Реакции тетраацетата свинца со спиртами и карбоновыми кислотами в отсутствие растворителя тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ
|
Сокова, Любовь Львовна
АВТОР
|
||||
|
кандидата химических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Москва
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2005
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
02.00.03
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО
На правах рукописи
СОКОВА ЛЮБОВЬ ЛЬВОВНА
Реакции тетраацетата свинца со спиртами и карболовыми кислотами в отсутствие растворителя
02.00.03 - органическая химия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
Москва 2005
Работа выполнена в Лаборатории исследования гемолитических реакций Института органической химии им. Н.Д.Зелинского Российской Академии наук.
НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: кандидат химических наук
Надежда Ивановна Капустина
НАУЧНЫЙ КОНСУЛЬТАНТ: доктор химических наук, член-корр.РАН
Геннадий Иванович Никишин
ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор химических наук, профессор
Леонид Исаакович Беленький доктор химических наук, профессор Ремир Григорьевич Костяновский
ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ:
Институт элементоорганической химии им. АН.Несмеянова РАН
Защита диссертации состоится i gc bci S pf 2005г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета К 002.222.01 по присуждению ученой степени кандидата химических наук в Институте органической химии им. Н.Д.Зелинского РАН по адресу: 119991, г.Москва, Ленинский проспект, д.47.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИОХ РАН. Автореферат разослан О*- J 2005г.
Ученый секретарь диссертационного совета ИОХ РАН доктор химических наук
Л А.Родиновская
/Шг
atoase
i
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Современные химические технологии предъявляют к органической химии повышенные требования. Это прежде всего экологичность, низкие энергетические затраты и простота процедуры проведения химических реакций. Эти качества в определенной мере присущи реакциям, проводимым в отсутствие растворителя и в твердой фазе. В гетерогенных условиях, в отсутствие растворителя, эффективность процесса возрастает в результате увеличения концентрации реагирующих веществ. Нередко реакции в отсутствие растворителя имеют более высокую конверсию исходных реагентов и более высокий выход продуктов по сравнению с аналогичными процессами в растворителе.
За счет высокой пространственной организации молекул и ограничения молекулярного движения твердофазные реакции могут проходить с высокой сгереоселективностыо. В настоящее время это одна из интенсивно развивающихся областей органической химии. С помощью этой методологии осуществлены реакции различных типов, в том числе и реакции окисления.
В качестве окислителя в органической химии широко используется тетраацетат свинца (TAC). Вместе с тем в химической литературе отсутствуют какие-либо сведения об его участии в твердофазных реакциях, а также в реакциях без применении растворителя. Все известные окислительные процессы с участием РЬ(ОАс>4 или систем РЬ(ОАс)д - MHal ранее проводили в растворителе, которым наиболее часто служил бензол, реже уксусная и трифторуксусная кислоты и др. Во многих случаях реакции промотировали пиридином. Объектами окисления с участием TAC служили органические соединения различных классов, систему Pb(OAc)4 - MHal использовали для окислительного галогецдекарбоксили-роваяия алкановых кислот и хлорирования алканолов.
Цель работы Основная цель диссертационной работы: исследование реакций в отсутствие растворителя тетраацетата свинца, и систем Pb(OAc)4 - MHal (М = Li, Na, К, Ва, Са, NH4; Hal = С1, Вг,), с алифатическими и эпициклическими спиртами, моно- и дшсарбоновыми кислотами; исследование реакций алкилирования и оксоалкилирорвания N-гетеро-ароматических соединений алкильными и оксоалкильными радикалами, генерированными из карбоновых кислот и эпициклических спиртов. При этом мы полагали, что такой подход откроет новые, еще неизвестные возможности РЬ(ОАс)4 как окислителя и таким образом создаст дополнительные предпосылки для его более активного применения в органической химии.
Научная новизна и практическая ценность работы Впервые исследовано окисление
органических соединений в отсутствие растворителя
Pb(0Ac)4 - MHal. Объекты исследования - нафталин, третичные циклоалканолы, первичные и вторичные алканолы, моно- и дикарбоновые кислоты. Реакции проводили без применения и с применением механической активации в вибрационной мельнице.
При окислении первичных алканолов и дикарбоновых кислот системой Pb(OAc)4 - MHal был получен принципиально важный результат: при переходе от реакций в растворе к реакциям в отсутствие растворителя получались различные по химической природе продукты (подобные примеры в литературе отсутствуют). При окислении алкан-1-олов (состава С > 5) в отсутствие растворителя образуются сложные эфиры, в жидкофазных реакциях - 5-галогеналканолы. Иным образом по сравнению с реакциями в растворителе происходит окисление адипиновой и глутаровой кислот под действием системы РЬ(ОАс)4 -NH4CI, предложенной нами впервые: в отсутствие растворителя были получены сооответствующие а,со-дихлоралканы, в жидкофазных реакциях соответственно - 8-валеро-лактон и у-бутиролактон. Различие в составе продуктов при изменении условий проведения окисления является следствием изменения механизма реакции.
Найдены простые методы трансформации третичных циклических спиртов и карбоновых кислот соответственно в галогеналканоны и галогеналканы (образование новой связи С - Hal); введения С-центрированных радикалов, генерированных окислением циклических спиртов и алифатических кислот, в молекулы N-гетероароматических соединений (образование новой С - С связи).
Ярким примером преимущества реакции в отсутствие растворителя является оксоалкилирование 4-метилпиридина 6-оксогептильными радикалами, полученными из метилциклогексанола под действием РЪ(ОАс)4, чего нельзя было достигнуть при проведении реакции в традиционных условиях в растворе.
Публикации и апробация работы По материалам диссертации опубликовано 11 статей.
Основное содержание работы докладывалось на V Всесоюзной конференции по химии азотсодержащих гетероциклических соединений (Черноголовка, 1991г.), Ежегодных научных школах-конференциях по механохимии «Обработка дисперсных материалов и сред» (Одесса, 1998г., 1999г., 2000г, 2002r), 3rd International Conference on Mechanochemistry and Mechanical Alloying (Prague, 2000), I Международной конференции: «Химия и биологическая активность азотистых гетероциклов и алкалоидов» (Москва, 2001г.), XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Казань, 2003г.). Объем диссертации Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста и состоит из введения, литературного обзора, обсуждения полученных результатов, экспериментальной части и выводов. Материал иллюстрирован 17 таблицами, 102 схемами. Список литературы включает 161 наименование.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. Галогенирование нафталина системой Pb(OAc)4 - MHal с применением механической активации
Для выяснения возможности использования TAC в твердофазных окислительных
процессах на начальном этапе работы была изучена реакция нафталина с системой РЬ(ОАс)4 - MHal, в которой все исходные реагенты - кристаллические вещества. Ранее TAC не использовался для окисления конденсированных ароматических соединений. Установлено, что при твердофазном взаимодействии нафталина с системой Pb(OAc)4 - MHal с применением механической активации получаются два продукта: 1-галоген- (2а,Ь) и 1,4-ди-галогеннафталин (За,Ь) (схема 1)
Механическую активацию реакционных смесей проводили на вибрационных шаровых мельницах в закрытых стальных реакторах объемом -80 см3. Частота колебаний вибромельницы как правило составляла 12Гц, амплитуда - 11мм. В качестве активирующей насадки использовали стальные шары диаметром 12,3мм. Общая масса загрузки реакционной смеси составляла 1-2 грамма. Активация осуществлялась при комнатной температуре. После завершения реакции (100%-ная конверсия TAC) смеси экстрагировали растворителем (эфир, хлороформ) и анализировали методом ГЖХ с использованием внутреннего стандарта.
Для сравнительной оценки твердофазной реакции и реакции в растворителе было осуществлено хлорирование и бромирование нафталина действием РЬ(ОАс)4 в сочетании с LÍCL и LiBr традиционным путем, с использованием бензола при 80°С. При этом соотношение исходных реагентов было то же, что и в твердофазной реакции. В этих условиях также образуется смесь 1-моно- и 1,4-дигалогеннафталина, однако и конверсия нафталина, и селективность образования 1-галогеннафталина понижается (табл.1).
Без применения механической активации, т.е при перетирании реагентов и выдерживании смеси до полной конверсии TAC, реакция не идет.
Схема!
1
2а,b
3a,b ¿
М - Li, Na, К, Mg, Са, Ва; а: X - CI; Ь: X - Вт;
Таблица 1. Окисление нафталина 1 РЬ(ОАс)4 в присутствии 1ЛХ и М{»0 Зависимость конверсии нафталина и выхода продуктов 2,3 от условий реакции.
Соотношение реагентов 1: Pb(OAc)4: MgO : LiX; X Конверсия 1(%) Выход8 2а,Ь + За,Ь (%) Соотношение продуктов (%)
1-Х-С10Н7 2а,b 1,4-Х2-С10Нб За,Ь
1:1.2:1.2:3, С1 37 27(73) 71 29
1:1.2:1.2 :5, С1 64 49(77) 80 20
1:1.2 : - : 3, С1 44 25(57) 69 31
1:1.2 : -: 5, С1 52 35(67) 71 29
1:2:2:5, С1 92 61(66) 77 23
1:2:2 :5,С1, бензол" 51 32(63) 63 37
1:12 -: 3, Вг 58 42(72) 76 24
1:1.2 -: 5, Вг 68 65(96) 67 33
1:1.2 1.2:3, Вг 53 37(70) 81 19
1:2 2:5, Вг 71 68(96) 91 9
1:2:2 : 5, Вг, бензол" 70 60(85) 81 19
Условия реакции: время реакции 4 ч, Выход приведен на исходный(превращенный) нафталин, ь- Реакция в бензоле при 80°С, время реакции 0.5 ч.;
Положение атома галогена в ароматическом ядре нафталина определено методами ЯМР-спектроскопии. В продуктах реакции моногалогеннафталин всегда преобладает над дигалогеннафталином (~ в 2-10 раз). В условиях механической активации конверсия нафталина может достигать ~80%, а общий выход продуктов на превращенный нафталин ~90%, РЬ(ОАс)4 расходуется практически полностью. Установлено, что при введении в реакционную смесь оксида магния в эквимольном количестве по отношению к РЬ(ОАс)4 изменяется соотношение образующихся моно- и ди- галогеннафталинов - увеличивается содержание монозамещенного.
Среди солей галогенводородных кислот, использованных в качестве источника галогена, наиболее эффективны по конверсии нафталина и выходу продуктов хлориды лития и кальция и бромид лития. С этими же солями достигнута и наиболее высокая селективность моногалогенирования 80 - 90% (табл.2). Установлено, что при прочих равных условиях конверсия нафталина возрастает с увеличением количества взятой соли галогенводородной кислоты.
Таблица 2. Твердофазное галоидирование нафталина 1 системой РЬ(ОАс)4 - МНа1
МНа1 Конверсия 1 (%) Выход продуктов* 2а,Ь + За,Ь (%) Соотношение продуктов (%)
1-Х-СюН, 2а,Ь 1,4-Х2-С,оНб За,Ь
1ЛС1 64 50(77) 80 20
СаС12 80 71(89) 87 13
ВаС12 46 36(78) 77 23
ЫаВг 45 33(74) 93 7
КВг 54 46(86) 70 30
Шг 71 68(96) 91 9
МвВгг 34 22(66) 73 27
Условия реакции: мольное соотношение РЬ(ОАс)4: МХп : М{>0 = 1:1.2 :5 :1.2; время реакции 4 ч * - Выход приведен на исходный (превращенный) нафталин.
Таким образом, на примере нафталина показано, что системы РЬ(ОАс)4-МНа1 в твердофазных условиях при механической активации способны взаимодействовать с конденсированными ароматическими соединениями с образованием 1-моно- и 1,4-ди-галогенпроизводных, причем реакции в отсутствие растворителя характеризуются более высокими показателями конверсии нафталина и селективности образования 1-галоген-нафталина по сравнению с аналогичными реакциями в растворе.
2.0кисление алифатических спиртов системой РЦОАф - МНа1 в отсутствие растворителя с применением механической активации
При исследовании окисления первичных (4а-с) и вторичных (5а-с) алканолов системой РЬ(ОАс)4 - МНа1 (М = 1л, К; На1 = С1, Вг) в отсутствие растворителя с применением механической активации был получен неожиданный результат - в условиях реакции первичные алканолы 4 превращаются в сложные эфиры б (схема 2, табл.3)
Схема 2
/\Л/он РЬ(ОАс)-мн,а1
4а-с П=1 (а),2(Ь),3(с); ° 6а"«
Из вторичных алканолов (5а-с) образуются только кетоны (7а-с) (схема 3, табл.3).
Схема 3
ОН Pb(OAc)4-MHal 9
RiAR2 * R1^
5a-c 7a-c
R2
abc
R1 Me изо-Рг изо-CsHu R2 H-C«Hi3 H-C5HII н-Рг В предыдущих работах в Лаборатории исследований гемолитических реакций ИОХ РАН
было осуществлено жидкофазное окисление первичных и вторичных высших алканолов
системой РЬ(ОАс)4 - хлорид металла I или П группы в бензоле при 80°С и показано, что
основными продуктами являются 8-хлоралканолы, минорными - в-хлор- алканолы и 2-алкил-
тетрагидрофураны. В случае вторичных алканолов, имеющих разветвление при атоме Ср,
окисление протекает с разрывом связи С0-Ср.
Таким образом, при переходе от реакций в растворе к реакциям в отсутствие
растворителя образуются разные продукты. Этот факт можно объяснить изменением
механизма при изменении условий проведения реакции.
На первой стадии окислительного процесса с участием РЬ(ОАс)4 или системы РЬ(ОАс)4
- MHal (как было установлено в предшествующих работах) из спиртов генерируются
алкоксильные радикалы, которые в растворе перегруппировываются с 1,5- и 1,6-миграцией
атома водорода. Возникающие в результате перегруппировки углеродцентрированные
радикалы окисляются с переносом электрона или лиганда соответственно в циклические
эфиры и хлоралканолы (схема 4). Схема 4
R^vM • ил». .Л/W ^ „W-
В случае, когда реакция проходит в отсутствие растворителя из РЬ(ОАс)4 и жидких алифатических спиртов образуются твердые смешанные соли ROPb(OAc)з, ранее описанные в литературе (см. мат. диссертации). Генерируемые из соли алкоксильные радикалы лишены подвижности, не способны принять свернутую конформацию и тем самым не способны перегруппировываться с миграцией атома водорода (как показано на схеме 4), в результате чего происходит их окисление в альдегид. Из этого факта допустимо заключить, что реакция в основном протекает в клетке твердой фазы и может быть представлена схемой 5.
Схема 5
Клетка твердой фазы
Разветвление при атоме Ср у вторичных алканолов, как это имеет место в случае 2-метил-октан-3-ола (5Ь), никак не влияет на окислительный процесс, который протекает без разрыва связи Со - Ср и тем самым отличается от аналогичного процесса с участием растворителя.
Кетоны — конечные продукты, в дальнейших превращениях участия не принимают, альдегиды в отличие от кетонов быстро окисляются в условиях реакции, превращаясь в эфирыб.
Галогенид металла - необходимый реагент в реакции окисления алканолов 4 в эфиры б и алканолов 5 в кетоны 7. В его отсутствие при прочих равных условиях конверсия алканолов 4 и 5 и выход продуктов 6 и 7 уменьшаются в 10 - 30 раз, достигая лишь 2 - 5%. Как известно из литературных данных, тетраацетат свинца способен образовывать комплексы с галогенидами металлов. Ранее наблюдали образование подобных комплексов: Кг[РЬ(ОАс)б], К2[РЬ(ОАс)4СЩ (см. мат. диссертации). Есть основания считать, что при механической активации из галогенида металла и смешанной соли ЯОРЬ(ОАс)з образуется шестикоординационный комплекс РЬ|У, который эффективно ведет окислительный процесс, так как является более сильным окислителем по сравнению с РЬ(ОАс)4, а группа ЯО-, входящая в координационную сферу свинца окисляется легче, чем ацетатные группы.
В табл. 3 в качестве примера приведены данные по окислению только двух из шести исследованных алканолов (пентан-1-ола 4а и октан-2-ола 5а), в трех различных вариантах: в бензоле, в отсутствие растворителя с применением и без применения механической активации. Из солей МНа! выбраны те, с которыми получены оптимальные результаты (1ЛС1 и КВг). Как видно из таблицы, в условиях механической активации процесс окисления алканолов 4 и 5 системой РЬ(ОАс)4 - МНа1 протекает более эффективно, причем использование КВг дает более высокую конверсию спирта и выход продуктов по сравнению с 1ЛС1. В бензоле РЬ(ОАс)4 в сочетании с КВг не эффективен. Система РЬ(ОАс)4 - 1ЛС1 активно окисляет алканолы 4 и 5 и при механической активации без растворителя, и в
стандартных условиях в растворителе. Проведение реакции без применения механической активации не дало удовлетворительных результатов: наблюдалась низкая селективность (помимо основного продукта получалось несколько побочных с выходом 2-4%), невысокая конверсия исходного спирта и невысокий выход основного продукта
Таблица 3. Окисление пентан-1-ола 4а и октан-2-ола 5а системой РЬ(ОАс)4 - МНа1
Алканол Метод проведения реакции МНа! Конверсия 4а, 5а (%) Продукт Выход продуктов0 (%)
4а без применения мех.акт0. 1ЛС1 43 ба 20(47)
4а с применением мех.акт. 1ЛС1 66 ба 42(64)
4а бензол" 1лС1 67 4-хлорпентан-1 -ол 65(97)
4а без применения мех.акт.6 КВг 64 ба 31(48)
4а с применением мех.акт КВг 83 ба 71(86)
4а бензол" КВг 10 ба 3(3)
5а с применением мех.акт 1ЛС1 54 7а 42(78)
5а с применением мех.акт. КВг 78 7а 63(81)
5а бензол" 1ЛС1 69 5-хлороктан-2-ол 65(94)
Условия реакции: мольное соотношение: спирт : РЬ(ОАс)4: МНа1 = 1 :2 : 5, время реакции с применением мех.акт.4 ч * -Выход приведен в расчете на исходный (превращенный) алканол ь - Реакция в бензоле при 80°С, 0.5 ч. с -Реакция без применения мех. акт.: 20 С, время реакции 24 ч.
Для всех использованных алканолов 4 и 5 (в том числе и не включенных в табл.3) конверсия изменяется в пределах 55 - 98% в зависимости от природы галогенида металла, количества окислителя и режима работы вибрационной мельницы. Выход продуктов реакции на превращенный алканол 4а-с и 5а-с составляет 50 - 80%.
При увеличении количества РЬ(ОАс)4 от 1.2 до 2.0 молей на 1 моль алканолов 4а и 4с в условиях механической активации конверсия алканолов и выход эфиров ба и бс увеличиваются на ~5-20%. Вместе с тем для получения 100%-ного выхода эфира б и кетона 7 теоретически необходимо использование лишь одного моля РЬ(ОАс)4. Из этого следует, что часть окислителя расходуется в побочных внутри- и межмолекулярных реакциях.
Как видно из приведенных выше данных, в условиях механической активации система РЬ(ОАс)4 - МНа1 эффективно окисляет алифатические спирты в отсутствие растворителя,. Продукты, образующиеся при этом, отличаются по химической природе от продуктов аналогичных реакций, проводимых в стандартных условиях в растворителе, что позволяет нам сделать заключение об изменении механизма реакции при переходе от реакций в растворе к реакциям в отсутствие растворителя.
3. Окисление 1-алкилциклоалканолов соединениями РЬ™ и Мпш в отсутствие растворителя с применением механической активации
В работе впервые осуществлено окисление 1-алкилциклоапканолов (8a-d) с размером цикла С4 - С6 системой РЬ(0 Ас)4 - MHal и Мп(ОАс)з - MHal (М = Li, Na, К; Hal = CI, Br) в отсутствие растворителя.
При попытке проведения реакции без применения механической активации наблюдалась относительно низкая конверсия исходных циклоалканолов, выход образующихся со-хлор-алканонов не превышал ~30 - 40%; а при использовании в качестве источников галогенид-ионов бромидов металлов (системы РЬ(ОАс)4 - МВг и Мп(ОАс)з - МВг) реакция не происходила (при 100%-ной конверсии окислителя - не отмечено образования продуктов). Поэтому все опыты выполняли с использованием механической активации (табл. 4).
Реакция циклоалканолов 8a-d с окислительными системами приводит к образованию ю-хлор(бром)-алканонов (9a-h), т е. тех же продуктов, что и в случае жидкофазных реакций.
Схема 6
R ОН
О
Pb(OAc)4/Mn(OAc)rMHaI II л
Av
мех. активация 8а-<1 9а-Ь
аЬсёеТ g Ъ
Я Ме Ме н-С,Н!5 Рг Ме Ме н-С?Н15 Рг п 1 2 2 3 1 2 2 3
На! С1 С1 С1 С1 Вг Вг Вг Вг На первой стадии при механическом воздействии на реакционную смесь, состоящую из
твердых тетраацетата свинца и галогенида МНа1, вероятно, образуются комплексные
соединения Мг[РЬ(ОАс)4 НаЩ (см. стр.7).
Эти соединения вызывают окислительную дециклизацию циклоалканолов 8, которая сопровождается образованием галогеналканонов 9 (схема 7).
Схема 7
К2[РЬ(ОАс)4СЬ] -КС1'-АСОН
О
-РЬШ
РЬ1*/ РЬП1, КС1
Выход ш-хлор(бром)алканонов 9 составил - 75-95% на превращенный 8. Конверсия циклоалканола 8 колеблется в пределах 30-90% в зависимости от размера цикла, природы окислительной системы и количества окислителя. Аналогичная зависимость наблюдалась и при окислении этих спиртов данными системами с использованием растворителей.
Среди исследованных циклоалканолов 8 в условиях механической активации только 1-метиллциклобутанол 8а окисляется системой на основе триацетата марганца с раскрытием цикла. Так же как и в случае использования тетраацетата свинца, в системе Мп(ОАс)э в сочетании с галогенидом металла образуются 5-хлорпентан-2-он 9а и 5-бромпентан-2-он 9е. При этом выходы последних и конверсия алканола 8а практически не отличаются от аналогичных характеристик реакции, которая проводилась в бензоле по обычной методике.
В табл. 4 представлены результаты окисления 1-алкилциклоалканолов 8а,М (п=1,2,3) с применением и без применения механической активации, с наиболее эффективными для этой реакции галогенидами металлов.
Таблица 4. Окисление 1 -метилциклобутанола 8а, 1-метилциклопентанола 8Ь, и 1-пропил-циклогексанола 8й под действием системы РЬ(ОАс)4 - МНа1 и Мп(ОАс)з - МНа! с применением и без применения механической активации
1 -Алкилцикло-алканол8 Окислительная система Метод проведения реакции Конверсия 8(%) Выход продуктов 94%)
8а РЬ(ОАс)4-УС1 мех.акт. 95 9а, 85(91)
8я РЬ(ОАс)4-1ЛС1 без мех.акт. 60 9а, 42(70)
8а РЬ(ОАс)4-КВг мех.акт. 75 9е, 59(78)
8а РЬ(ОАс)4-КВг без мех.акт. - -
8а Мп(ОАс)з-ЫС1 мех.акт. 61 9е, 59(98)
8а Мп(ОАс)з-1лВг мех.акт. 27 9е, 19(70)
8а Мп(ОАс)з-КВг без мех.акт. - -
8Ь РЬ(ОАс)4-иС1 мех.акт. 62 9Ь, 51(82)
8Ь РЬ (ОАс)4-КВг мех.акт. 51 9«; 45(88)
8(1 РЬ(ОАс)4-иС1 мех.акт. 53 9*1,48(90)
8(1 РЬ(ОАс)4-КВг мех.акт. 47 9Ь, 39(83)
Условия реакции: мольное соотношение спирт: окислитель : МНа1 =1:2:5. Реакция с применением мех. акт: время реакции 4 ч; Реакции без применения мех. акт: 20°С, время реакции 24ч; '-Выход приведен на исходный(превращенный) спирт.
Таким образом, окисление циклоалканолов системой РЬ(ОАс>4-МНа1 в отсутствие растворителя в условиях механической активации приводит к образованию тех же продуктов, что и в реакциях, проводимых в растворителе. При этом конверсия
цшслоалканолов и выход продуктов в условиях механической активации в ряде случаев выше по сравнению с теми же показателями в реакциях в бензоле. Циклоалканолы 8 по своей реакционной способности при механической активации располагаются в следующий ряд: С4 > С5 > С«, так же как и при окислении с использованием растворителя. Причем, раскрытие цикла - единственное направление процесса.
4. Оксоалкилирование пирндинов, хинолинов и пиразина 1-метилциклоалканолами
Согласно имеющимся литературным данным, гемолитическое замещение атома водорода в ядре протежированных N-гетероароматических соединений нуклеофильными С-центрированными радикалами в растворе изучено на целом ряде примеров.
В настоящей работе мы впервые наблюдали образование С-С связи в реакции С-радикалов с N-гетероароматическими соединениями, проводимой с участием РЬ(ОАс)4 в отсутствие растворителя. Установлено, что такие процессы могут проходить без применения механической активации. В качестве объекта исследования выбрана реакция оксоалкилирования пиридинов (10а-с), хинолинов (11а-Ь), изохинолина (12) и пиразина (19) 1 -метилциклоалканолами 8ab,e. № всех перечисленных гетероциклов только оксоалкилирование пиразина не удалось осуществить без применения механической активации, по этой причине пришлось прибегнуть к активированию реакционной массы в вибрационной мельнице.
Процессу оксоалкилирования в отсутствие растворителя предшествует процесс формирования твердой композиции при смешении гетероциклического соединения, 1-метил-циклоалканола,ТАС и бензойной или 2-хлорбензойной кислоты. Эти две кислоты выполняют роль протонирующих реагентов по отношению к N-основаниям, превращая их в твердые ониевые соли. Протонирование вызывает появление полярного эффекта, что обеспечивает легкое присоединение нуклеофильных С-центрированных радикалов, генерированных из 1-метилциклоалканолов, к электрофильному гетероциклу, несущему положительный заряд (схема 8).
под действием РЦОАфв отсутствие растворителя
Схема 8
-О • «•—&
В пиридине и хинолипе замещение происходит в положения 2 или 4, при этом соотношение изомеров, образующихся в твердой композиции и в растворе, различается незначительно. Небольшое повышение региоизбирательности в отсутствие растворителя наблюдается при оксоалкилировании изохинолина, где изомеры по положениям 1 и 3 получаются в соотношении 95-98 : 5-2 (в растворе 86:14).
В 4-метилпиридине 10Ь, 2,4-диметилпиридине Юс и 4-метилхинолине lib замещение происходит только в положение 2
Схема 9
О
10,11,13-18 R R1
п
а
Н Н 1
г ||
И ¿У
17а
ь с d е f
Me Me Н Me Me
Н Me Н Н Н
1 1 2 2 3
ОХл
18»
n = 1 (8а), 2 (8Ь), 3(8е)
Положение оксоалкильного заместителя в пиридинах и хинолинах определено методом ЯМР-спектроскопии по химическим сдвигам атомов С-2, С-3, С-4 цикла, а также по вицинальным и аллильным константам спин-спинового взаимодействия и химическим сдвигам протонов цикла.
Главное отличие реакции, проводимой в отсутствие растворителя, от жидкофазной с применением растворителя наиболее заметно проявляется в том, что при 100%-ной конверсии РЬ(ОАс)4 в обеих реакциях конверсия 1-алкилциклоалканолов в отсутствие растворителя всегда на 20 - 50% выше. Преимущества отсутствия растворителя ярко демонстрирует реакция 4-метилтшридина 10Ь с 1-метилциклогексанолом 8с: при конверсии последнего равной 51%, продукт оксоалкилирования (13!) образуется с высоким выходом, тогда как в жидкой фазе (АсОН, 80°С) эта реакция не идет.
В табл. 5 в качестве примера приведены результаты оксоалкилирования различных М-гетероциклов с использованием одного из спиртов - 1-метилциклобутанола 8а, как в растворе, так и в отсутствие растворителя. Эти результаты демонстрируют закономерности характерные для всех остальных использованных циклоалканолов: реакции в отсутствие растворителя идут с более высокой конверсией исходных 1-алкилциклоалканолов и приводят к образованию продуктов оксоалкилирования с более высокими выходами по сравнению с аналогичными реакциями в растворе.
Таблица 5. Оксоалкилирование пиридина 10а, 4-метилпиридина 10Ь, 2,4-диметюпгеридина 10с, хинолина 11а, 4-метилхинолина lib, изохинолина 12 1-метилциклобутанолом 8а
Реагенты: 10-12 Протонирующая кислота Мольное соотношение 8а :РЬ(1У): 1012: кислота Конверсия 8а (%) Продукты
Соотношение изомеров по положениям (%) Выход* (%)
10а РЬСООН 1:2:4:4 98 13а,78; 14аД2; 86(88)
10а В растворе" 1:1.5:6 75 13а,73; 14аД7; 50(67)
10Ь РЬСООН 1:2:4:4 95 13Ь 87(92)
10b 2-С1СбН4СООН 1:2:4:4 95 13Ь 84(88)
10b В растворе" 1 :1.5:6 67 13Ь 35(52)
10с РЬСООН 1:2:4:4 60 13с 53(88)
10с г-СЮЛСООН 1 :2 :4 :4 75 13с 67(89)
10с В растворе" 1 :1.5: 6 56 13с 30(54)
11а г-СЮЛСООН 1 :2 :4:4 96 15а,52; 16а,48; 91(94)
11а В растворе" 1:1.5:6 58 15а,50; 16а,50; 55(95)
12 г-СЮЛСООН 1:2:4:4 100 17а,98; 18аД; 98(98)
12 В растворе" 1:1.5:6 51 17а,86; 18а,14; 49(92)
lib 2-С1СбН4СООН 1:2:4:4 95 15Ь 87(92)
lib В растворе" 1 :1.5:6 32 15Ь 21(66)
Условия реакции: , время реакции 20 ч;а -Выход приведен на исходный(превращенный) 8а. Ь-Реакция в растворе АсОН, 80°С, 0.5 ч.
Циклоалканолы 8а,Ь,е по реакционной способности в процессах оксоалкилирования располагаются в ряд: Сд > С5 > С6 . Это заключение относится как к реакциям проводимым в отсутствие растворителя, так и к реакциям с участием растворителя; оно вытекает из сравнительной оценки конверсии соединений 8а-с в реакции с 4-метилпиридином, соединений 8аД> с 4-метилхинолином, и выходов продуктов оксоалкилирования.
При оксоалкилировании пиразина 19 спиртами 8а,Ь обнаружено также, что выход и селективность образования продуктов алкилирования 20а,Ь в случае применения механической активации существенно выше, чем в жидкофазном варианте этой реакции (схема 10). При добавлении к реагирующим соединениям в условиях механической активации небольшого количества уксусной кислоты (0.5 моль/моль пиразина) конверсия, выход и селективность возрастают в еще большей степени. В отсутствие растворителя и без применения механической активации, как уже упоминалось выше, реакция не идет.
Схема 10
Ме„ ОН
РЬ(ОАс)4
в растворе АсОН
Конверсия 8а - 70% Конверсия 8Ь-35%
О
N 19
РЬ(ОАс)4
8а,Ь а;
Ъ:п=2
Выход 20а-38(54)% Выход 20Ь-25(73)%
Съл
твердая фаза; 20 С мехлист.
Конверсия 8а - 92% Конверсия 8Ь - 40%
20а,Ь
Выход20а-92(100)% Выход 20Ь-37(92)%
Схема 10 наглядно демонстрирует положительный эффект механической активации, и свидетельствует о том, что реакция идет с участием твердых реагентов.
На основании полученных данных можно заключить, что реакция оксоалкилирования N-гетероароматических соединений 1-алкилциклоалканолами под действием TAC протекает в отсутствие растворителя более эффективно, чем та же реакция, в растворе.
5. Окислительное хлордекарбоксилирование моно - и дикарбоиовых кислот под действием системы Pb(OAc)4 - MCI в отсутствие растворителя
Процессы окислительного декарбоксилирования карбоновых кислот теграацетатом свинца широко исследовались начиная с 60-х годов прошлого столетия. Объектами изучения служили многочисленные представители алифатических, алицикличесих, арилалифатических кислот. В частности, в Лаборатории исследования гемолитических реакций ИОХ РАН проводилось изучение декарбоксилирования карбоновых кислот с
использованием систем Pb(OAc)4 в сочетании с солями металлов переменной валентности и галогенидами щелочных металлов. Окислительное декарбоксилирование проводили традиционным способом, с применением растворителей (бензол, хлористый метилен, уксусная кислота), обычно при повышенной температуре.
В настоящей работе реализовано гетсрофазное, в отсутствие растворителя, окислительное хлордекарбоксилирование моно- и дикарбоновых кислот системами РЬ(ОАс)4 -MCI (M - металл) и Pb(OAc)4 - NH4CI.
Реакции с монокарбоновыми кислотами проводили в отсутствие растворителя при комнатной температуре, выдерживая в течение нескольких суток тщательно перемешанную смесь кислоты, РЬ(ОАс)4 и хлорида металла или хлорида аммония, взятых в мольном соотношении 1 : 1.1 : 4. В этих условиях происходит декарбоксилирование кислот, сопровождающееся замещением карбоксильной группы на атом хлора.
Процесс протекает значительно медленнее, чем в жидкой фазе в растворе уксусной кислоты. При использовании КС1 или СйС\г 90%-ная конверсия РЬ(ОАс)4 достигается лишь за 2-7 суток. Характеристики процесса хлордекарбоксилирования удалось улучшить при замене хлоридов металлов хлористым аммонием. Система РЬ(ОАс)4 - NH4CI, впервые предложенная нами для окисления органических соединений тетраацетатом свинца, оказалась наиболее эффективной в данном процессе и позволила сократить продолжительность реакции хлордекарбоксилирования карбоновых кислот, повысить конверсию окислителя и выход продуктов. Реакция может служить удобным методом превращения карбоновых кислот в хлоруглеводороды. При 94-97% конверсии РЬ(ОАс)4 выход хлоруглеводородов достигает ~90%.
Схема 11
R1 R1
| РЬ(ОАсУС1~ I
R COOH R Cl
21a-g 22a-g
a b с d e f g
R H HEtHHH H
R1 h-QHu h-CgH,7 h-Bu Ph PhCH2 CH2=CH(CH2)7 MeOOC(CH2)4
Хлордекарбоксилирование ундеценовой кислоты (R-H, R1 - CH2=CH(CH2)7) под действием РЬ(ОАс)4 - NH4CI сопровождается реакцией гидрохлорирования образующегося Ю-хлордец-1-ена, в результате чего наряду с целевым продуктом получается еще и 1,9-дя-хлордекан. Соотношение этих двух продуктов составляет — 3:1 соответственно.
В табл. 6 представлены результаты исследования хлордекарбоксилирования некоторых из упомянутых кислот с использованием в качестве доноров хлорид-иона различных солей.
Как можно видеть, время реакции и выход продуктов зависят от природы исходной кислоты и используемой соли MCI. Максимальный выход получен при i хлордекарбоксилировании фенилуксусной кислоты с системой Pb(OAc)4 -NH4CI.
Таблица 6. Окислительное хлордекарбоксилирование октановой 21а, 2-этилгексаяовой j 21с, фенилуксусной 21d, 10-ундеценовой 21f кислот системой Pb(OAc)4 - MCI без
механической активации.
Кислота MCI Время Конверсия Выход продуктов"
сутки TAC (%) (%)
21а KC1 7 90 22а, 67(85)
21а NaCl 7 67 22а, 45(79)
21а CdCl2 0 7 71 22а, 50(74)
21а NH4CI 2 96 22а, 62(92)
21с KC1 3 90 22с, 65(87)
21с NH4C1 1 93 22с, 87(98)
21d KC1 2 84 22d, 71(84)
21d NH4C1 1 96 22d, 89(96)
21f KC1 2 86 221, 55(88)
21f NH4C1 2 94 22f, 42(95)
Условия реакции: мольное соотношение 21 : Pb(OAc)4 : MCI = 1 :1.1:4; 20 С '-Выход приведен на исходную(превращенную) кислоту; ь -Соотношение 21 : РЬ(ОАс)4 : MCI = 1:1.1:2;.е -Образуется также 1.9-дихлордекан;
Первоначально в процессе реакции из трех реагирующих веществ формируется твердая масса, по-видимому, представляющая собой комплексное соединение свинца К (схема 12).
Схема 12
РЦОАс)4 + 2NH4CI + RCOOH - [RC02Pb(0Ac)3Cl2](NH4)2 +АсОН
К
Окислительно-восстановительные процессы внутри этого комплексного соединения приводят к образованию хлоруглеводородов.
И в растворителе и в отсутствие растворителя, реакционная способность в реакции хлордекарбоксилирования изменяется в ряду PhCH2COOH > RR'CHCOOH > RCH2COOH
Ароматические кислоты - бензойная, п-метилбензойная, п-метоксибензойная - не декарбоксилируются при твердофазном контакте с РЬ(ОАс)4 и NH4CI.
В отличие от монокарбоновых алкандикарбоиовые кислоты в реакциях с участием РЬ(ОАс)4 исследованы очень мало. В настоящей работе впервые осуществлено твердофазное хлордекарбоксилирование алкандикарбоновых кислот состава С5 - Cg системой Pb(OAc)4 - NH4CI (схема 13).
Схема 13
/Ч уч РЬ(ОАС)4-ГШ4С1 уч НООС соон -* ° М" С1 +
23ач1 п = 1(а),2(Ь),3(с),4(«1) зм ®аЬ
Эксперимент с твердофазными реакциями проводили в двух вариантах: без применения и с применением механической активации в вибрационной мельнице. Для сравнительной оценки тердофазного и жидкофазного процессов осуществлено хлордекарбоксилирование кислот 23а-<1 в растворе уксусной кислоты при 80°С. Основными продуктами реакции являются а,о>-дихлоралканы и лактоаы.
Так же, как в случае окисления первичных алифатических спиртов, изменение условий реакции (переход от реакции в растворе к реакции в отсутствие растворителя) из кислот 23а и 23Ь были получены разные продукта (табл.7).
Таблица 7. Реакция глутаровой 23а, адипиновой 23Ь, пимелиновой 23с, и субериновой 23(1 кислот с системой РЬ(ОАс)4 - Ж^С! без механической активации, с применением механической активации и в растворе.
Кислота Метод проведения реакции Время ч Выход продуктов (%)
24 25 26
23а без мех. акт. 48 24а, 27 25а, 49 -
23а мех.акт. 6 - 25а, 95 -
23а в растворе 0.30 - 25а, 83 -
23Ь без мех.акт. 48 24Ь, 41 - 26Ь,14
23Ь без мех.акт.3 72 24Ь, 79 - -
23Ь мех.акт. 6 - 25Ь, 82 -
23Ь в растворе 0.30 - 25Ь, 90 -
23с мех.акт. 6 24с, 72 - -
23с без мех.акт. 96 24с, 44 - -
23(1 мех.акт. 6 24а, 94 - -
23(1 в растворе 0.30 Ш,79 - -
Условия реакции.: мольное соотношение 23 .■ РЬ(ОАс)4: N11(01 = 1 :2.2 :4 20иС; "-мольное соотношение 23 : РЬ(0Ас)4 : N11(01 =1:3:6. В растворе: АсОН, 80°С.
Из табл. 7 видно, что глутаровая 23а и адипиновая 23Ь кислоты как в реакциях с механической активацией, так и в жидкой фазе, селективно'превращаются в у-бутиролактон 25а (выход -95%) и 6-валеролактон 25Ь (выход ~85%) Пимелиновая 23с и субериновая 236 кислоты - в дихлоралканы (выход ~ 75-95%).
В реакциях без механической активации процесс протекает по-иному направлению: не только из пимелиновой и субериновой, но и из адипиновой кислоты преимущественно получаются дихлоралканы 24Ь,с,<1, а из глутаровой кислоты - 1,3-дихлорпропан и у-бутиро-лактон получаются в соотношении ~ 1 :2.
Экспериментально доказано, что промежуточными продуктами окисления алкандикарбо-новых кислот являются ю-хлоркислоты. Так, в жидкой фазе 8-валеролактон 25Ъ получается через промежуточные стадии образования хлоркислоты 26Ь и ее свинцовой соли (27)
Схема 14
ГЦОАф-МЩ уч л РЬ1У0АсЛ>ЬП0^
В растворе АсОН Сг Мгс СООН В растворе АсОН 26Ь
Такое заключение следует из опытов с адипиновой кислотой 23Ь в растворе АсОН (табл.7), В одном из них получен и лактон 25Ь и хлоркислота 26Ь, а в другом только лактон 25Ь. Селективность достигнута за счет увеличения времени реакции (от 0.15 до 0.30 часа), что обеспечивает полную трансформацию хлоркислоты 26Ь в лактон 25Ь.
Таким образом, в рамках диссертационной работы обнаружен еще один уникальный пример различной хсмоселективности органических реакций в растворителе и в отсутствие растворителя: адипиновая кислота под действием системы РЬ(ОАс)4 - МН4С1 в жидкой фазе превращается только в 5-валеролактон, в твердой фазе -только в 1,4-дихлорбутан.
Схема 15
аРЬ(ОАс)4ЧУН)а уч д РЬ(ОАс)4ЧУН4а /Ч Жидкая фаза НООС М2 СООН Твердая фаза* а а
и О
25 23 24
Реакция алкандикарбоновых кислот 23а-<1 с РЬ(ОАс)4 - МН4С1 в твердой фазе с применением и без применения механической активации, а также реакция в растворителе являются новым подходом к синтезу у-бутиро- и 8-валеролактонов, 1,3-, 1,4-, 1,5- и 1,6-дихлоралканов.
б. Апеллирование пиридинов, хинолинов и пиразина системой ИСООН - РЬ(ОАс)4
в отсутствие растворителя
Результаты, представленные в данном разделе, являются продолжением исследования по окислительному декарбоксилированию карбоновых кислот. Была изучена возможность использования карбоновых кислот как алкилирующих реагентов по отношению к М-гетеро-
ароматическим соединениям. Для решения этой задачи выбраны кислоты, отличающиеся по своему строению: октановая 21а, 2-этилгексановая 21с, фенилуксусная 21d, 3-фенил-пропановая 21е, гексановая (21h), 2-метилпропановая (211), 3 -метоксикарбонилпропановая (21j) и ряд N-гстероциклических соединений: 4-металпиридин 10Ъ, хинолин 11а, 4-метил-хинолин lib и пиразин 19. Алкилирование гетероциклов осуществлялось С-радикалами, генерированными из кислот 21a,c,d,e,h4J под действием РЬ(ОАс)4. (схема 16)
Я = н-С7Н15 (а), н-ВиСН(Е1) (с), РИСНгСНг (е), н-С5Н,! (Ь), изо-Рг (¡), Ме02ССН2СН2 а);
Необходимое условие протекания этого процесса - участие в нем протонированных Н-гетероциклов 10Ь, 11а,Ь, 19. Протонирующим реагентом служила 2-хлорбензойная кислота, ранее успешно зарекомендовавшая себя при оксоалкилировании №гетеро-циклических соединений 1-алкилциклоалканолами. Ту же роль может выполнять и бензойная кислота, однако алкилирование с ее участием проходит менее эффективно. Использование уксусной и трифторуксусной кислот для протонирования гетероциклов 10Ь и 11а,Ь не привело к образованию продуктов апеллирования. Для сравнительной оценки были проведены опыты алкилирования М-гетероциклических соединений, выполненные в обычных условиях, в бензоле при 80°С. Полученные данные свидетельствуют о том, что процесс алкилирования 10Ь и 11а,Ь в отсутствие растворителя, без применения механической активации вначале проходит в жидкой фазе, а затем завершается в твердой фазе. Действительно, после смешения реагентов (РЬ(ОАс)4, ЯСООН, 2-С1СбН4СООН, гетероароматическое соединение 10Ь, 11а,Ь) образуется густая подвижная масса, которая медленно твердеет. Переход смеси в твердое состояние оценивали визуально, поэтому эта оценка лишь очень приближенно характеризует фазовое состояние реакционной массы. Тем
Схема 16
RCOOH + Pb(OAc)4 -» RCOOPb(OAc)3 -> R + С02 + РЬ(ОАс)3 21a,c-e,h-j
R'
R' = H: 30с R'-CH3:29a,c
не менее эти две стадии находят отражение в особенностях реакций М-гетероароматических соединений с кислотами. Анализ реакционных смесей в разных фазах показал, что до затвердевания реакционной массы расходуется примерно 60% от взятого в реакцию РЬ™ и образуется около половины (от конечного выхода) продукта ~ 33-35%. Таким образом, оставшаяся часть РЬ™ после затвердевания почти полностью расходуется только на образование продукта.
В целом алкилирование 4-метилпиридина 10Ь, хинолина и 4-метилхинолина 11а,Ь в отсутствие растворителя характеризуется более высоким показателем конверсии кислот 21, выхода продуктов и селективности реакций, чем в бензоле с применением СРзСООН как протонирующего реагента (табл.8). Эти показатели резко ухудшаются при замене три-фторуксусной кислоты на 2-хлорбензойную кислоту. Замена последней на СРзСООН в отсутствие растворителя вызывает быстрый распад РЬ(ОАс)4, не сопровождающийся декарбоксилированием кислот 21 и генерированием С-радикалов.
Таблица 8. Алкилирование 4-метилпридина 10b, хинолина 11а и 4-метилхинолина lib карбоновыми кислотами 21а,с под действием РЬ(ОАс)4.
Реагенты Протонирующая кислота Время ч Конверсия 21а,с Выход продуктов' (%)
С7Н15СООН 21а СН3 Л 10bN АсОН 48 - -
СРзСООН 0.25 - -
2-С1СбН4СООН, без растворителя 48 69 28а, 63(91)
СРзСООН, бензол" 0.75 38 28а, 36(94)
2-С1СбН4СООН, в бензоле" 1.5 - 28а, 16
n-Bu-piCOOH 21с Et lia 00 2-СЮ6Н4СООН, без растворителя 24 80 30с, 35, 31с, 41; 76(95)
СРзСООН, бензол" 0.5 55 30с, 23, 31с, 29; 52(95)
С7Н15СООН et) lib vAn«* 2-С1СбН4СООН,без растворителя 48 68 29а, 65(95)
СРзСООН, бензол" 0.75 43 29а, 40(93)
Условия реакции: мольное соотношение 21а,с : 10Ь,11а,Ь : РЬ(ОАс)4 : протонирующая кислота = 1 : 4 : 1.1 : 4 '-Выход приведен на исходную(превращеннук>) 21а,с. Ь-Реакция в бензоле при 80°С.
Одна из причин низкой конверсии (-35-55%) кислот 21 в реакции алкилирования в бензоле заключается в том, что РЬ(ОАс)4 активно восстанавливается в параллельно протекающей реакции с И-основаниями 10,11, без участия кислот 21.
Неожиданными оказались результаты окислительного декарбоксилирования фенилуксус-ной кислоты 21с1 в присутствии 4-метилпиридана 10Ь, протонированного 2-хлор-бензойной кислотой. Образующиеся из кислоты 21(1 бензильные радикалы в отличие от С-радикалов, генерированных из кислот 21а, не присоединяются к гетероциклу 10Ь. В зоне
реакции они окисляются ацетатами РЬШ и РЬ1У, превращаясь в бензиловый эфир 2-хлор-бензойной кислоты (32) (схема 17).
Схема 17
РЬСН2СООН + РЬ(ОАс)4 РЬСН2 + РЬга(ОАс)з + СО2
Me
N CHjPh
-АсОН
^ • РЬ^/РЬ«1 *-//- PhCHj -«
[pK-fa] Q-ClCeHfOOH
О
II
о-а-СбЩс-оснгИ! 32
При алкилировании пиразина 19, как и в случае оксоалкилирования циклическими спиртами (см. раздел 4), пришлось прибегнуть к механической активации, т.к. в отличие от гетероциклов 10b, 11а,Ь в отсутствие механической активации пиразин 19 не реагирует с системой Pb(OAc)4 - RCOOH - 2-CIC6H4COOH. Таким образом, механическая активация реакционной смеси позволила нам осуществить реакцию алкилирования пиразина в отсутствие растворителя (табл.9).
Таблица 9. Алкилирование пиразина 19 октановой 21а, 2-этилгексановой 21с, и 3-метокси-карбонилпропановой 21j кислотами под действием TAC в условиях механической активации
Кислота Протонирующая кислота Метод проведения реакции Время ч Конверсия 21a,cj, (%) Выход продуктов" (%)
21а г-СЮЛСООН без мех.акт." 48 - -
21а 2-CIC6H4COOH бензол0 0.75 - -
21а АсОН мех.акт. 4 - -
21а 2-CIC6H4COOH мех.акт 4 82 33а, 80(98)
21а CF3COOH бензол' 0.75 41 33а, 40(98)
21с 2-CIC6H4COOH мех.акт 4 89 33с, 88(99)
21с CF3COOH бензолс 0.75 50 33с, 48(96)
21j 2-CIC6H4COOH мех.акт. 4 64 33j, 60(94)
21j CF3COOH бензол" 0.75 39 33j, 36(92)
J VJWDIUI ^"-ЛГЦПГГ I tn\fJXOTl\J^ wvinviЫ^ПЛЪ 1У . Л Л .X . uyu 1 unnyjr ШЩЙА lUlViWiU Til.
1.1 : 4; * -Выход приведен на исходную(превращенную) кислоту;ь -Реакция без мех. акт., 20°С;с - Реакция в бензоле при 80°С.
При механической активации в 1.5-2 раза возрастает конверсия кислот 21a,cJ и выход продуктов 34а,cj по сравнению с реакциями, проводимыми в стандартных условиях в бензоле, в которых конверсия кислот не превышает 50%. Без участия протонирующей кислоты реакция не идет. Применепие уксусной кислоты для протонирования пиразина 19 также не дало результатов и лишь с 2-хлорбензойной кислотой были получены целевые продукты 33a,cj (табл 9).
Во всех рассмотренных выше реакциях карбоновых кислот с гетероароматическими соединениями, протекающих под действием РЬ(ОАс)4 в отсутствие растворителя, -95-96% образующихся С-радшсалов присоединяются к протонированному N-ядру, что обеспечивает высокую селективность реакции и высокий выход продуктов алкилирования в расчете на вступившую в реакцию кислоту.
Выводы
1. Впервые проведено исследование реакций РЬ(ОАс)4 и систем РЬ(ОАс)4 - MHal с органическими соединениями различных классов (нафталином, алифатическими и циклическими спиртами, моно- и дикарбоновыми кислотами) в отсутствие растворителя.
2. Установлено, что в условиях твердофазной реакции при механической активации нафталин взаимодействует с системой РЬ(ОАс)4 - МС1(Вг) с образованием двух продуктов -1-моногалоген и 1,4-дигалогеннафталина с преобладанием первого.
3. При окислении алкан-1-олов системой Pb(OAc)4 - MHal обнаружено принципиально важное различие - при переходе от реакции в растворе к реакции в отсутствие растворителя получаются разные продукты: 8-хлоралканолы и сложные эфиры соответственно. Этот результат является следствием различия механизма окисления алкан-1-олов в растворе и в отсутствие растворителя.
4. Осуществлено окисление третичных циклоалканолов с размером цикла С4 - Сб системой РЬ(ОАс)4 - MHal в отсутствие растворителя. Использование механической активации позволило повысить конверсию исходных спиртов и выход образующихся со - галоген-алканонов по сравнению с реакциями в растворе.
5. Предложена новая система для декарбоксилирования моно- и дикарбоновых кислот: Pb(OAc)4 - NH4CI. Хлордекарбоксилирование монокарбоновых кислот этой системой в отсутствие растворителя является удобным методом синтеза галогенуглеводородов. Их выход и конверсия исходных кислот выше, чем в аналогичных реакциях в растворителе.
6. Осуществлено твердофазное хлордекарбоксилирование алкандикарбоновых кислот состава С5 - Cg системой Pb(OAc)4 - NH4CI. Как и в случае ашсан-1-олов реакции одних и тех же кислот в отсутствие растворителя, в твердой фазе и в растворителе различаются хемоселективностью: без применения растворителя из глутаровой и адипиновой кислот
получаются соответственно -1,3-дихлорпропан и 1,4-дихлорбутан, в растворителе - у-бу-тиролактои и 8-валеролактон. 7. Реализовано образование новой С-С связи в реакции оксоалкилирования и алкили-рования протонированных N-гетероароматических соединений системой третичный циклоалканол (или карбоновая кислота) - РЬ(ОАс)4 в отсутствие растворителя и в растворителе. Реакции в отсутствие растворителя характеризуются более высокими показателями селективности, конверсии реагентов и выхода продуктов по сравнению с реакциями, в которых был использован растворитель.
Основное содержание диссертации изложено в работах:
1. Г. И Никишин, Л.Л.Сокова, H И Капустина Алкилирование протонированных гетеро-ароматических соединений оксоалкильными радикалами. //Докл.АН., 1992,3,326,460.
2. Н.И.Капустина, Л.Л.Сокова, А.В Игнатенко, Г И Никишин. Гемолитическое океоалкили-рование протонированных N-гетероароматических соединений. //Изв.АН., Сер.хим., 1993, 1923.
3. Г.И.Никишин, ЛЛСокова, ВДМахаев, Л А Петрова, А. В. Игнатенко, НИ.Кетустина. Твердофазная реакция системы тетраацетат свинца-галогенид металла с нафталином в условиях механической активации. //Изв. АН., Сер.хим., 1998,7,1391.
4.Н.И.Капустина, Л.Л.Сокова, ВДМахаев, Л.А.Петрова, Г.И.Никшиин. Окисление 1-алкил-цикпоалканолов соединениями PbIVH Мпш в условиях механической активации. //Изв.АН.,Сер.хим., 1999,2104.
5. ЕИ.Капустина, Л.ЛСокова, ВДМахаев, А.П.Борисов, Г.И.Никишин. Окисление алифатических спиртов системой тетраацетат свинца-галогенид металла в условиях механической активации. //Изв. АН., Сер.хим., 2000,1870.
6. Г.И.Никишин, Л.Л.Сокова, Н.ИКапустина. Твердофазная реакция тетраацетата свинца с третичными циклоалканолами и пиридином. //Изв.АН., Сер.хим., 2001,1068.
7. Г.И.Никишин, Л,Л.Сокова, В.Д.Махаев, Л.А.Петрова, .И.Капустина. Оксоалкилирование пиразина 1-метилцгослоалканолами в условиях механической активации. //ХГС., 2002,558. %Г. И. Никишин, Л.ЛСокова, Н.И Капустина. Твердофазное оксоалкилирование пиридинов и хинолинов 1-метилциклоалканолами под действием тетраацетата свинца. //Изв.АН., Сер.хим., 2002,1666.
9. Mkishin G.I., Sokova L.L., Makhaev V.D., Kapustina N.I. Solid-phase reactions of alkane-dicarboxylic acids with the Pb(OAc)4-NR|Cl system.//Mendeleev Commun., 2003,264.
10. Г.ИНикишин, ЛЛСокова, А О.Чижов, ВДМахаев, H. И.Капустина. Твердофазноехлор-декарбоксилирлование моно- и дикарбоновых кислот под действием системы РЬ(ОАс)4-NH4CI. //ИзвЛН.,Сер.хим., 2004,2105.
11. Г.И.Никишт, ЛЛСокова, ВДМахаев, Н И Капустина. Алкилирование N-гетероарома-тических с оединений системой RCOOH - РЬ(ОАс)4 в отсутствие растворителя. //Изв. АН., Сер.хим., 2005,973.
\2.Н.И.Капустина, Л.Л.Сокова, Г И.Никишин. Гемолитическое оксоалкилирование пиридиновых оснований. //V Всесоюзная конференция по химии азотсодержащих гетероциклических соединений. Тезисы докладов, Черноголовка, 1991,127. 1Ъ.Н.И.Капустина, Л.Л.Сокова, Г И Никишин, В.Д.Махаев Механическая активация твердофазной реакции нафталина с системой тетраацетат свинца-галогенид металла. //VIII Международная школа-конференция «Вибротехнология 1998».Сборник трудов, вып.8, ч.1, Одесса, изд-во НПО «Вотум», 1998,104.
14. Я Я Капустина, Л.Л.Сокова, Г И.Никишин, ВДМахаев, Л.А.Петрова. Механическая активация реакции окисления 1-алкилциклоалканолов соединениями Pb(IV) и Mn(III). //IX Международная школа-конференция «Вибротехнология 1999».Сборник трудов, вып.9, Одессадад-во НПО «Вотум», 1999, 150.
15. Н.И.Капустина, Л.Л.Сокова, Г.И.Никишин, ВД.Махаев, А.П.Борисов. Механическая активация реакции окисления алифатических спиртов тетраацетатом свинца. //X Юбилейная Международная школа-конференция «Вибротехнология 2000».Сборник трудов, вып. 10, Одесса, изд-во НПО «Вотум», 2000,24.
16. N.I. Kapusiina, L.LSokava, A.P.Borisov, LAPetrova, GINikishin. Solid-phase reactions of lead tetraacetate with organic compounds under mechanochemical activation. //Materials of 3rd International Conference on Mechanochemistry and Mechanical Alloying, Prague, 2000,79.
17.Н.И.Капустина, Л.Л.Сокова, В.Д.Махаев, Г.И.Никишин. Твердофазная реакция оксо-алкилирования N-гетероароматических соединений. /Я Международная конференция «Химия и биологическая активность азотистых гетероциклов и алкалоидов», Тезисы докладов, Москва, 2001, т.2,131.
18. Н.И.Капустина, Л.Л.Сокова, Г И Никишин, В.Д.Махаев, Л А.Петрова, А.П.Борисов Механическая активация твердофазного оксоалкилирования шестичленных N-гетероарома-тических соединений 1-метилциклоалканолами под действием тетраацетата свинца. //XII Международная школа-конференция «Вибротехнология 2002» .Сборник трудов, вып. 12, Одесса,изд-во НПО «Вотум», 157.
19. Н.И.Капустша, ЛЛ.Сокова, В.Д.Махаев, Л.А.Петрова, Г.И.Никишин. Твердофазные реакции тетраацетата свинца с циклическими спиртами и карбоновыми кислотами. //XVII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Тезисы докладов, Казань, 2003, т 1, 388.
Принято к исполнению 21/10/2005 Исполнено 24/10/2005
Заказ № 1166 Тираж: 100 экз.
ООО «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 Москва, Варшавское ш., 36 (095) 975-78-56 (095) 747-64-70 www.autoreferat.ra
1820 9 5t
РНБ Русский фонд
2006-4 17972
Введение
Глава 1. Реакции твердых органических соединений в отсутствие растворителя (литературный обзор)
1.1 Реакции с участием двух и более твердых веществ
1.1.1 Реакции окисления
1.1.2 Реакции восстановления
1.1.3 Реакции замещения
1.1.4 Реакции конденсации
1.1.5 Реакции присоединения
1.1.6 Реакции сочетания
1.1.7 Реакции перегруппировки
1.1.8 Каскадные реакции
1.2 Реакции с участием одного кристаллического соединения
1.2.1 Реакции димеризации и циклоприсоединения
1.2.2 Внутримолекулярные перегруппировки
1.2.3 Реакции элиминирования
1.3 Фотореакции
Одна из основных задач химии заключается в разработке синтеза новых соединений, а также в разработке более эффективных методов получения известных соединений, обладающих полезными свойствами. Современные химические технологии предъявляют к органической химии повышенные требования: экологичность, низкие энергетические затраты и простота процедуры проведения химических реакций. Эти качества в определенной мере присущи реакциям, проводимым в отсутствие растворителя и в твердой фазе. В настоящее время твердофазные процессы находят применение в промышленности и в лабораторной практике. Это одна из интенсивно развивающихся областей химии, часть этих процессов приходится на долю синтеза органических соединений.
Для стимулирования твердофазных процессов часто используются термические, механохимические, микроволновые, ультразвуковые и другие способы воздействия на смеси реагентов в различном агрегатном состоянии. Одним из эффективных методов физического стимулирования химических реакций является метод механической активации, заключающийся в механическом воздействии на смеси реагентов, по крайней мере один из которых находится в твердом состоянии.
Реакции, проводимые в отсутствие растворителя, во многих случаях могут иметь ряд преимуществ перед жидкофазными. В гетерогенных условиях эффективность процесса возрастает за счет увеличения концентрации реагирующих веществ. Нередко реакции в отсутствие растворителя имеют более высокую конверсию исходных реагентов и более высокий выход продуктов по сравнению с аналогичными процессами в растворителе.
За счет высокой пространственной организации молекул и в связи с ограничением молекулярного движения твердофазные реакции могут проходить с высокой стереоселективностью.
С помощью этой методологии осуществлены реакции различных типов, в том числе и реакции окисления.
Однако, несмотря на то, что тетраацетат свинца (TAC) широко представлен в органической химии как окислитель,в литературе нет упоминания об его использовании в твердофазных реакциях и в реакциях в отсутствие растворителя.
Основная цель диссертационной работы состояла в исследовании реакций в отсутствие растворителя тетраацетата свинца и систем Pb(OAc)4 - MHal (М = Li, Na, К, Ва, Са, NH4; Hal = С1, Вг) с алифатическими и алициклическими спиртами, моно- и дикарбоновыми кислотами без применения и с применением механической активации; исследовании реакций алкилирования и оксоалкилирования N-гетероароматических соединений алкильными и оксоалкильными радикалами, генерированными из карбоновых кислот и алициклических спиртов. При этом мы полагали, что такой подход откроет новые, еще неизвестные возможности РЬ(ОАс)4 как окислителя и таким образом создаст дополнительные предпосылки для его более активного применения в органической химии.
С целью выяснения возможности использования TAC в твердофазных окислительных процессах на начальном этапе работы была изучена реакция нафталинах системой Pb(OAc)4 - MHal, в которой все исходные реагенты -кристаллические вещества.
Диссертация состоит из литературного обзора, посвященного органическим реакциям твердых веществ в отсутствие растворителя, обсуждения полученных результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемых литературных источников.
124 Выводы
1. Впервые проведено исследование реакций РЬ(0 Ас)4 и систем РЬ(ОАс)4 -MHal с органическими соединениями различных классов (нафталином, алифатическими и циклическими спиртами, моно- и дикарбоновыми кислотами) в отсутствие растворителя.
2. Установлено, что в условиях твердофазной реакции при механической активации нафталин взаимодействует с системой РЬ(ОАс)4 - МС1(Вг) с образованием двух продуктов - 1-моногалоген- и 1,4-дигалогеннафталина с преобладанием первого.
3. При окислении алкан-1-олов системой Pb(OAc)4 - MHal обнаружено принципиально важное различие - при переходе от реакции в растворе к реакции в отсутствие растворителя получаются разные продукты: 5-хлор-алканолы и сложные эфиры соответственно. Этот результат является следствием различия механизма окисления алкан-1-олов в растворе и в отсутствие растворителя.
4. Осуществлено окисление третичных циклоалканолов с размером цикла С4 - Сб системой Pb(OAc)4 - MHal в отсутствие растворителя. Использование механической активации позволило повысить конверсию исходных спиртов и выход образующихся ш-галогеналканонов по сравнению с реакциями в растворе.
5. Предложена новая система для декарбоксилирования моно- и дикарбоновых кислот: Pb(OAc)4 - NH4CI. Хлордекарбоксилирование монокарбоновых кислот этой системой в отсутствие растворителя является удобным методом синтеза галогенуглеводородов. Их выход и конверсия исходных кислот выше, чем в аналогичных реакциях в растворителе.
6. Осуществлено твердофазное хлордекарбоксилирование алкандикарбо-новых кислот состава С5- Cg системой РЬ(ОАс)4 - NH4C1. Как и в случае алкан-1-олов реакции одних и тех же кислот в отсутствие растворителя, в твердой фазе и в растворителе различаются хемоселективностью: без применения растворителя из глутаровой и адипиновой кислот получаются соответственно- 1,3-дихлорпропан и 1,4-дихлорбутан, в растворителе-у-бутиролактон и 5-валеролактон.
7. Реализовано образование новой С-С связи в реакции оксоалкилирования и алкилирования протонированных Ы-гетероароматических соединений системой третичный циклоалканол (или карбоновая кислота) - РЬ(ОАс)4в отсутствие растворителя и в растворителе. Реакции в отсутствие растворителя характеризуются более высокими показателями селективности, конверсии реагентов и выхода продуктов по сравнению с реакциями, в которых был использован растворитель.
Заключение
Как видно из приведенных литературных данных, реакции твердых органических веществ в отсутствие растворителя могут протекать как между несколькими веществами, так и в одном кристаллическом соединении. В настоящее время они достаточно широко изучаются в органической химии. В литературе представлено большое количество различных типов реакций с участием двух или более твердых веществ в отсутствие растворителя - это реакции окисления, восстановления, конденсации, замещения, сочетания и т.д. Обычно время их протекания превышает время протекания аналогичных реакций в растворе. Для их ускорения используют: нагревание, микроволновое облучение, фотооблучение, механическая активация.
Круг реакций, протекающих в одном кристаллическом веществе, более ограничен — это в основном перегруппировки, сочетания ([2+2] и [2+4] присоединение) и элиминирование. Чаще всего эти реакции активируются нагреванием или фотооблучением.
В связи с тем, что подвижность реагирующих молекул в твердой фазе ограничена, а кристаллические образования имеют более регулярную организацию в пространстве, твердофазные реакции как правило отличаются высокой селективностью.
Для проведения энантиоселективного синтеза часто используют реакции в комплексах включения, что позволяет получать в качестве продуктов оптически активные вещества с высокой степенью чистоты. Во многих случаях выход продуктов твердофазных реакций оказывается выше выхода продуктов аналогичных реакций в растворе.
Л 47
Глава 2. Реакции тетраацетата свинца с нафталином, спиртами и карбоновыми кислотами в отсутствие растворителя
Обсуждение результатов) ч
Анализ литературных источников свидетельствует о том, что к началу настоящего исследования имелась достаточно обширная информация о химических реакциях в отсутствие растворителя, в том числе и чисто твердофазных реакциях. С применением такой методологии были осуществлены реакции различных типов, в которых в качестве исходных реагентов использовались самые разнообразные органические соединения. Но несмотря на обилие данных, в литературе отсутствует упоминание о твердофазных реакциях, а также реакциях в отсутствие растворителя тетраацетата свинца (TAC), одного из самых широко используемых окислителей в органической химии.
Цель настоящей работы заключалась в исследовании реакций в отсутствие растворителя окисления органических веществ под действием РЬ(ОАс)4 и систем Pb(OAc)4 - MHal. При этом мы полагали, что такой подход может открыть новые, еще неизвестные возможности TAC как окислителя и таким образом создаст дополнительные предпосылки для его более активного применения в химической трансформации молекул органических соединений.
Все известные окислительные процессы с участием РЬ(ОАс)4 и систем РЬ(ОАс)4 - MHal ранее проводили в жидкой фазе, растворителем наиболее часто служил бензол, реже уксусная и трифторуксусная кислоты. Во многих случаях реакции промотировали пиридином [105].
С целью выяснения возможности использования TAC для осуществления твердофазных окислительных процессов на начальном этапе диссертационной работы была изучена реакция, в которой все реагенты кристаллические; таковой является реакция нафталина с системой Pb(OAc)4 - MHal. Она интересна не только с методологической, но и с химической точки зрения, поскольку открывает новый класс органических соединений для окислительных превращений с участием РЬ(ОАс)4. Ранее нафталин в таких процессах не изучался. Полученный результат показывает возможности использования твердофазных реакций для получения функционально замещенных конденсированных ароматических углеводородов.
Однако главный акцент работы и главное ее содержание заключается в исследовании реакций РЬ(ОАс)4 и систем Pb(OAc)4 - MHal с алифатическими и алициклическими спиртами, с моно- и дикарбоновыми кислотами.
Предполагалось изучить возможность введения атомов галогена в молекулы спиртов и карбоновых кислот (образование новой связи С-На1); введения С-радикалов, генерированных окислением спиртов и кислот, в молекулы N-гетероароматических соединений (образование новой С-С связи).
Поскольку скорость реакций твердых веществ зависит от размера частиц и возрастает с их уменьшением, для ускорения твердофазных реакций применяют механическую активацию реакционных смесей, приводящую к измельчению твердых частиц. Для проведения таких процессов разработаны специальные устройства: шаровые, планетарные, вибрационные мельницы, дезинтеграторы и др. [106]. В результате измельчения получают смесь реагентов, в которой молекулы сближены на расстояние, достаточное для их химического взаимодействия.
В настоящей работе механическую активацию реакционных смесей проводили на вибрационных шаровых мельницах в закрытых стальных реакторах. Применение механической активации позволило нам в ряде случаев интенсифицировать изучаемые процессы.
В рамках поставленной задачи были исследованы:
•Галогенирование нафталина системой Pb(OAc)4 - MHal с применением механической активации.
•Окисление алифатических спиртов системой Pb(OAc)4 - MHal в отсутствие растворителя с применением механической активации.
•Окисление 1-алкилциклоалканолов соединениями PbIV и Мпш в отсутствие растворителя с применением механической активации.
•Оксоалкилирование N-гетероароматических соединений 1-метилцикло алканолами под действием РЬ(ОАс)4 в отсутствие растворителя без применения механической активации.
•Окислительное хлордекарбоксилирование моно- и дикарбоновых кислот системами Pb(OAc)4 - MHal и Pb(OAc)4 - NH4CI в отсутствие растворителя без применения и с применением механической активации.
•Алкилирование N-гетероароматических соединений карбоновыми кислотами под действием РЬ(ОАс)4 в отсутствие растворителя без применения и с применением механической активации.
2.1 Галогенирование нафталина системой РЬ(ОАс)д - МНа! с применением механической активации [107] Обычно хлорирование нафталина осуществляется газообразным хлором, в результате чего образуется смесь изомеров 1-хлор, 2-хлор, 1,4-дихлор и 1,5-дихлорнафталины [108,109].
В настоящей работе установлено, что при твердофазном взаимодействии нафталина (1) с системой РЬ(ОАс)4 - МНа1 получаются два продукта: 1-галоген- (2а,Ь) и 1,4-дигалогеннафталин (За,Ь).
Схема 2.1
РЬ(ОАс)4-МНа1
20°С; мех.активация X
1 2а,Ь За,Ь
М = 1л, N8, К, Са, Ва; а: Х = С1, Ь: Х= Вг;
Положение атома галогена в ароматическом ядре определено методами ЯМР-спектроскопии. Так, в спектре ЯМР монобромзамещенного нафталина наблюдается четыре дублета с химическими сдвигами (ХС) 8.24, 7.83, 7.80, 7.78 м.д., относящиеся к протонам в положениях 2, 4, 5, и 8, и три триплета с ХС 7.59,7.52 и 7.31 м.д., относящиеся к протонам в положениях 3, 6 и 7. Такой спектр однозначно соответствует 1-бромнафталину. В случае 2-бромнафталина сигнал протона в положении 1 был бы синглетом. Спектр ЯМР 13С полученного 1-бромнафталина согласуется с опубликованными ранее данными [110]. В протонном спектре 1,4-дибромнафталина наблюдается типичная ААВВ - система четырех протонов в положениях 5,6,7 и 8 с центрами зеркально симметричных мультиплетов при 5 8.24 и 5 7.63 м.д. и синглет с ХС, равным 7.62 м.д. В спектрах всех других возможных изомерных дибромнафталинов синглета с интенсивностью 2Н нет. В спектре ЯМР 13С 1.4-дибромнафталина, молекула которого обладает плоскостью симметрии, наблюдается пять сигналов : 132.9 (С(9) и С(10)), 130.0 (С(2) и
С(3)), 128.1 (С(5) и С(8)), 127.7 (С(6) и С(7», 122.5 (С(1) и С(4». В спектре
1Ч
С без развязки от протонов этого соединения сигнал атома углерода в положениях 2 и 3 представляет собой дублет с lJ= 169.0 Гц, сигнал С(5) и С(8) - дублет дублетов с lJ= 161.6 и 2J= 8.6 Гц, сигнал С(6) и С(7) - дублет триплетов с lJ = 161.2 и 2J = 4.5 Гц. Сигналы С(9), С(10) и С(1), С(2) не имеют прямых констант спин-спинового взаимодействия (КССВ) 1J.
1. Toda VJ/Acc.Chem. Res., 1995, 2H,4m-4S6.
2. Rothenberg G., Downie A.P., Rastone C.L., Scott J.L., //J. Am. Chem. Soc, 2001,123(36), 8701-8708.
3. Kaupp G., llTop.Curr.Chem., 2005,254,95-183.
4. Booth, S.jHermkens, P.H., Ottenheijm, H.S., Rees, D.C., I/Tetrahedron, 1998,54,15385-15443.
5. Wacker D.A., Kasireddy P., //Tetrahedron Lett., 2002,43(29), 5189-5191.
6. Karskela Т., Heinonen P., Virta P., Lonnberg H., //Eur. J.Org.Chem., 2003, 9, 1687-1691.
7. Bres J.C, Imbach J.L., Morvan F., //Nucleosides & Nucleic Acids, 2003, 22(5-8), 1243-1245.
8. Tanaka K., Toda F., //Chem. Rev., 2000,100,1025-1074.
9. UetzgQrLO.,//Angew.Chem.Int.Ed., 1998,37(21), 2975-2978.
10. Gavezzoti A., Simonetta M.,//C/zem.i?ev., 1982, 82(10), 1-13.
11. Singh, N.B., Singh, R. J., Singh, N.D., //Tetrahedron, 1994, 50(22), 6441- 6493.
12. Shmidt G.M.J., //PureAppl. Chem., 1971,27, 647.
13. Каргин B.A., Кабанов B.A., //Ж Всес. Хим. Общ. им. Менделеева, 1964,9,602.
14. Toda F., Yagi М., Kioshige К., //J.Chem.Soc, Chem.Commun., 1988,958.
15. ТапакаК., //Solvent-free organic synthesis., Wiley-VCH, Weinheim, 2003.
16. Renz M., Meuhier В., //Eur.J.Org.Chem., 1999,4,1Ъ1-150.
17. TodaF., Mori K., MatsuuraY., Akai H., //Chem.Soc.,Chem.Commun., 1990,1591.
18. Rao V.S.C, Sehar K.V.G., //Synth. Commun. ,2004,34(12), 2153-2157.
19. Toda F., Kiyoshige K., Yagi M., //Angew. Chem. Int. Ed Engl, 1989,28, 320.
20. Epple M., Ebbinghus S., Reller A., Gloistein,U., Cammenga K., //Thermochim. Acta, 1995, 268/370,443.; Epple M., Ebbinghus S., IIJ.ThermalAnal, 1998,52,165.
21. TodaF., Mori K., //J.Chem.Soc.,Chem.Commm., 1989,1245.
22. Toda F., Tanaka K., //Tetrahedron Lett, 1988,29, 551.
23. Nassimbeni L.R., Niven M.L., Tanaka K., Toda F., //J.Cryst.Spectrosc. Res., 1991,21,451.
24. Toda F., ShigemasaT., //Carbohydr. Res., 1989,192, 363.
25. Mehta G., bOian F.A.,Lakshmi K.A., //Tetrahedron Lett, 1992,33,7977.
26. Goud B.S., Desiraju G.R.,//J.Chem.Res. Synop., 1995,244-245.
27. Kojima S., Jpn. Kokai Tokkyo Koho , JP 2002020335 A223 Jan, 2002, 5pp. (Japanese) C07G037-62; ICS: C07C017-12;
28. Ponce M.A., Tarzi O.I., Erra-Balseles R., //J.of Heterocyclic Chemistry, 2003,40,3, 419-426.
29. Etter M.C.,Frankenbach G.M.,Bemstein J., //Tetrahedron Lett., 1989,30, 3617.
30. Душкин А.Б., Болдырев B.B., Наговицина E.B., Друганов А.Г., //Механохымический синтез. Доклады Всес. н-т Конференции. Владивосток, 1990,162-165.
31. Ерр1е М., Seifert R., //J.Solid State Chem., 1996,121, 129.
32. Kaupp G., Stepanenko V.A., Naimi-Jamal M.R., //Eur.J. Org. Chem., 2003, 9,4156.
33. Kaupp G., Boy J., Schmeyers J., //J.Prakt.Chem., 1998,340,346.
34. Kaupp G., Schemeyers J., Boy J., //J.Prakt.Chem., 2000,342,269.
35. Hagivara H., Ohtsubo S., Kato M., //Tetrahedron, 1997,53 (7), 2415.
36. TodaF., Takumi H., Akehi M., //J.Chem.Soc. Chem.Commun., 1990, 1270; Toda F., Okuda K., //J.Chem. Soc.Chem.Commun., 1991,1212.
37. TodaF., TanakaK., Hamai K., //J.Chem.Soc.Per/dn.Trans.I, 1990,3207- 3209.
38. Raston, C.L., Scott, J.L., //Green Chem.,2000,2, 49-52.
39. Wei I., Bakthavatchalam R., //Tetrahedron Lett., 1991,32,1535.
40. Khruscheva N.S., Loim N.M., Sokolov V.I., Makhaev V.D., //J.Chem. Soc.,Perkin.Trans.I, 1997,2425.
41. Gareth W.V., Raston C.L. Scott J.L., //J.Chem. Soc. Chem.Commun., 2001,2159-2169.
42. Wang Chun Li, Guishen Yingci, Zang Yingqun., //HebeiNongye Daxue Xuebao, 2002, 25 (4), 126-127, 133.
43. Lu Yun, Li Ying-Ying, Yang Ling, Bai Yin-Juan, Tian-Min, //Youji Huaxue, 2003,23 (9), 958-960.
44. Schmeyers J., Toda F., Boy J., Kaupp G., //J.Chem.Soc, Perkin.Trans.il, 1998,989.
45. Schmeyers J., Toda F., Boy J., Kaupp G., //J.Chem.Soc, PerIdn.Trans.il, 2001,132.
46. Gemgross O., Zuhlke E., //Ber, 1924, 57, 1482.
47. Bergmann M., Ensslin H., Zerras L., //Ber, 1925, 58,1034.
48. Stork G., Leong A.Y.W., Touzin A.M., //J.Org.Chem.,1976, 41,3493.
49. Donnel M.Y.O., Rusterhols D.B., //Synth Commun., 1989,19, 1157.
50. Хрущева H.C., Лойм H.M., Соколов А.И., //Изв. АН СССР. Сер. Хим., 1999,3, 583-585.
51. Szczesna В., Urbanczyk-Lipkowska Z., //Supramolecular Chem.,200\, 13(1), 247-251.
52. Tongshou J., Guoliang F., Mina Y., Tongshuang L., //Synthetic Commun., 2004,34(7), 1277-1283.
53. Хрущева H.C., JIoiiM H.M., Воронцов E.B., Соколов В.И., //Изв. АН СССР, Сер. Хим., 1994,12, 2250-2251.
54. Mogilaiah К., Srinival R.C., //Synth. Commun., 2003,33(18), 3131-3134.
55. Ganai В.А., Summon К., Razdan Т.К., Andotra C.S.,//5уи//г. Commun., 2004, 34(10), 1819-1823.
56. Satish В., Panneerselvam K., Zacharias D.,Desiraju G.R.,J. llJ.Chem.Soc:,Perkin.TransII, 1995,325.
57. Toda F., Tanaka K., Sato J., I I Tetrahedron, Asymmetry, 1993, 4, 1771.
58. Tanaka K., Shiraichi R., Toda F., llJ.Chem.Soc, Perkin.Trans.I, 1999, 3069.
59. ImJ., Kim J., Kim S., Hahn В., Toda V.JITetrahedron Lett., 1997,38(3), 451-452.
60. Toda F., Imai N., llJ.Chem Soc.,Perkin. Trans.I, 1994,2673.
61. Toda F., Kanemoto K., IIHeterocydes, 1997, 46, 185.
62. Akutsu F.jAoyagi K., Nishimura N., Kudoh M., Kasashima Y., Inoki M., Naruchi K., llJ.Chem.Soc,Perkin.Trans.il, 1996, 889.
63. Tanaka H.,Kishigami S.,Toda ¥.,IIJ.Org.Chem., 1990,55.2982.
64. Toda F., Tanaka K., Iwata S., IIJ.Org.Chem., 1989, 54. 3007.
65. Higashizima Т., Sakai N., Nozaki K., Takaya H., IITetrhedron Lett., 1994,35, 2023.
66. Toda F.,Tokumaru Y., llChem. Lett.,l990,9S7.
67. Toda F., Shigemasa Т., IIJ.Chem.Soc,Perkin.Trans.L, 1989,209.
68. Kaupp G., Haak M., Toda F., llJ.Phys.Chem., 1995, 8, 545.
69. Toda F., Tanaka K.,KagawaY.,SakainoY.,//C/jew.Le/r., 1990,373.
70. Kaupp G., Schmeyers J., Kuse A., Atfeh A., IIAngew.Chem.Int.Ed., 1999,38(19), 2896-2899.
71. Kaupp G., Amer F.A., Metwally M.A., Abdel-Latif E., IIJ.Heterocyclic Chem., 2003, 40, 963.
72. Kaupp G., Naimi-Jamal M.R., Schmeyers J., IIChem.Eur.J, 2002,8, 594.
73. Naruchi K.,Miura M.,IIJ.Chem.Soc,Pertkin.Trans.II, 1987,113.
74. Nader F., Wacker CD., ImgarTinger H., Huber-Patz U., Jahn, R., Rodewald H., IIAngew. Chem., Int.Ed. Engl, 1985,24, 852.
75. Kishan K.V., Desiraju G.R., llJ.Org.Chem., 1987, 52,4641. Desiraju G.R., Kishan K.V.R.,//J.^w.C/2em.5'oc., 1989,111,4838.
76. StowasserВ.,Hafher K., IIAngew.Chem.Int.Ed.Engl.,l9S6,25,466.
77. Шкловер В.Е.,Тимофеева T.B., ПУспехи хгшии, 1985, 54, 619.
78. Vyas K.,Manohar Н., Venkatesan K.JIJ.Phys. Chem., 1990,94,6069.
79. Venugopalan P., Venkatesan К., Klausen J., Novotony-Bregger E., 1.euman C, Eschenmoser A., Dunitz LD.J/Helv. Chim. Acta., 1991,74, 662.
80. Dessolin M., Golfier M., //J. Chem. Soc.,Chem.Commun., 1986, 38; Dessolin M., EisenStein O., Golfier M., Prange Т., Sautet P.,//./ Chem. Soc., Chem. Commun., 1992, 132.
81. Tosato M., Soccorsi L.,//J. Chem. Soc.,Perkin.TransII., 1982,1321.
82. Russel C.^. JIJ. Solid State Chem., 1987,69,43.
83. Sekiya R., Kiyo-Oka K., Imakubo Т., Kobayashi K., IIJ. Am. Chem. Soc, 2000,122 (42), 10282-10288.
84. Chandrasekhar S., Gopalaiah K., I I Tetrahedron Lett., 2001, 42(45), 8123-8125.
85. Tanaka K., Tomomori A., Scott J.L., IIEur. J. Org. Chem., 2003,2035- 2038.
86. Yokoe I.,Kagano H,, Yamashita K., Wakimura K., llJpn. Kokai Tokkyo Koho JP, 2001,114, 776. ( CI. C07 D 333/54), 24 Apr. 2001, Appi. 1999/295, 170, 18 Oct. 1999.
87. Zao Y-W.,Wang Y-L., Wang H.,Dun Z-¥.,YaoX-Z., llSynth. Commun., 2001,31(17), 2563-2567.
88. Lin C.T.,Siew P.Y.,Bym S.R., IIJ.Chem.Soc.,Perkin.Trans.II., 1978, 963.
89. Morsi S.E., Thomas J.M., Williams J.O., IIJ.Chem.Soc.,Perkin.Tram.II., 1975,1857.
90. Gougoutas J.Z., Johnson J., IIJ.Am.Chem.Soc, 1978,100, 5816; Gougoutas J.Z.,IIJ.Am.Chem.Soc., 1979,101, 5672.
91. Errede L.A.,Etter M.S., Williams R.G., Damauer S.M., llJ.Chem.Soc. Perkin.Trans.II, 1980,233.
92. Leiserowitz L., Schmidt G.M.J., llJ.Chem. Soc. A ,1969,2372.
93. Калверт Д., Пихте .\.JI Фотохимия, 1968, Мир, Москва, 671c.
94. Allen S.D.M., Almond M.J., Bruneel J-L., Gilbert A., Hollins P., Mascetti J., //Spectrochi. Acta, Part A., 2000, 56, 2423.
95. Samanta D.M., Atkinson (nee Allen)., Matthew J.A., Bowmaker G.A., Drew M.G.B., Feltham E.J., Hollins P., Jekins S.L., Wiltshire K.S., //J.Chem.Soc. Perkin.Trans.il, 2002, 9 , 1533-1537.
96. Kunio S., Hiroshi Т., Eriko N., //A.Rikokei, 2003,36(1), 49-60.
97. Vishumurthy K., Cheung E., John R., Scott C , //Organic. Lett., 2002, 4(7)1071-1074.
98. Kohmoto S., Nogushi Т., Masu H., Kishikawa K., Yamamoto M., Yamagushi K., //Organic. Lett., 2004,6(5), 683-685.
99. Yoshikatsu I., //Synthesis, 1998,1,1-32.
100. Toda F., Tanaka K., //J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,\9^6, 1429; Toda F., Tanaka K., Yagi M., //Tetrahedron, \9S7, 43, 1493.
101. ObataT., Tetsuro S., Shigeyoshi Y., Kenishi S., Masaru K., //Chem.Lett.. 1999,2, 181-182.
102. Obata Т., Shimo Т., Yasutake M., Shimyozu Т., Kawaminami M., Yoshida R., Somekav/a K.,//Tetrahedron, 2001,57(8), 1531-1541.
103. Koshima H., Ichimura H., MatsuuraT., //Chem. Lett., 1994, 847.
104. Yoshikatsu I., Tetsuga K., Masahiro H.., //Tetrahedron, 2003, 59(37), 7323-7329.
105. Organic Synthesis by Oxidation with Metal Compounds, Eds. Mijs W.J., De Longe, Comelis R.H.I., Plenum, New York, 1986, 741.
106. Аввакумов Е.Г., //Механические методы активации химических процессов. Наука СО, Новосибирск, 1986.
107. Никишин Г.И., Сокова Л.Л., Махаев В.Д., Петрова Л.А., Игнатенко А.В., Капустина Н.И., //Изв. АН СССР, Сер. хим., 1998, 7, 1391. Russ.Chem.BulL,l99S,41,1353 (Engl.Transl.)..
108. Rathjen Н. //Ullmanns Encyklopadie der technischen Chemie. 4-te Aufl. B.9 Weinheim : Verlag Chemie, 1975,499-524.
109. Промыгиленные хлорорганические продукты. Справочник / Под ред. Ошина Л.А., М : Химия, 1978, 656.
110. Breitmaier E. fnd Voelter W., I I Carbon-13 NMR Spectroscopy, FRG, Weinheim, 1987, 42,283. lll.MalhortaR.C. and KatochD.S.,///«c?/a«y. Chem., 1976, A14, 528.
111. Alcock N.W., Tracy V.M. and Waddington T.C., HJ. Chem. Soc. Dalton Trans., 1976, 2238.
112. Капустина Н.И., Сокова Л.Л., Махаев В.Д., Борисов А.П., Никишин Г.И., //Изв. АН., Сер. хим.. 2000,11, 1870. Russ.Chem.Bull., Int.Ed., 2000, 49, 1842 (Engl.Transl.)..
113. Mihailovic M.L., Cecovic Z., //Synthesis, 1970, 209.
114. Капустина Н.И., Лисицын A.B., Никишин Г.И., // Изв. АН СССР, Сер. хим., 1989,98. Bull, Acad. Set USSR, Div. Chem. Set, 1989,38, 86 (Engl.Transl.)..
115. Виноградов М.Г., Ковалев И.П., Никишин Г.И., //Успехи химии, 1986,55,1979. Russ. Chem. Rev., 1986, 55, (Engl. Transl.)..
116. Капустина Н.И., Спектор C.C, Никишин Г.И., //Изв. АН.СССР,Сер. хим., 1983,1541. Bull. Acad. Sci USSR, Div. Chem., 1983,32, 1394 .(Engl. Transl.)..
117. Капустина Н.И., Сокова Л.Л, Махаев В.Д., Петрова Л.А., Никишин Г.И., //Изв. АН, Сер. хим., 1999,11, 2104. Russ.Chem.Bull., 1999,48,2080 (Engl.Transl.)..
118. Капустина Н.И., Спектор С., Никишин Г.И., //Изв. АН СССР, Сер. хим., 1984, 2721. Bull. Acad Sci. USSR, Div. Chem., 1984,33, 2490. (Engl. Transl.).
119. Никишин Г.И., Капустина Н.И., Спектор C.C, Каплан Е.П., //Изв. АНСССР., Сер. хим., 1979,1548. Bull.Acad Sci. USSR., Div. Chem. Sci., 1979,28,1432 (Engl. Transl.)..
120. Спектор C.C, Капустина Н.И., Каплан Е.П., НикишинГ.И. //Изв. АН СССР, Сер. хим., 1979,1140. Bull. Acad Sci USSR, Div. Chem. Sci., 1979,28, 1066 (Engl Transl.)..
121. Никишин Г.И., Спектор C.C, Капустина Н.И. //Изв. АНСССР, Сер. X им., 1981, 1172 Bull. Acad. Scl, Div. Chem. ScL, 1981,30, 931 (Engl.Transl.)..
122. Капустина Н.И., Никишин Г.И., НИзв. АН, Сер. хим., 1992, 2760 BuU.Russ. Acad. Scl, Div. Chem. Scl, 1992, 41,2189 (Engl. Transl.)..
123. Никишин Г.И., Сокова Л.Л., Капустина Н.И., НИзв. АН, Сер. хим., 2001,6, 1068. Russ.Chem.Bull,Int.Ed., 2001, 50, 1118-1119 (Engl.Transl.)..
124. Никишин Г.И., Сокова Л.Л., Капустина Н.И. НИзв. АН, Сер. хим., 2002, 10,1666. Russ.Chem.BuUJnt.Ed. 2002, 51,1812-1816 (Engl.Transl.)..
125. Капустина Н.И., Сокова Л.Л., Игнатенко А.В., Никишин Г.И., НИзв. АН СССР, Сер. хим., 1993,11,1923.Russ.Chem.BulL, 1993,42, 1839 (Engl.Transl)..
126. Minisci F. and Citterio A., IIAdv. Free-radical Chem., 1980, 6, 65.
127. Minisci F., Vismara E. and Fontana F., IIJ. Org. Chem., 1989, 54, 5224.
128. Carrona Т., Citterio A., Grossi L., Minisci F. and Ogawa K., HTetrahedron, 1976,32,2741.
129. Clerici A. and Porta O., IIJ. Chem. Soc, Perkin Trans 2, 1980 ,1234.
130. Зеленчонок Ю.Б., Иванова А.П., Зорин. В. В., Злотский С., Рахманкулов Д.Л., НДокл. АН СССР, 1987,297, 372.
131. Minisci F., Vismara Е. and Fontana F., IIGazz. Chim. Ital., 1987,117, 363.
133. Minisci F., Vismara E. and Fontana F., HHeterocycles, 1989,28,489.
134. Эмели Д., Финей Д., Сатклиф Л. IIСпектроскопия ЯМР высокого разрешения. Мир, Москва, 1969,51,4411.
135. Никишин Г.И., Сокова Л.Л., Махаев В.Д., Петрова Л.А., Капустина Н.И. НХГС, 2002, 4, 559.
136. Никишин Г.И., Сокова Л.Л., Чижов А.О., Махаев В.Д,. Капустина Н.И., НИзе. АН., Сер. хим., 2004,10,2105. Russ.Chem.BulL. Int.Ed., 2004, 53, 2200-2204 (Engl.Transl.)..
137. Sheldon R,A. and Kochi J.K. in //Organic reaction, J. Wiley and Sons, Inc.New york - London - Sydney - Toronto, 1972,19,279.
138. Kochi J.K., //J.Am. Chem. Sac, 1965, 87, 2500.
139. Nikishin G.I., SokovaL.L., Makhaev V.D., KapustinaN. L, //Mendeleev Commun., 2003,264.
140. Barton D.H.R. and Serebryakov E.P., //Proc. Chem. Soc, 1962, 309.
141. Никишин Г.И., Старостин E.K., Головин Б.А. Кессених А.В,, ИгнатенкоА.В.,//Язе. ЛЯ, Сер. хим., 1971, lU2.Bull. Acad. Sci.USSR, Div.Chem. Set, 1971,20,1742. (Engl. Transl.)..
142. Никишин Г.И., Сокова Л.Л., Махаев B.B., Капустина Н.И., //Изв. АН, Сер. хим.,2005, 4, 973. Russ. Chem. Bull., Int.Ed., 2005, 54, (Engl. Transl...
143. Физер Л., Физер М. //Реагенты для органического синтеза. ИЛ, М., 1970, т 3, 208.
144. Kharasch M.S., Freidlander M.N., Orry W.H., //J.Org.Chem., 1961,16, 533.
145. Руководство no неорганическому синтезу, Мир, Москва, 1985, 5, 1693. Handbuch der Preparativen Anorganishen Chemie, Verlag, Stuttgart, 1981..
146. Breitmaier E. and Voelter W., //Carbon - 13NMR Spectroscopy, FRG, Weinheim, 1987,263.
147. Gartenmeister R., //Ann, 1986,233,275, 289.
148. Smith G.G.,BagleyF.D., //J.Org/Chem., 1959,24, 12S.
149. Bouveault L., Wahl A., //C.R. Acag.Sci., 1903,136, 1564.
150. Beilsteins //Handbuch der Organischen СЛетге,ВегИп, 1928, IE, 1, 365.
151. Whal A., //C R. Acad Scl, 1901,133,1218.
152. Leroux K.Y., //Bull. Soc. Chem. France, 1968,359.
153. Слободин Я.М., Шорох И.Н., //ЖОХ., 1951,73,212.
154. Brown H.C., Fletcher R.S., Johannesen R.B., //J.Amer.Chem.Soc, 1951, 73,212.
155. Signaigo F.F., Cramer P.L., IIJ. Amer. Chem. Soc. 1933, 55,3326.
156. Капустина Н.И., Никишин Г.И., // Изв. АН, Сер. хим., 1992, 2760. Bull. Russ. Acad. ScL, Div. Chem. Scl, 1992, 41, 2189. (Engl. Transl.).
157. Капустина Н.И., Спектор C.C, Никишин Г.И., // Изв. АН., Сер. хим., 1983, 1541. Bull. Acad.Sci. USSR. Div. Chem. Sci, 1983,32,1394 (Engl. Trans.).
158. Beilstein, IIHandbuch der Organischen Chemie, 1928, (a) 1, 154, (b) 1, 128, (c) 5,292, (d) 5, 354, (e) 2, 679, (f) 1,105, (g) 17,234, (i) 17, 235.
159. Нлкишин Г.И., Александров A.B., Игнатенко A.B., Старостин Е.К., ИИзв. АН. СССР,Сер. д:1Ш.Д984,2628. Bull.Acad Sci., USSR ,Div.Chem.Sci., 1984, 33,2407 (Engl. Transl.).
160. Титце Л., Аихер Т., // Препаративная органическая химия; Реакции и синтезы в практикуме орг. химии и научно-исслед. лаб., //Аванесян К.В., (пер с нем.) и др., Алексеев Ю.Е.(ред.), М, Мир, 1999,704.
