165 (29), 89 (6).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
