Диссертация (1150329), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Это говорит о том,что восстановление в данной каталитической системе протекает по механизму,в котором стадия окислительного присоединения не является скоростьопределяющей.59Основные результаты и выводы1. орто-Эффект метильной группы в реакциях кросс-сочетания позволяетсделать выбор в пользу анион-радикального или согласованного механизмастадии активации галогенарена и может служить критерием ее роли вкаталитическом цикле.2. Прикатализереакцийкросс-сочетаниязамещенныхиодбензоловациклическими диаминокарбеновыми комплексами палладия(II) стадияокислительного присоединения не является скорость-определяющей во всехизученных случаях.3.
Обнаружен необычный ускоряющий орто-эффект заместителя в реакциикобальт-катализируемогометоксикарбонилированиягалогенаренов,проявляющийся в случае как акцепторных, так и донорных заместителей.Наблюдаемый эффект позволяет успешно синтезировать орто-замещенныебензойныекислотыкобальт-катализируемымкарбонилированиемсоответствующих замещенных бром- и даже хлорбензолов.4. Определение региоселективности реакций замещенных арилдигалогенидовявляется более удобным методом изучения влияния орто-заместителей наскорость окислительного присоединения, чем изучение межсубстратнойселективности.5. В реакциях медь-катализируемого С–N кросс-сочетания с участиемгалогенареновнаблюдаетсязначительноезамедлениереакциизаместителями, находящимися в орто-положении к реакционному центру,чтосвидетельствуетвпользусогласованногомеханизмастадииокислительного присоединения.60Экспериментальная частьИсходные вещества и растворителиКоммерческие неорганические реактивы (марки «хч») использовались безпредварительной очистки.
Карбонат калия («чда») прокаливали при 150°С втечение 6 часов. Карбонил кобальта – коммерческий реактив (фирма «Merck»).Органические реагенты использовались коммерческие (фирмы Acros Organics и«Вектон», марки «чда» и «хч»). Их чистота контролировалась методом ЯМР 1Hи газо-жидкостной хроматографией (ГЖХ).Растворители очищались и, при необходимости, абсолютировались пометодикам, описанным в [143, 144].4-Иодтолуол, 1,4-ди-трет-бутилбензол и 1,2,4,5-тетраметилбензол былиперекристаллизованы из этанола.Для тонкослойной хроматографии (ТСХ) использовали алюминиевыепластины, покрытые силикагелем «Merck».
Силикагель для колоночнойхроматографии: фаза размером 0.060-0.200 мм, поры диаметром 6 нм коммерческий реактив (фирма «Acros»).Методы анализаСпектры ЯМР 1H и13С регистрировали на спектрометрах Bruker AvanceII+ (рабочая частота 400.13 МГц (1Н), 100.61 МГц (13C)) или Bruker DPX-300(рабочая частота 300.130 МГц (1H), 75.03 МГц (13С)) при комнатнойтемпературе, растворитель – СDCl3.Анализ методом газо-жидкостной хроматографии (ГЖХ) осуществлялсяна приборе "Хроматэк Кристалл 5000М", детектор пламенно-ионизационный,капиллярная колонка HT-8 (25м×0.32мм×0.25 мкм), а также на приборе Chrom5,детекторпламенно-ионизационный,колонкистеклянныенабивныедиаметром 3 мм, длиной 2500 мм, с неподвижной фазой SE-30 (10 %) иносителем Chromaton N-Super (80−100 меш).Хромато-масс-спектрометрический анализ был проведен на прибореShimadzu GCMS QP-2010 SE, с ионизацией электронным ударом (70 эВ),61сканированиеm/zвдиапазоне50–500,колонкаRtx-5MS(30м×0.32мм×0.25мкм).Масс-спектрырегистрировалинаприбореBrukermicrOTOF,сионизацией электроспреем (ESI), сканирование m/z в диапазоне 50–3000 Да.Напряжение ионного источника на входе 4500 В и на выходе из капилляра 70–150 В.
Образцы для анализа растворяли в MeОН.Общая методика получения иоддиметилбензоловВ термостойкий стакан объемом 500 мл, содержащий 12.1 г (0.1 моль)диметиланилина, растворенного в 50 мл уксусной кислоты, добавляли 25 мл(0.3 моля) соляной кислоты. Реакционную смесь при перемешиванииохлаждали смесью льда и поваренной соли до 0 °С, добавляли 8 г (0.12 моль)нитрита натрия так, чтобы температура реакционной смеси не поднималасьвыше 5 °С. Полученный раствор соли диазония добавляли при комнатнойтемпературе к водному раствору иодида калия 20 г (0.12 моль), полученнуюсмесь перемешивали в течение часа, затем нагревали до кипения, проводилиреакцию до прекращения выделения азота.
Реакционную смесь охлаждали,экстрагировали смесью дихлорметан-гексан (1:1) (2×20 мл), органический слойпромывали раствором KOH, затем тиосульфатом натрия. Растворитель удалялив вакууме, остаток подвергали хроматографическому разделению на колонке ссиликагелем (элюент – гексан).1-Иод-2,4-диметилбензол (24) [145]: желтоватая маслянистая жидкость.Выход: 14 г (60 %). Спектр ЯМР 1Н (CDCl3, 400 МГц, м.д.): 2.30 (с, 3Н, СН3),2.42 (с, 3Н, СН3), 6.72 (дд, J 8.0 Гц, J 1.0 Гц, 1Н), 7.09 (c, 1Н), 7.69 (д, J 8.0 Гц,1Н).2-Иод-1,3-диметилбензол (25) [146]: желтоватая маслянистая жидкость.Выход: 12 г (51%). Спектр ЯМР 1Н (CDCl3, 400 МГц, м.д.): 2.50 (c, 6H, 2CH3),7.05–7.10 (м, 2Н), 7.12−7.17 (м, 1Н).Препаративная методика проведения реакции Сузуки (катализатор –комплекс 36)62В колбу с магнитной мешалкой помещали EtOH (2–5 мл), арилиодид (0.5–1.0 ммоль), фенилбороновую кислоту (1.1 экв), К2СО3 (1.5 экв).
Смесь приперемешивании нагревали до 80 °С, добавляли 0.4 мл 2∙10-3 М растворакомплекса 36 в EtOH (8∙10-7 моль). Затем реакционную смесь нагревали намасляной бане (Т = 80 °С) в течение 2 часов. После этого реакционную смесьохлаждали до комнатной температуры, добавляли 10 мл воды, продукт реакцииэкстрагировали смесью гексана и дихлорметана 5:1 (3×20 мл), органическийслой сушили над безводным Na2SO4, растворитель упаривали, остатоквзвешивали и анализировали методом ЯМР 1H.2-Метилбифенил (27) [147]: бесцветная маслообразная жидкость.
Выход:82 мг (89 %). Спектр ЯМР 1Н (CDCl3, 400 МГц, м.д.): 2.50 (с, 3H, CH3), 7.24 (д, J7.4 Гц, 1H), 7.44−7.37 (м, 2H), 7.45−7.54 (м, 4H), 7.51−7.60 (м, 2H).4-Метилбифенил (28) [147]: твердое белое кристаллическое вещество,Выход: 90 мг (90 %), Тпл = 42−45 °С (лит.: Tпл = 44–47 ○С). Спектр ЯМР 1Н(CDCl3, 400 МГц, м.д.): 2.49 (с, 3H, CH3), 7.35 (д, J 8.0 Гц, 2H), 7.37−7.46 (м,1H), 7.48−7.56 (м, 2H), 7.60 (д, J 8.1 Гц, 2H), 7.68 (д, J 7.5 Гц, 2H).2,4-Диметилбифенил (29) [148]: бесцветная маслообразная жидкость.Выход: 190 мг (83 %). Спектр ЯМР 1Н (CDCl3, 400 МГц, м.д.): 2.28 (с, 3H, CH3),2.40 (с, 3H, CH3), 7.10 (д, J 7.7 Гц, 1H), 7.13 (с, 1H), 7.17 (д, J 7.7 Гц, 1H),7.32−7.38 (м, 3H), 7.41−7.47 (м, 2H).2,6-Диметилбифенил (30) [147]: бесцветная маслообразная жидкость.Выход: 112 мг (80 %).
Спектр ЯМР 1Н (CDCl3, 400 МГц, м.д.): 2.12 (с, 6H,2CH3), 7.16−7.26 (м, 5H), 7.39−7.43 (м, 1H), 7.47−7.53 (м, 2H).ПрепаративнаяметодикапроведенияреакцииСоногаширы(катализатор – комплекс 36)В колбу с магнитной мешалкой помещали EtOH (2–5 мл), арилиодид (0.5–1 ммоль), фенилацетилен (1.1 экв), К2СО3 (1.5 экв). Смесь при перемешиваниинагревали до 80 °С, добавляли 0.4 мл 2∙10-3 М раствора комплекса 36 в EtOH(8∙10-7 моль). Реакционную смесь нагревали на масляной бане (Т = 80 °С) в63течение 2−5 часов.
После этого реакционную смесь охлаждали до комнатнойтемпературы, добавляли 10 мл воды, продукт реакции экстрагировали смесьюгексана и дихлорметана 5:1 (3×20 мл), органический слой сушили надбезводнымNa2SO4,растворительупаривали,остатоквзвешивалиианализировали методом ЯМР 1H.1-(2-Метилфенил)-2-фенилацетилен (40) [149]: белое кристаллическоевещество. Выход: 163 мг (80 %), Тпл = 68−70 °С (лит.: Tпл = 69–70 ○С [149]).Спектр ЯМР 1Н (CDCl3, 400 МГц, м.д.): 2.55 (с, 3H, СН3), 7.18−7.24 (м, 1Н),7.25−7.28 (м, 2Н), 7.35−7.41 (м, 3Н), 7.53 (д, J 7.4 Гц, 1Н), 7.55–7.60 (м, 2Н).1-(4-Метилфенил)-2-фенилацетилен (41) [150]: белое кристаллическоевещество.
Выход: 112 мг (90 %), Тпл = 69−71 °С (лит.: Tпл = 70–72○С [149]).Спектр ЯМР 1Н (CDCl3, 400 МГц, м.д.): 2.41 (с, 3H, СН3), 7.19 (д, J 7.9 Гц, 2Н),7.33–7.41 (м, 3Н), 7.47 (д, J 8.1 Гц, 2Н), 7.54–7.60 (м, 2Н).1-(2,4-Диметилфенил)-2-фенилацетилен(42)[148]:бесцветнаямаслянистая жидкость.
Спектр ЯМР 1Н (CDCl3, 400 МГц, м.д.): 2.37 (с, 3H,CH3), 2.52 (с, 3H, CH3), 7.02 (д, J 7.8 Гц, 1H), 7.09 (с, 1H), 7.34−7.40 (м, 3H), 7.42(д, J 7.8 Гц, 1H), 7.56 (дд, J 7.7 Гц, J 1.8 Гц, 2H).1-(2,6-Диметилфенил)-2-фенилацетилен(43)[149]:бесцветнаямаслянистая жидкость. Выход 161 мг (78 %). Спектр ЯМР 1Н (CDCl3, 400 МГц,м.д.): 2.55 (c, 6H, 2CH3), 7.10 (д, J 7.6 2Н), 7.13−7.19 (м, 1Н), 7.34−7.43 (м, 3Н),7.57–7.59 (дд, J 7.8 Гц, J 1.7 Гц, 2Н).ОбщаяметодикапроведенияконкурентнойреакцииСузуки(катализатор – палладийфосфиновый комплекс)Приготовление раствора катализатора: при комнатной температуре иперемешивании в токе аргона в 1 мл EtOH растворяли 13.0 мг (0.050 ммоль)PPh3 и 5.2 мг (0.020 ммоль) PdCl2(NCCH3)2.
После полного растворениякомпонентов смеси шприцом отбирали необходимое количество катализатора.В пробирку с магнитной мешалкой и завинчивающейся крышкойпомещали EtOH (2 мл), смесь галогенаренов (1–2 ммоль суммы исследуемых64субстратов в эквимолярном соотношении), фенилбороновую кислоту (0.5–1.0ммоль) и внутренний стандарт для ГЖХ. Затем к реакционной смеси добавлялиК2СО3 (0.2 г, 1.4 ммоль). После этого в пробирку добавляли 2∙10-2 М растворпалладийфосфинового комплекса в EtOH (0.5 мл, 1∙10-5 моль), продували токомаргона в течение 5 мин, затем смесь при перемешивании нагревали до 80 °С.Реакцию проводили до неполной конверсии (как правило, 20–80 %),контролируя глубину ее протекания по отобранным в ходе реакции пробам. Дляэтого реакционную смесь охлаждали, отбирали пробу (0.1−0.2 мл), добавляли 2мл воды, экстрагировали смесью дихлорметана и н-гексана 1:1 (2 мл).Органический слой анализировали методом ГЖХ.КонкурентнаяреакцияСузуки2-иодтолуола(22),2-иод-1,3-диметилбензола (25) и 2-иод-1,3,5-триметилбензола (37).
Реакцию проводилисогласно общей методике с 19 мг (0.09 ммоль) 2-иодтолуола, 26 мг (0.11 ммоль)2-иод-1,3-диметилбензола, 11 мг (0.04 ммоль) 2-иод-1,3,5-триметилбензола, 22мг 1,4-ди-трет-бутилбензола (внутренний стандарт для ГЖХ), 26 мг (0.21ммоль) фенилбороновой кислоты. Конверсия исходных соединений составила65, 48 и 38 % для 2-иодтолуола, 2-иод-1,3-диметилбензола, 2-иод-1,3,5триметилбензола, соответственно.КонкурентнаяреакцияСузуки4-иодтолуола(23),1-иод-2,4-диметилбензола (24) и 2-иод-1,3,5-триметилбензола (37).
Реакцию проводилисогласно общей методике с 38 мг (0.17 ммоль) 4-иодтолуола, 85 мг (0.37 ммоль)1-иод-2,4-диметилбензола, 53 мг (0.21 ммоль) 2-иод-1,3,5-триметилбензола, 13мг 1,4-ди-трет-бутилбензола (внутренний стандарт для ГЖХ), 37 мг (0.3ммоль) фенилбороновой кислоты. Конверсия исходных соединений составила58, 27 и 17 % для 4-иодтолуола, 1-иод-2,4-диметилбензола, 2-иод-1,3,5триметилбензола, соответственно.Конкурентная реакция Сузуки 2-иодтолуола (22), 4-иодтолуола (23),1-иод-2,4-диметилбензола (24). Реакцию проводили согласно общей методикес 56 мг (0.26 ммоль) 2-иодтолуола, 34 мг (0.16 ммоль) 4-иодтолуола, 80 мг (0.3465ммоль)1-иод-2,4-диметилбензола,13мг1,4-ди-трет-бутилбензола(внутренний стандарт для ГЖХ), 48 мг (0.39 ммоль) фенилбороновой кислоты.Конверсия исходных соединений составила 46, 96 и 37 % для 2-иодтолуола, 4иодтолуола, 1-иод-2,4-диметилбензола, соответственно.Конкурентная реакция Сузуки 2-иодтолуола (22) и 4-иодтолуола (23).Реакцию проводили согласно общей методике с 120 мг (0.55 ммоль) 2иодтолуола, 75 мг (0.34 ммоль) 4-иодтолуола, 51 мг 1,4-ди-трет-бутилбензола(внутренний стандарт для ГЖХ), 56 мг (0.46 ммоль) фенилбороновой кислоты.Конверсия исходных соединений составила 31 и 51% для 2-иодтолуола и 4иодтолуола, соответственно.Конкурентная реакция Сузуки иодбензола (21), 2-иодтолуола (22), 4иодтолуола, 1-иод-2,4-диметилбензола (24).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
