Исследование продуктов взаимодействияБициклогомофарнезан—8а, 12—диола с катионитом Ку—23 тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.10 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ Физико-химический институт им. А. В. Богатского

На правах рукописи

ЗАДОРОЖНАЯ Лариса Александровна

УДК 547.913.5/6

Исследование продуктов взаимодействия Бициклогомофарнезан—8а, 12—диола с катионитом Ку—23

02.00.10 — биоорганическая химия, химия природных и физиологически активных веществ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Одесса * 1991

Работа выполнена в лаборатории хнмии терпеноидов Института химии Академии наук Республики Молдова

Научный руководитель:

член-корр. АН Республики Молдова, доктор химических наук, профессор Влад П. Ф.

доктор хим. наук, старший научный сотрудник Хейфиц Л. А. (г. Москва)

кандидат хим. наук, старший научный сотрудник Иванов Э. И. (г. Одесса)

Институт биоорганической химии АН Республики Беларуси Защита диссертации состоится « /2? » декабря 1991 г. в час. на заседании специализированного совета Д.016.58.02. при Физико-химическом институте им. А. В. Богатского АН Украины. (270080, г. Одесса, Черноморская дорога, 86, ФХИ им. А. В. Богатского АН Украины).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Физико-хи-мичсского института им. А. В. Богатского АН Украины.

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Автореферат разослан « » ноября 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета Д 016.58.0! кандидат химических наук

Л. А. Литвинове

ОБЦЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. В настоящее время главная практическая ценность многих лабдановых дитерненоидов состоит в том, что продукта их расщепления применяются в парфюмерной и табачной промышленности. Одним из наиболее ваших интермедиатов на пути к таким продуктам является бгар«слогсмофариезан-8«С, 12-диол(13,14,15,16-тетранорлабдан-8<£,12-дшол), синтезированный из многих лабданоидов. Под действием водоотнимакщих средств он дает цешшй продукт, известный иод названием амброкс или амброксид, содержащий в качестве душистого начата смесь двух эпимерных окисей тотрагидрофуранового ряда. Для дегидратации бицпклогомофарнвзан-8<,12-диола использовались сильные неорганические и органические кислоты, окись алшшшя, хлорокись фосфора, п-талуолсульфохторид и да. Каждому из этих мотодов присущи свои достоинства и недостатки, однако, сегодня нет достаточно удобного метода дегидратации бициклогомофарнезан-8<-',12-дяала, который удовлетворял бы всем требованиям, особенно технологическим. Поэтому поиск новых эффективных средств для его дегидратации остается актуальной и важной задачей.

В частности, представлялось интересным использовать душ дегидратации бициклогомофарнезан-8°С,12-диола гетерогенные кислотные катализаторы - катионитн, которые имеют определенные преимущества перед гомогенными катализаторами при обработке и выделении продуктов реакция. Тагам катализатором оказался катионит Ку-23.

' Лель работы. • Детальное исследование состава продуктов, образующихся при взаимодействии бициклогомофарнезан-8сС,12-диола с катио-нитом Ку-23 в различных условиях, выяснении структуры и стереохимии их компонентов. Исследование состава нового душистого продукта "ионоксида", получившего высокую парфюмерную оценку.

Научная новизна и практическая ценность работы. Результаты данного исследования показывают, что продукт взаимодействия бициклого-мэфарнезан-8сС,12-диола с катионитом Ку-23 существенно отличается по свсому составу от известного амброксида и представляет собой елейную смось вещоств окисной и углеводородной природы. Установлено,что хотя амброксид и изоамброксид входят в ёго состав, преобладающими его компонентами являются соединения с новыми углеродгымя скелетами.

Основной душистый компонент ионоксида - (ЗаК,43,6пЛ,10а5)- За, 4,7,7-тетраметшшергидро-транс-нафто[8а,I- ъ]фуран-представляет собой новую окись с перегруппированным бициклогомофарнезановш углеродным скелетом и транс-сочленешшш А/В циклами нестероидного ряда. Часть минорных окиешх компонентов, исключая амброксид и его эпиморы по

03аи С9^ также принадлежат к тетрагидрофурановому ряду с перегруппированным углеродным скелетом, но с цис-сочлененными А/В циклами, а другая часть - к татрапщюпирановому ряду с тем ко перегруппированным бициклогомофарнезановшл углеродном скелетом с транс- и цко-сочдененщщи А/В циклами.

Установлено, что в состав углеводородной фракции ионоксида,выход которой составляет 50-60$, входят несколько соединений. Два из них, преобладающие, на долю которых приходится — 43$ от массы продукта, были выделены и идентифицированы. Они обладай новыми гомо-трикинановыми углеродными скелета;,ш с шестичленным циклом А, отличающимися между собой стереохимией сочленения циклов А/В. Найдено, что выход преобладающего углеводорода в определенных условиях может достичь 40/». Впервые обнаружена возможность превращения в одну стадию бициклогомефарнезановых веществ в труднодоступные другими путями гомотрикинановыв производные.

Исследована также динамика изменения состава продукта реакции • бициклогомофарнезан-Ва'Дг-диола с катеонитом Ку-23. Показано, что он сущвствешю зависит от условий реакции.

Практическая цешюсть работы в том, что выяснен химический состав нового душистого продукта ионоксида, снособ получения которого успешно прошел опытно-производственные испытания.

В обзоре литературы обобщены данные по синтезу бициклогомофар-незаы-8сГ,12-диола и амброксида и их диастераомеров.

Публикации к апробация работа. По материалам диссертации опубликованы 5 статей и 6 тезисов докладов. Результаты работы били доложены на республиканской школе-семинаро молодых ученых к специалистов (Кишинев, 1987 г.), на У Всесоюзном симпозиуме по тонкому органическому синтезу (Москва, 1988 г.), па Всесоюзном совещании "Дифрагащошшо методы в химии" (Суздаль, 1980 г.) ы на XII Европейском симпозиуме по кристаллография (Москва, 1909 г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, об-8opa литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка литературы. Работа изложена на 155 страницах, содержит 28 схем, 18 таблиц и 17 рисункоз. Список литературы вшпоча-ет 117 наименований.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ШАШОДЙЮШЫ Е11ЦИйЮГ0таА1,11ЕЗАй-8а,,12-ДН0ЛА С КАТИОПИТОВ . Ку-23

Состав продукта взаимодействия бшщклогомофарнозан-вег,12-диода с катеонитом Ку-23 и ого Зависимость о? услоинИ реакции. Продукт реакции блцшиогомсфарнозан-8^12-дцола (Í) с катионитом Ку-23 су-цествонно отличается по составу от иродухсгоь ого взаимодействия с

tj

обычными водоотнимающими средствами. Он представляет собой смесь соединений (2)-(12) (схема I). Наряду с известными соединения™ (2)-(5) в его состав входят новые вещества (6)—(12).

и'"ОН

5' Г'^-он 15% Ку-23

А,толуол,2ч.

•Н (5)(3%)

' -Н

(2)(>1%) (3)(1%)

" „ Н ч^У

(6) (4056)

№

(7)(3%)

/Л'"

(8)(29%)

3%

<£г

(И)

Схема I

9

м"»

и

' ''Н

(12)

J

7-6%

Дегидратацию даола (I) проводили катеонитом, предварительно обезвоженным азеотропной перегонкой с растворителем. Химический состав продукта реакции зависит от условий. Опытным путем устаношге-но, что оптимальными у словит,от дегидратации являются: кипячение ди-ола (I) в толуоле в течение I ч п присутствии 10% катионита Ку-23 (от веса диода). Б этих условиях образуется душистый продукт с максимальным содержанием окиси (8), названный "ионоксидом". Он тлеет ярко выраженный мускусно-амбровый запах и получил наивысшую парфкъ мерную оценку.

Для увеличешш выхода минорных компонентов реакция проводили в болео жестких условиях: кипячением диола (I) в толуоле с 1552-ным количеством катионита Ку-23 в течение 2 ч. Образующийся в этих условиях продукт отличается по химическому составу и по запаху от ион-оксида. Ниже приводятся данные по доказательству строения к стерео-

хишш новых соединений, образующихся при взаимодействий диола (I) с катионитом Ку-23.

Углеводороды, входящие в состав продукта взаимодействия би-циклогомофчрнозан-РкС, 12-диола с катионитом Ку-23. Углеводородная фракция ионоксида составляет ~ 50-60$ от его массы. Ее выход увеличивается при увеличении продолжительности реакции или при ее проведотш в более кестких условиях. Эта фракция содержит насколько углеводородов, два из которых, преобладающие, удалось выделить и идентифицировать. На долю основного компонента приходится 80$ углеводородной Фракции, а на долю второго - Оставшаяся часть

углеводородной фракции представляет собой слсашую смесь минорных веществ, разделить которую но удалось.

Согласно спектральным данным в молекуле углеводорода (6) имеются о;;нл трехзамещенная двойная связь, четыре метилыше группы, из которых две геминальци, одна находится при двойной связи, а последняя занимает аллильиое положение по отношению к двойной связи (в масс-спектре присутствует пик иона с го/а 203 (!.Я5, I 100?«). Помимо метилышх групп, в молекуле углеводорода содержатся четыре четвертичных, два третичных и шесть вторичных атомов углерода (данные Ч; НМР),

Дня выяснения структуры углеводорода (6) было предпринято до-талыюо исследование его окислительных превращении (схема 2). При окислении моиоперфталевой кислотой получается сложная смесь веществ, содержащая не только эпоксиды (13), по и продукты их дальнейшей трансформации. Эпоксидная (фракция состоит из двух соодинений (3:1), которые но удалось разделить. При хроматографировании этой Фракции на колонке с сшшкагелем, нипроптродашюм азотнокислым серебром (СГАС), происходит изомеризация эиокелдов (13) в смесь карбонильных соединений, в которой преобладает котон (14), яюхямцийся основным продуктом и при изомеризации смеси эпоксидов (13)' вб^ • Е^о в С6Н6. Согласно спектральным данным в молекуле кетона содержится фрагмент -С-0Н/-С(0)-СН(011,)-С- , три четвертичных,

I к» О I

. два третичных, шесть вторичных и четыре первичных атомов углерода, а его кетогрупла находится в циклопентановом кольце. При окислении перкислотои кетон (14) дает «Г-лактон (1'5), восстановленный ЫЛ1Н4 в диод (16), который селективно аЦатилирЬвали смесью Ас-^О/пиридин в оксиацетат (17). Последний окислили хлорхроштом пиридшшя в кото-ацетат (10). Его строение доказано на основании спектральных'данных В частности, на наличие ые/галкатонной группы указывают трохпротон-ный'силглет при 2Д7 м.д. в спектре IL.1I', синслет при 215,10 м.д. в С ЯМР спектра и достаточно интенсивный пик (62/») нона с т/г 43 в шсс-спектре. Согласно ПМР-снектру метилкетоннан групна' связана с:

четвертичным атомом углерода, при котором находится метальная группа (трехцротонпый синглет при 1,11 М.д.). В масс-спектре вещества имеются достаточно интенсивные пики ионов с т/г 150 [1МСН3СО0Н + CHg = С(СН3)-С(0)0СНз)], 163[м-(СН2СН20АО + С0СН3)], 191 (flOO*) £гл-ССН3С02Н + C0CH3)J\ Попытки превратить кетоэфир (18) через соединения (19) и (20) в кетоацетат (21) (схема 2), исследование которого позволило бы выяснить природу цикла В и, следовательно, всей

'Н (13)

(14)

(23)

(25) R-H

(26) Й-Ао

В

о

„о

W

О

•Н

(20) Х-СН2

(21) х*о

Схома 2

/- (16) R.H Лс20/Ру(

г (17) Н»Ао

циклической системы в целом, успехом не увенчались. Поэтов исследовали реакцию окисления углеводорода (6) реагентом Джонса. Основной продукт реакции - кетокислота (22), которая согласно спектральным данным существует в раствора в виде лактониолукотальной форма (23). Кетокислота (22) восстанавливается стереоселективно навн^ до лактона (24), а ыа1Н4 - ДО диода (25). Последний был получен также при восстановлении иаш^ лактона (24).

Кетокислота (22) также не реагирует с перкислотами в стандартных условиях, а в более жестких дает сложную смесь веществ. В связи с этим сшл получен монокристалл с* -лактона (24) и его строение и относительная конфигурация определены рентгеноструктурным анализом.

Учитывая, что окисление но Ддоньу проводится в кислой среде, в которой иоэмокни молекулярные перегруппировки, необходимо баю убедиться в том, что при окислении углеводорода (6) реагентом Джонса ого углеродный скелет но меняется. Для этого глшеоли (16) и (25) боли окоррелировдни между собой. Гликоль (25) селективно ацетшшро-вали смесью Ас90/штридин в оксиацетат (26). При его окислении хлор-хроматом гшрпдшшя образуется котоацетггг (10), который был получен также из даола (16). Следоштальио,при окислении реагентом Дз;онеа углеводород (6) на гшрегруышрошьаотсн, а диоды (16) и (25) и лаптопы (15) и (2-1) предсташишг собой пари соединений, эшшершпе по 0 и С'1 , соответственно.

Совокупность перечисленных данных приводит к выводу, что углеводород (6) имеет строение и относительную конфигурацию, передающиеся формулой (б). Ока передает одновременно и его абсолютную конфигурацию, поскольку кетой (1-1) обладает палохителышм аффектом КоТТОНа.

Таким ооразоц, в осиоае углеводорода (6) лешт новый углеродный сколет, которой по сьэей структуре и стереохюии яшмется гомо-аналогом трикштновой сисгеш» встречащойся в ряде природных сос-квнторпанових углеводородов. В углеводороде (6), ь отличие от три-кшшюьых соединений, цикл А является шеетичленаым.

Отроение углеводорода (7) выяснено на основании спектральных дошшх и в результате иссдедоьашш продуктов его трансформации (схеш 3). При окислении углеводорода (7) иоыопоц] талевой кислотой образуете)! смесь эпокешюи (27) и (?.8), которые не удалось разделит;. При' их хро;,цтографировашш на СГАС они перегруппировываются ь доел (31). Судя но спектральным данным, одна из его оксигрупп вторична, а другая - третичш, причем последняя гешш&кьш о ыбтцлыиЖ группой, а три другие мерильные группы даола (31) связаны с чэтвартнч-шш атомами углерода. Б молекуле присузЬгьуют три четвертичных,

■vi--

(7)

1 .OsO

•1

г.и/шь

nco3n

' 41

X

OH

-r

(27 hv- эпокси (<8)Д эпокси

(29)

X-on

N

h

ii

(33)

.of!

+ ,

ccr

AC

(30)

h_q/h+

Ky-23 >: ,'■-11

<:. OH

ГонГ

фг-

(31)

и

-H

(32)

одни третичный, шесть вторичных атомов углерода, два атома углерода - третичный и вторичный - связаны с оксигруппами. D мисс-спект-ро диола (.71) ость пики ионов с m/z 234 (i.I-II^O), 219 [:.!-(ti.>OCil3)l, '>I0[:.f-(2!b0iC!i3)] , 20i[r/i-(2I^0+2CH3)] , 190 [234-(CIL,-ijinH)j', 175 (I9O-CII3). Наличие пика иона со структурой (32) с m/з 191 указывает на то, что п молекуле диола (31) бицшишческая декалиновал система сочетается с пятнчленнчч циклом. Строение и относительная конфигурация диола (;il) подтверждены рентгепоструктурнчм анализом. Однако его образование протекает с перегруппировг.ой углеродного скелета исходного углеводорода (7) и вывести структуру последнего, основываясь на строении диола (31), невозможно.

При окнслешш осмиевой кислотой углеводород (7) дает диод

;Р3- Et2o

( 29 )

О

(34)

Схема 3

Н

V/V

(33), вторично-третичная црирода которого подтверждена спектральными -данными, из которых следует, что, не считая двойной связи, остальные элементы структуры исходного углеводорода остались без изменения. Строение и относительная стереохимия, диола (33) подтверждены рентгеноструктурным анализом.

При взаимодействии с в1у Е1;2о диод (33) изомеризуется в ке-тон (34) (схема 3). Его строение вытекает из спектральных данных, которые близки к таковым для его эпимера (14), а конфигурация при С*® - из того факта, что С -Н атом, мигрирующий к С , находится с сС-стороны молекулы. Абсолютная конфигурация кетона (34) доказана том, что он дает положительный эффокт Коттона.

Таким образом, исследуемый углеводород обладает строением и абсолютной конфигурацией, передаваемыми (формулой (7), т.е. он является апимером углеводорода (6) по С®, В его основе также лежит новый гомотрикинановый углеродный скелет. Учитывая доступность диода (I), его реакция с катионитом Ку-23 предотавляет собой удобный и простой одностадийный путь к втим соединениям.

Строение и стереохимия основного окисного душистого компонента цоцокош1д. Основной ОКИСШЙ компонент ионоксида с очень сильным амбровым запахом представляет собой новое пергидронафтофурановое производное (8). Его строение доказано данными элементного и спектрального анализа и подтверждено корреляцией с известным соединением (46), осуществленной, как показано т схеме 4.

Хромовым ангидридом в уксусной кислоте окись (8) окисляется в /чоактон (35), восстанавливавдийся ИА1Н, в даол (36), который ц-толуолсульфокислотой в СМ4 дегидратируется с образованием исходной окиси (0). Дпол (36) селективно ацетилируотся смесью ЛсоО/гшри-дан в оксиацетат (37), дегидратирующийся хлорокисью фосфора в пиридине в смесь (1:3) непредельных ацетатов (38) и (39), которые разделяются хроматографией на СГАО, При дегидратации хлористым тиони-лом в пиридино в продукте реакции преобладает изомер (38). Ацетат (39) омылили в спирт (41), дающий с толуолсульфохлоридом в пиридине тозилат (42). Последний с кон в шзо дает нитрил (43). Его гидролизовали щелочью в кислоту (44) (82$), которую метилировали даазоматанои. Продукт реакции имеет идентичные физико-химические и спектральные характеристики о известным соединением (45).

Стереохимия сочленения А/В циклов и абсолютная конфигурация окиси (8) вменены в результате рентгеноструктурного анализа /^-лак-тона (35).

Таким образом, основной окисный компонент ионоксида имеет строение и стереохимию, передаваемые формулой (8).

(8)

Р001,

Ру

СгО

2.

АоОН

(35)

(38)Д8(8а).

(39)Д4а(8а)

1.11А1Н4 2.Ао20/Ру

НО ^Ой

г^он

р-ТвС1

(40)Д8(8а)

(41)д4а(Ва)

(36) Н«=Н

(37) П«=Ао

4 ОТ а

(42)

Г^си

кон

шэо

он"

(43)

(44) 1Ь»Н

(45) ИшОЦ-

Схема 4

Пергидронафтофурановые окиси о перегруппированным бициклогомо-фарнезановым углеродным скелетом - минорные компоненты продукта взаимодействия бициклогомофарнезан-8сГ,12-диола с катионитом Ку-23. Из продукта реакции даола (X) о катеонитом Ку-23 в жестких условиях (15/» катионита, 2 ч, т.кил., толуол) была выделена с небольшим выходом (~2-3$) окисная фракция о амбровым запахом, разделить которую но удалось. Согласно спектральным данным эта смесь двух т'етрагидрофурановых окисей. При окислении окисной фракции ОгО, в СН3СООН (схема б) была получена смесь двух ^лаптопов (46) и (47) (8:1), которые разделили хроматографически. Строение и стереохи-шш лактонов (46) и (47) доказаны спектральными данными и подтверждены их рентгеноструктурным анализом. Учитывая, что при перегруппировке диола (I)' миграция метильной группы пз положения С1^ в положение С9 может иметь место только о-стороны молекулы, рент-геноструктур1ше данные одновременно доказывают и абсолютную коифи-

о

сЛ но г^он б^

5>Ki

Сг03/СН3ССЮН

•н (47)

(49)

н (10)

Схема 5

гурацшэ лактонов (46) и (47) и соответствующих им окисей (9) и (10). Для характеристики этих окисей они были синтезирована нами из соответствующих лактонов (46) и (47). При восстановлении алшогидри-дом лития в диоксане лактон (46) дает диол (48), строение которого подтверждено спектральными данными. В его ИК-спектре присутствуют максимумы, характерные для окси- и гемдиметильной групп, а в спектре ПЫР - синглетные сигналы трех метальных групп при четвертичных атомах углерода, дублетный сигнал метильной группы при третичном атомо углерода и двухпротонный мультиплетный сигнал карбннольных протонов. В его масс-спектре есть пик молекулярного иона с m/z 254 и пики ионов с m/z 239 (М-СН3), 236 (M-HgO), 22l[i.1-(H20 + CH3)J , 191 [М-(Н:20+(СН2)20Н] и III ( I IOO/ä). При дегидратации диола (51) тозшшюридом в пиридине с хорошим выходом образуется окись (9), строение которой подтверждается спектральными данными. В частности, в ее ИК-спектре присутствуют интенсивные максимумы при I027 и 1040 см-'1", характерные для тетрагидрофуранового К' ".ца. Конфигурация oiaicn (9) при С^а приписана на основании рассмотрение молоку-

лярных моделей Драйдинга, которые показывают, что замыкание тетра-гидрофуранового кольца возможно только с с{-стороны молекулы, с которой находится и боковая ок-иэтильная группа при С. При восстановлении ЫА1Н4 лактон (47) дает диод (49), спектральные характеристики которого очень близки к токовым для даола (48), в частности, их масс-спектры отличаются только интенсивностью пиков некоторых ионов, а 100$ интенсивностью обладает один и тот же пик с -и/г: Ш.

Дегидратация даола (52) тозилхлорндом в пиридине приводит с хорошим выходом к окиси (10), которая является эпимером окиси (9) по С'Ч Строение окиси (10) подтверждается спектральными характеристиками, которые близки к таковым для окиси (9).

Окиси (9) и (10) являются первыми веществами цис-декалиновой серии, обладающими амбровым запахом. Этот факт противоречит правилу Олоффа, связывающее запах и структуру декалиновых соединений, л указывает на то, что это правило имеет ограниченное значение.

Поргипронафтопирановие окпси с перегруппированным бт^иклогомо-■Т.фнезаиошм углеродным скелетом - минорные компоненты продукта взанмодепотшм бтг.пиюгомо1Ьаряезан-8оС,12-дпола с катионитом Ку-23. Из проекта реакции диола (I) с катигаштом Ку-23 в ;хосткнх условиях .•гатаогшта, 2 ч, т.кип., толуол) бша выделена о}шснал Фракция (7-У.-2) с пртмэтша аапахом, разделить которую не удалось. По дативд *3С эта £раадш представляет собой смесь двух во-щяств ( [; [',). Результаты ¡элементного и масс-спактрального анализов исказиваи1, чч'о она га.*>еи состав С^^ХЬ^зО, а ШС-споктроскопия - что сна содо;, '-1Г1' соединений хетрагидропиранового рлца (интенсивное характерное погдспытв пг.ч 1056, 1090 и 1110 см--). Учитывая невозможность раднлоишг псслидуомой франции обычными хрсматографичос-юаш пряешми, 0:шо расеио подвергнуть ее окисления п попытаться разделять и идентифицировать продукты реакции. Однако при эо окпо-л-япш 0г0-5 в СН^ССОН в условиях, в которых твтрагидрофурановно соединения достаточно гладко превращаются в соответствующие ,/-лак-тоны, образуется сло-кная смесь веществ, содержащая лиаь небольшое количество лактсяпгой фра»ацш. Более гладко протекает реакция окисления с основам трихлоридом рутения н лериодатсм натрия. При отсм сбразуетоя продукт, содержащий три основные фракции (Л, Б, В), которые разделяли хроматсграфичосга. Преобладающая основная полйрная Фракция (В) согласно сяоктральгадл данным состоит из двух соединений (50) п (51) (7:1) (схема 6). Преобладало из них било выдоле-но кристаллизацией, Оно имеет состав С2СН2603 и представляет ссПоа петокясдоту (ИК-споктр). В ее спектре ПМР присутствуют сигналы трех метальных групп при четвертичных атомах углерода, одиюй при

т

третичном атоме углерода, AB система матиленовой группы, связанной с карбоксильной группой и о четвертичным атомом углерода-, и дублет протона при атоме углерода, соседнем с карбонильным атомом. В спектре ЯМР помимо сигналов четырех метальных групп присутствуют сигналы двух четвертичных, трех третичных и пяти вторичных атомов углерода, а также синглетше сигналы атомов кетонной и карбоксильной групп. Отнесение сигналов в спектрах ЯМР осуществлено на основании данных офф-резонанса и сравнения со спектральными характеристиками лабдановых, клеродановых и других классов дитерпенои-дов. Таким образом, исследуемая кетокислота имеет перегруппированный бициклогомофарнезановый углеродный скелет, что подтверждается также ее масс-спектром, в котором есть пики молекулярного иона о m/z 266, иона 100$ интенсивности с m/z 207 (М-СН2СО2Ю, а также ионов с т/я 248 (М-Н20), 233 [M-CCEj+I^O)] , ^[MCHgCO^+CHg)] и др. На основании совокупности приведенных данных сделан вывод, что исследуемая кетокислота имеет строение и относительную стереохимию, передаваемой формулой (50), которое окончательно доказано в результате изучения продуктов ее трансформации (схема 6).

он Г

о

Г0Н20АС

(50)

(52) R1=Rg»H (ÖSiR^HjRg-Ac (54) R."Ac;R„»H

1

(55)

(56) R=0 (II) R=H2 (61) R-H.OH

R

(58) ^-Äg-H (60)

(59) R^AojRg-H

'2

(57) R-0 (I2)R=H2 (62) R=H,0H

Схема 6

12

При восстановлении líaih^ кетокислота (50) дает даол (52), строение и абсолютная конфигурация которого доказаны спектральными данными и ронтгеноструктуршм анализом. При ацетилироваиип смесью АсоО/Ру в стандартных условиях даол (52) дает смесь двух оксиацета-тов (53) и (54). Окисление оксиацетата (54) по Саретту приводит к кетоацетату (55), дающему кривую ДОВ с полшителышм эффектом Кот-тона, что подтверздает абсолютную конфигурацию не только кетоацота-та (55), но и кетокислоты (50) и полученных из нее соединений.

Согласно спектральным данным фракция средней полярности (Б) является смесью двух <Г"-лактонов (56) и (57), соотношение которых в различных опытах изменялось от 1:1 до 4:1 (ГЖХ). Разделить ее не удалось. При восстановлении лактонов (56) и (57) алшогидридом лития в диоксане образуется смесь тех не самых двух дполов (52) и (58), которые были получены и при восстановлении фракции кетокислот (В). Элементный анализ и спектральные характеристики показывают,что диолы (52) и (58) изомерны. Стереохимия дисхла (58) следует из его дальнейших превращений. Прцуацетютровашга смесью AcgO/Py в стан-дарщшх условиях образуется оксиацетат (59), строение которого вытекает из споктралышх дашшх. При его окислении хромовым ангидридом по Саретту образуется кетоацетат (60), дающий кривую ДОВ с отрицательным эффектом Коттона. Рассмотрение октантшх диаграмм теоретически возможных структур и конфориаций кетоацотата (60) показывает, что он принадлежит к цио-декалииовому ряду и тлеет строение и стереохимию, передаваемые формулой (60). Данные ДОВ котоацетата (60) и спектра ПМР диола (50) приводят к выводу, что в соединениях (58) -(60) цио-декалиновая система находится в стероидоподобной конформа-ц1ш, а оксигруппа при С® в' диола (58) является экваториальной. Поло-дение сигнала'вторичной метильной группы (0,78 м.д.) указывает на то, что она находится с сС-сторош молекулы. Рассмотрение молекулярных модолей Драйдшгга показывает, что кетоацетат (60) должен был бы' легко изомеризоваться под действием щелочи, а даол (58) дошкен был бы легко дегидратироваться в соответствующую окись (12), что подтверждено экспорт.юнталъно. При дегидратации даола (58) . п-толуол-оульфокислотой образуется с хорошим выходом окись (12),. тогда как его изомер (52) в этих условиях но дегидратируется, а в более кест-ких условиях диет смесь окисных соединений, которую разделить не удалось.

Согласно спектральным данным, фракция наименьшей полярности (А) представляет собой смесь полуацеталей (61) и (62). Преобладающий из них - полуацеталь (61) - был выделен кристаллизацией. Смесь полу-ацеталей (61) и (62) была также получена при восстановлении смеси лактонов (56) и (57) алюмогидридом литая в дкэтшювсм оi-пре. Hpz

восстановлении полуацеталей (61) и (62) алшогидридом лития в ди-оксане, при длительном кипячении, образуется смесь диолов (52) и (58).

Таким образом, соединения (50), (52)-(56), (61) и соответствующая им окись (II) имеют перегруппированный бициклогомофарнезановый углеродный скелет с транс-сочлененшми А/В циклами, а соединения (51), (57) - (60), (62) и соответствующая им окись (12) - перегруппированный бициклогомофарнезановый углеродный скелет с цис-соч-лененными А/В циклами.

ВЫВОДЫ

1. Выяснен состав продуктов реакции бициклогомофарнезан-8^,12-диола с катионитом Ку-23. Установлено, что основными их компонентами являются новые соединения - (Зай,43,6ай,ЮаЗ) -За,4,7,7-тет-раметилпергидро-трано-нафто[8а,1-ь]фуран и (13,63,93 ) -5,5,9,10-те траме тилтрицикло(7.3.0.О*'6]-додец-10(II)-ен.

2. Показано, что реакция бициклогомофарнезан-8е£,12-диола с ка-тиошиом Ку-23 представляет собой эффективный одностадийный путь к эпимершм гомотрикинановым углеводородам с новыми углеродными скелета™ - (13,63,93)- и (13,611,93 ) -5,5,9,10-тетраметилтрицикло-[7.3.0.01,6]-додец-Ю(И )-енам.

3. Установлено, что минорными компонентами продуктов взаимодействия бициклогомофарнезан-8(<,12-диола с катиотатом Ку-23 являются новые окисные соединения с перегруппированным бициклогомофарнезано-вым углеродным скелетом: (Зай,4й,6аЗ,ЮаЗ) - и (Зой,43,баг, ЮаЗ)--За,4,7,7-тетраметилпергидро-цис-нафто[8а,I- ъ]фураны, (Зай,4Э,бай, 1ой, Юай ) -За,4,7,7-тетраметшшергидро-транс-нафто[8,8а,1-ъ,с]пиран. и (Зай,4Н,6аЗ,103, Ювй ) -За,4,7,7-тетраметилпергидро-цис-нафто [8, 8а,1-ь,с] пиран, обладающие амбровым запахом.

4. Впервые среди производных цис-декалина обнаружены вещества с амбровым запахом, что имеет принципиальное значение для развития представлений о зависимости запаха от структуры.

5. Установлен химический состав нового перспективного для парфюмерной промышленности душистого продукта ионоксида, способ получения которого успешно прошел опытно-производственные испытания.

6. Показано, что в отличие от других продуктов трансформации бициклогомофарнезан-8оС,12-даола, все компоненты ионоксида обладают запахом и вносят вклад в его органолептические свойства.

Основное Содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Задорожная Л.A. (3tiR,4S,6nit,lOaS) -За,4,7,7-!Сетраметилпергидро-транс-нафто[8а,1-ъ]-фуран - новый продукт дегидратации бицикло-гоглофарнезан-8£С,12--диола // Тезисы респ. шк.-семинара молодых ученых и специалистов: "Физические и математические методы в современной биологии". Кишинев. 1987. Май. C.IOO-IOI.

2. Влад Г1.Ф., Драгалин И.II., Задорожная Л.А., Колца M.II., Симонов Ю.А., Боурош H.H., Дворкин A.A., Малиновский Т.И. Абсолютная конфигурация За,4,7,7-твтраметил - (3aii,43,вой, 1ОаЗЬпергндронаф-то-(8а,I -bjФуран-2-она //ДАН СССР. 1987. Т.294. IG I. С.111-114.

3. Влад II.Ф., Малиновский С.Т., Драгалин И.П., Задорожная Л.А., йа-водаикВ.Е., Малиновский Т. И. Рентгеноструктурное исследование ^лаптопа (3aR,4R,6aS,tOaS) -За,4,7,7-тотрамотилпергидронафто -¡8а,I-ъ]фуран-2-она // ДАН СССР. 1988. Т.299. № 6. C.I39I-I394.

4. Влад II.Ф., Малиновский С.Т.. Драгалин И.II., Задорожная Л.А., Соболев А.Н., Малиновский Т.И. Кристаллическая структура ^-лаптопа (ЭаН, 43, 6aS, 1 ПаЗ) -За, 4,7,7-татрамотшшоргидронафто |j3a,I- b] -фуран-2-она // ДАН СССР. 1988. Т.301. № I. С.99-102.

5. Влад П.Ф., Колца М.Н., Драгалин И.О., Задорожная Л.А., Сибирце-ва В.Е., Ситнова JI.M. Продукты превращения склареола. XI. Образование (3aH,4S,6aR, lOaS) -За,4,7,7-тетрамвтилпоргпдро-транс-нафто [оа,1-ь]фурана при взаимодействии öицнклогомофарне зан-8с{, 12-даола с катионообмонной смолой // К.общ.химии. 1988. Т. 58, Bun. 10. С. 2209-22Ü7.

6. Задорожная Л.А. Дегидратация бшщклогошфпрназан-8о0,12-диола ка-тионитом // Тезисы IX молодежной конференции по синтетическим и природным Физиологически активным соединениям. Ереван. 1988. Сентябрь. С.29.

7. Влад П.Ф., Драгалин И.П., Задорожная Л.А. Одностадийный синтез гомотрикшшнопого углеводорода из 0шиш1огомофарнозац-0аГ(12-дл-

, ола // Тезисы У Всесоюзного симпозиума по тонкому органическому синтозу. Москвч. 1988. Декабрь. С.5-6.

8. Малиновский С.Т., Драгалин II.П., Задорожная JI.A., Влад П.Ф. Кристаллическая структура и конформащтошше особенности даастероо-морних За, 4,7,7-ти траме тшшорггцфоиафто [8а, I- ь]-фуран-2-онов // Тоэиси Всесоюзного совещания "Дцфракцйопша методы в химии". Суздаль. 190Й. Декабрь. 4.2. С.238.

9. Няад П.Ф., Драгалин И.П., Задорояшая Л.А., Малиновский С.Т., Си-бирцева В.Е. Продукты превращения склареола. ХП. Обрааование три-циклического гомотрикиненового углеводорода при взаимодействии биц1шюгомофэрнезан-8<*, 12-диола с катионитом // Ж. общ. химии. Т.60. Вып.6. С.I401-I412.

10. MalinovBky S.T.,Dragalin I.P.,ZadoroJnaya b.A.,Vlad P.F. The structure and absolute configuration of oome diterpene compounds V/ Abetracte of twelfth European Criatallogrephic Meeting. Uoskow. 1989. V. 2. P. 278.

11. Vlad P.F.,Zadorojnaya L.A..Dragalin I.P. TraneformationB of Bicyklohomofarnezan-OcC, 12-diol catalyzed by cation exchange roain // Abatracta of 17th Symposium IUPAC. New Delhi. 1990. P. 299.

Подписано в печать 13.II.91. Формат 60x84 1/16. Объем 1,0 печ. л

Отпечатано на ротапринте._Заказ № 356. Тираж 100 экз.

Типография издательства "Штиинца", 277004. г.Кишинев, ул.П.Мовилэ,8.