Регио-и стереоселективное замещение гидроксильной группы в спиртах на галоген тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА., ОРДЕНА. ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЩИИ И , ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЭЗАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ вмени М.В.ЛОМОНОСОВА

ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

ЯЖШСКАЯ Анна Иосифовна

УДК 547.22,547.32.

РЕПТО- И СТЕРЕОСЕЛЕКШВНОЕ ЗАМЕЩЕНИЕ ПЩШЯИЫКЙ ГРУППЫ В СПИРТАХ НА ГАЛОГЕН

02.00,03 ~ Органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва-1990

/ /у / А

/ / / .'-Г .

Работа выполнена на кафедре органической химии Химического факультета Московского государственного университета имени М. Ломоносова,

' Научный руководитель: доктор химических наук,

профессор Ю,Г, Бундель

Научный консультант: кандидат химических наук, доцент

Е.Д, Матвеева

Официальные оппоненты: доктор химических наук,

ведущий научннй сотрудник

С.А. Шевелев

доктор химических наук,

профессор

A.B. Анисимов

Ведущее учреждение: Московская сельскохозяйственная .

академия им. К .А. Тимирязева

Заидета состоится ЛЛ&Л. 1990 года в 7& час, на заседании специализированного Ученого Совета Д 053,05.58 по химическим наукам при Московском государственном университете имени М.Б. Ломоносова по.адресу: II9899 ГСП-3, Москва Б-Й34, Лешнские горы, МГУ, Химический факультет, аудитория

■ - G диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан "ffi A^LBUJt- 1990г.

Ученый секретарь специализированного Ученого Совета, кандидат химических наук

старший научный сотрудник *""" д.А. Шокова

Мз

ОБШ ХАРШЕШЛИХЛ РАБОТЫ . ■ ■^ ( -Дтуалькость проблею;. Алкилгалогенидн являются ключевыми -pe&Mkfam в органическом синтезе. Подавляющее большинство методов создания С-С связи основаны на реакциях нуклеойильного замещения в алкклгалогенцдах под действием стабилизированных карбанконов и металдоорганических соединений. Алкилгалогениды являются стандартными и обычными сштонами для получения целого ряда биологически активных органических соединений - феромонов, простагдандинов, душстых веществ, витаминов и т.д. Существует огромное число методов замещения гидроксилъной группы в спиртах на галоген, основанных на взаимодействии спиртов с галогенидами и оксигалогенидами фосфора, серы, селена, гало-геповодородами и т.п. Однако эти методы не отличаются высокой региоселекгивносгью, и для многих спиртов, особенно разветвленных или содержащих непредельные связи, процесс замещения сопровождается изомеризацией углеродного скелета.

Среди реагентов, обеспечивающих более или менее удовлетворительное perno- и стереоселективное замещение ОН группы на галоген, наиболее перспективны системы, включающие соединения трехвалентного фосфора и полигалогенметаны. Нашедшие в последние годы широкое применение комплексы триарил- или триалкил-фосфинов с тетрагалогенметанаш хотя и обеспечивают гораздо большую степень регисселективности по сравнению о классическими реагентами, однако и они не являются универсальными, и в целом ряде случаев замещение сопровождается перегруппировками. Кроме того, известные трудности составляет ввделение продуктов - алой- и алкеяилгалогенидов из реакционной смеси.

Таким образом, поиск универсальных реагентов, обеспечивающих регио- и стереоселек5ивное замещение ОН группы в спиртах, был и остается одной из наиболее актуальных задач органического синтеза.

Цель работы. Настоящая работа посвящена поиску новых ре-' агентов для регио- и стереоспецкфячного замещения гидроксилъной группы в спиртах.на хлор и бром с широким набором первичных, вторичных, разветвленных вторичных,' циклических и цикло-алкнлкарблшигьных, аллиловых, бензоловых и гомобензиловых

спиртов.

Научная новизна и практическая значимость. Предложены новые реагенты - комплексы трифешшфосйина с производными три хлор- и трибромуксусной кислот ( эфираш, амидами, трихлораце тонитрилом), - позволяющие осуществить региоспецифичное и сте р&осалективное, а в ряде случаев и стереоспецифичное, замещение ОН группы в спиртах на хлор и бром.

Реакции спиртов с предлагаемыми реагентами протекают в ■ мягких условиях и приводят к образованию хроматографически чистых алкилхлорвдов и алкилбромвдов.

Предлагаемый метод синтеза аякил-, аллил-, даклоалкил-, циклоалкшпсарбинил- и бензилгалогенццов очень высокой степени чистоты позволяет использовать эти реагенты в многостадийных процессах синтеза биологически активных соединений.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Апробация работы. Результаты работы долокены и обсузде-ны на У Московской конференции по органической химии и технологии (Москва, 1989 г.), Всесоюзной конференции молодых ученых "Современные проблемы органического синтеза" (Иркутск, 1988 г.), конференции молодых ученых Химического факультета Московского государственного университета (Москва, 1987 г.).

Структура работы. Диссертационная работа состоит из

введения, трех глав, выводов и библиографии, включающей __

наименований.

Содержание работы изложено на_страницах машнопис- ■

ного текста, работа включает _ рисунков и_таблиц. Б

первой главе содержится краткий обзор литературных данных ■ по .существующим методам замещения гидроксильноЗ группы в спиртах на галоген и обосновываете необходимость поиска новых, более эффективных реагентов о точки зрения регио- ц стереоселективности процесса замещения. Во второй главе обсуждаются полученные в работа данные по изучению взаимодействия комплексов трифенилфосфина с производными трихлор- и трибромуксусной кислот со спиртами. Третья глава содержит описание методик проведения эксперимента.

Контроль за ходом реакций,.а также зденгификащш полученных соединений, осуществляли с помощью'методов ЯМР 31Р, 13С и % ( на приборах ГТ-80А, Те0Га В8-467, Вгик вг- УЛЛ-250), ИК спектроскопии ( яа приборе Ц£-20), ШХ анализа ( на при- ' борах Уаг I ап-~6000, Уаг I аи-3700, СЬ.гот-5).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

I. Изучение возможности и условий использования офиров, нитрилов и амидов трюслор- и трибромуксусной кислот в присутствии трифенилфосфина для замещения спиртовой ОН группы на хлор и бром.

Трихяор- и трибромуксусная кислоты и их производные являются коммерчески доступными препаратами. Было показано, что использование этиловых эфиров трихлор- или трибромуксусной ■ кислот в присутствии грифенклфосфина позволяет осуществить замещение спиртового' пщюксила на галоген:

рЬдР - СС13С00Е , И= С21%, н-С9Н1д, С6Н4Ы02-п

РЬзР - свг3соос2%

рЦр - С013СЖ

РНдР - ССЗдСОНЯ'2, Н,' СНз

Подбор оптимальных условий проведения реакций осуществляли путем варьирования соотношения реагентов, растворителя, температуры. С этой целью в качестве моделей использовали первичные спирты нормального строения и ряд бензиловых спиртов (см.табл.1). Установлено, что оптимальным является следующее соотношение реагентов - спирт:трифенилфосфин:этиловый эфир" трихлор/трибромуксусной кислоты =1:1.5:1,5.

В качестве растворителей использовали петролейный эфир ( т.кип.70-100°), I,2-дометоксиэган, хлористый метилен, ацето-нитрил. Проведение реакции в петролейном эфире требует длительного кипячения реакционной смеси, взашяодействие'протека--ет в гетерогенных условиях вследствие низкой растворимости фосфорсодержащих компонентов. Ацетонитрил оказался наибблее универсальна растворителем для реакций изучаемого Р<да# которые протекают в ацетони'триле в чрезвычайно мягких условиях

Таблица I. Субстраты.

первичные ■ 1 третичные циклоалканолы циклоалкнлнар-бинолы аллиловые

Жз(СН2)7ОН ^(сн^ои

(С6Н5)3С0Н .. п=4~7,П ЦЬСН20Н о=сГ Н^ ^СНоОН

З^С^ОН О0Н.0Н с=0 Н"^ СНдОН

:-С1С6Н4СН20Н первичные и вторичные разветвленные ссг

\

вторичные 'н-с3к7)2снон (н-с4н9)2снон (н-^нп)2сюн РЯСН^ОИ рцснснрон (с^снсщснг^снз он (С%)2СНСНСН(С%)2 он : СБг-О"^3 он Ж? \ СЯСНд он

ЕкСНС0Н)СН3 рКсн(он)рЬ, :нз(сн2)59кснз он ^ССН2)7СНСНз ¿н >-Н 4 он А он

(-154-15°, 0.5-3 часа), в нейтральной среде,' а алкиягалогениды образуются с высокими выходами ( 75~9С$).

Кроме алкидгалогенвдов, при взаимодействии спиртов о этиловыми эфираш трихлор- или трибромуксусной кислот и трифеюм-фосфином наблюдалось образование трифенилфосфиноксида и этилового эфира дигалогенуксусной кислоты, в соответствии со следующей схемой реакции:

РК3Р + СНаГ3С0002Н5 -^.РКзР...На1...СНа12ОООС2Н5--

ШН г , + -А .

СННа12С00С2Н5 + \PLPQR ПШ ,, - Р^Р ^ _

% — ■■ ■ - ■■ - I ■■ I ■ — ■ -I •< J

(I)

РЦРО ШаГ (уравнение I)

Гак, при действии комплекса трифенилфосфина с этиловым эфиром трихяоруксусной кислоты на яонанол-1 ( выход 1-хлорнона-на 7С$ ) выход этилового эфира дахяоруксусяой кислоты составил 65$. В остальянх .случаях присутствие трвфеншгфосфиноксида и эфиров дагалогенуксусянх кислот в продуктах реакции быяо подтверждено данными ТСХ. Установлено, что другие, более вн~ сококипящие эфиры трихлоруксусной кислоты ( нониловый, п-нитрофениловый) являются реагенташ доя замещения ОН группы в спиртах на хлор и могут оказаться чрезвычайно удобными при получении низкокипящих алзшшюридов вследствие упрощения процедуры выделения последних из реакционной смеси.

• Обратившись к трихлорацегонитрилу в качестве источника галогена, обнаружили, что комплекс трифетвгфосфина о СС13СК с успехом может быть использован для замещения спиртовой ОН группы■ на хяор. Было показано, "что наилучшие выходы алкил-хлоридов достигаются при трехкратном избытке трифенилфосфи-на. Кроме того, если предварительно кипятить смесь СС1дСН и 1Я3Р, а затем прибавлять спирт, го собственно замещение протекает даже при. -25^-6° за 5-10 минут, выход алкилхлорвда при этом достигает 90$. •

Другим продуктом реакции оказалась Соль ( II.), которая била выделена с выходом 80-10С$ в соответствии оо следуодш

стехиометрическим уравнением реакция: 3 Pk3P + CGI3GN 4 2 S0H ifißPO + jjfcgFGH^CxJ И~+ 2

( II )

( уравнение 2 )

Состав соли'(II) подтвержден данными элементного анализа» в ^Р ЯМР спектре наблюдается сигнал при 21.74 м.д. относительно 85^-ной ligP04 ( SPK3P -5.51 м.д., SР^РО 27.08 м.Д.).

Кипячение смеси грифенилфосс[жна и тргалорацетонитрила ( 80°, 20-30 минут), видимо, приводит к образованию илвда (III) и дахлортрифенилйосфэрана (ГУ), принимающих непосредственное участие в реакции со спирта!,ш. При большом избытке

ЕЦР. .+ СС^СК-^-1КдР...С1...С012СК ЕкдР=С010Ы +

3 ( III )

+ гЦ?С12-- [FKgPCHGIGIi] CI~+- (I ) ( уравнение 3 )

( 1У ) +Ш ( У )

трифенилфосфина возможно дальнейшее взаимодействие его с солью (У) с промежуточным образованием илида (У!) п фосфораяа (ЗУ): '

( У ■) + ЙцР -^-lHoB=CHCI£ + ( 1У ) -I ) + ( II )

.(.п ) ■

• ( уравнение 4 )

Установлено, что в присутсгвш трифегаифосфина для замещения гидроксидьной группы на хлор могут быть использованы амиды трихлорухссусной кислоты. В результате слабо вцраясенног электроноакцеиторного" характера CONHg и COlSifeg групп, по сравнению с карбэтохсм и цианогруппама взаимодействие трифе-шмфосфкна с амидом^ трихлоруксусной кислоты протекает при-комнатной темаературе медленно, а с Х.К-дометаяашдом осуществляется только при кипячении реакционной смеси в ацето-нмтриле в течение 2-5 часов.

Взаимодействие трифеши1хзсфина к производных тригалогег уксусных кислот со спиртами включает образование оксифосфога

евых ингермедиатов (I), и алкиягалогенид является продуктом нуклеофильного замещения в ингермедаатах этого типа. В случав неопентигового спирта наблюдаюсь образование соли (УП) по данным % ЯМР спектроскопии ( растворитель СДдСЫ),

[РК3Р0СН2С(СН3}3'] СГ ( УН )

■ 2. Стереохимия замещении в оксифосфовдевнх интермедиа-тах.

С целью изучения стереохимии замещения в оксифосфониевых интермедиатах (1) исследовали взаимодействие оптически активного октанола-2 с комплексами трифенклфосфина с эфирами три-хлор- и трибромуксусной кислот или трихлорадетонитрилом.

До сих пор получение оптически активных алкилгалогени-дов высокой оптической чистоты было трудноразрешимой задачей, поскольку расщепление их осуществляется в несколько стадий. Возможность же прямого замещения ОН группы в оптически активных спиртах на галоген с использованием комплексов трифения-фосфина с производными тригалогенуксусных кислот является весьма удобным одностадийным способом получения оптически активных алкилгалогенидов. •

При взаимодействии (9)-(+)-октанола-2 ( оптическая чистота 97$ ) о комплексом Р^Р и СС13Ш в ацетояитриле образуется (Ю-(-)-2-хлороктан с оптической чистотой 88% ( выход 70$' ), т.е. реакция протекает с практически полнил обращением конфигурации. Аналогичный результат бьл получен и при проведении реакции в хлористом метилене, где степень инверсии достигает 82$.

Реакция комплекса РкдР с СС1дС00С2Е5 с (§)-(+)-октано-лом-2 ( оптическая чистота 27% ) в ацетонигриле и хлористом метилене приводит к (&)-(-)-2~хлорокгану с оптической чистотой 95 и 90% соответственно и о общи выходом 80$, (Ю-(-)-2-Бромоктан ( оптическая чистота 79-82$) получен при-действии комплекса тр^ейилфосфияа с этиловым эфиром триб^омуксус-ной Ю1СЛОТН в ацетонигриле на (9)-(+)-октанол-2 ( оптическая чистота 90$ У." . ' • • '

Взаимодействие комплекса рЬдР. с СЕГдСООС^Н- о эндо-нор-

ю

борнеолом протекает регио- и стереоспецифично. В качестве единственного продукта ввделен экзо-2-бромнорборнан, т.е. происходит полное обращение конфигурации, выход бромида в условиях реакции ( ацетонктрил, 75-80°, 8.5 часов) достигает 40$.'

Стереохими .зский результат замещения ОН группы на хлор или бром под действием комплексов трифенилфосфина с производными тригалогенухсусных кислот на зависит от полярности рас™ творигеля и заключается в обращении конфигурации у асимметрического атома углерода.

'3. Взаимодействие комплекса трыфенилфосфинас трихлор-ацетокитрилом со спиртами в присутствии "внешних" нуклеофи-лов.

Для изучения характера замещения в оксифосфониевых ик- . термедиатах и принципиальной возможности синтеза из спиртов гиоцианатов и других алкилгаяогенкдов быта исследованы реакции нонанола-1, деканола-2 и неоленгшговогб спирта в присутствии "внешних" кодид- и роданид-ионов - наиболее сильных нуклеофилов. Специальными опнтами бшю показано, что в условиях реакции не происходит, замещения хлора в образующихся, ал-юишюридах под действием "внешнего" нуклеофила. Доля продуктов реакции, обусловленных присутствием последнего, существен но зависит от соотношения реагентов, тешературы, но не преан шает доли алкшшюрида ( табл.2, 3). - ■

Таблица 2. Взаимодействие спиртов с рЦр и СС13СК в присутст вии тетрабутилашокийиодида.

Зубстрат Соотношение Р113?:СС13С5 Растворитель Выход,$ ВС1 # Соотношение КР1 :

нонанол-1 . 1:1 СЕ3СН -зо 83 0.8 100 : I

1:1 СКдСЫ -10 55 9.7 5.7 : I

1:1 сн3ск. 0 52 26 •2:1

2:1 СНдСН 0 76 6.3 12 : I

Л .-Г »л. 0 77 7.7 10 : I

деканол-2 1:1 С^Ш 0 30 : 17 1.8 : I

2:1 СНзСИ 0 53 3.4 6.3 : I

Образование алкаллодида или алкилтаоцианата может быть результатом обмена внешнесфернцх ионов в промежуточно образующим оксифосфониевнх солях (I), При соотношении реагентов,

[рк3Р0я]сГ + Кц."-— [рЬзРОК*] Ни! + С1~

[РЦРОК] Ли-^ РЦ3Р0 + ши.

близком к сгехиометрическому ( уравнение (2)), соотношение продуктов КС1 и ККи, изменяется в пользу алкилхлорида, т.е. процесс обмена в значительной степени подавляется. Увеличение доли трифенилфосфина понижает долю продукта с участием "внешнего" нуклёофила, возможно, за счет изменения механизма в пользу илидного ( уравнения (3), С4)). Аналогичный результат наблюдается'и при низких температурах (£-30°). Кроме того,, при переходе к ацетонигрилу от менее полярного хлористого метилена доля ЯЖи. практически не изменяется. Очевидно, окси-

Табтица 3. Взаимодействие спиртов с рЦр и ССХдСН в присутствия роданида аммония.

ВОН -:-—ЕСТ + ХБСЖ + . ШС&

А Б В

ЮН Соотношение РНдР:СС13СЫ Растворитель Время, часов Соотношение А : Б : В

нонанол-1 2,2-диметил-пропанол-3 1:1 2:1 1:1 1:1 2:1 СБдСН СЕ3СН СДдСН С%СЫ СДдСЫ 0 0 20 100 100 3 3 72 2.5 2.5 9.6:3.2:1 580:1.8:1 продуктов не обнаружено 20Иа'б/

а/ по-данным ПМР спектроскопии б/ образования изотиоцааната не набйвдалп

фосфониевий интермедиа^ представляет собой тесную ионнуг пару, где обмен противо-иона сильно затруднен, и нуклеофильное замещение ионом галогена протекает внутри тесной ионной пары. 4., Взаимодействие бромтрихлорметана со спирта!,51 в при-

сутствии трцфешгафосфина.

.При использовании бромтрихлормвтана в качестве источника галогенид-иона. уже в самой системе заложена возможность 'образования двух продуктов - алкилхлорвда и алкилбромнда:

[р^ГСВгСХ^сГ-*—Рк3Р + СБгС13 ( IX )

( УIII ) + Ш-^-^зРОК,"] Б г ~ -( II ) + кон —[рЦрок] сГ -

Вг

( УШ )

- ?К3РО + РЗР -РК.3РО + яс1

КВг близко к статисти-

В хлористом метилене соотношение 8р1 ческому - 3 : I ( табл.4 ).

Таблица 4. Взаимодействие спиртов с рЦр и СБ г С1д.

Г1(°С +$рн, т2,ис

ГЦ? + СЕ^Ис

■Ь-.мин

Ш

часов

£0Н Растворитель Т1 ч % Выход,# 801 КВТ Соотношение КЯ : КВг

ионанол-1 СН2С12 0 10 20 24 69 23 3:1 •

сн3сн 0 10 20 24 3.6 81 I : 6

СНдСН 5 -5 15 8.Б 89 I : 10

С%СЫ -20. 5 -10 44 2 97 I : 50

СНдСЫ. 20 2 ч. -10 20 0.8 53 -I : 76

цехсанол-2 СЙ2С12 0 5 0 48 60 34 1.8 : I

СН3СК -10 5 -10 48 8.6 63 1:7.

Увеличение полярности растворителя приводит к возрастанию доли алкилброшда в продуктах реакции, а повышение темпе ратурн способствует," очевидно, нарастанию обменных процессов (УШ) —— (IX) я,'соответственно, ." повьгяешш содержания ал килхяорвда, При проведении реакции в ацетонитрпле при -10° достигается практически количественный выход алкилбромида.

Ь. Замещение вторичной ОН группы в присутствии первич-н.ой. • Реакцггк многоатомных спиртов.

При действии комплексов трифешадфосфина с ССЗдСООСзИд или ССТдСН на эквимолярную сиэсь нононола-1 и декаиола-2 било показано, что замещение первичной ОН группы осуществляется легче, нежели вторичной, причем при прочих равных условиях ( растворитель, температура) комплекс Р^Р с СС^СХ оказывается более селективным. Так, в случав комплекса трифенилфос-фина с этиловым эфиром трихлоруксусной кислоты оотношение продуктов реакции не зависит от температуры к составляет 4:1. При использовании комплекса гЬ^Р -"СИ^Си с погашением те*«-пературы от 20° до -50+ -15° соотношение 1-хлорнонана и 2-хлордекана изменяется в пользу парюго и составляет 2:1 и 9:1 соответственно.

/УНЛ^он .+ АЛ¥{ -— /И/Н-са + А/Щ

он и

Взаимодействие трехатомного спирта - гексантриола-1,2,6 с комплексами рЦр с СС1дСН или ССЗдСОНМе^ приводит к 1,6-дихлоргексаноду-2 в качестве единственного продукта реакции с выходом 30$.

■ ■ Самостоятельной задачей является получение галомдгцдри-нов, нормального. строения в том числе, тагасе служащих сзшто-нами в синтеза феромонов. Применение классических реагентов приводит к многокомпонентным смесям продуктов. Варьирование соотношения трифенилфосфина и этилового эфира трихлоруксусной кислоты позволяет получать двухкомпонентные смеси, сос~ ' тоящие из дихлорида и хлоргвдрина, причем последний является основным продуктом и образуется с выходом 30-50/» при выходе дихлорида 5-15/?.

6. Замещение ОН группы в цшслоалканолэх.

Изучено взаимодействие комплекса трифешыфосфина с этиловым эфиром трихлоруксусной кислоты с серией циклоалнанолов,. Циклопентанол и цкглогептанол реагируют с комплексом с образованием соответствующих хлоршшгаалканов с выходом 73 и 717' соответственно. Исключением оказались циклогексакол и£-дека-лол, содержащие ОН группу в подвижном шестичленном цикле. Последний легко пркнамаег хоифоршщи, где атом водороде и ухо-

м ' 14

дящвя группа ( 0-РРПд) находятся в антиперишганарном положении, способствующем анти-Е2-элтшнированию. Б то же время для 8-12-членных циклов наряду с акти- возможно протекание и син-Е2-эл7тинирования, что и приводит к образованию смеси цис- и трано-олефинов ( табл.5).

Таб. зца о. Взаимодействие циклоалканолов с комплексом: трифе-нилфоофина и этилового эфира трихлоруксусной кислоты.

Субстрат хлорвд,$ олефия,^ примечания

циклопентанол 73 .

циклогексанод 5 . 60 циклогексен идентифицировали в виде I,2-дибром-цаклогексана

(-)-ментол 45 ■ 31 структура олефина соответствовала' ментену-3'

-декалол 7 70 структура олефина соот-

ветствовала 2,3-дегидро-декалину

циклогептанол 71 - -

циклооктанол 45 по данным ГдХ наблвдалось образование цис- и транс-циклооктенов в соотношении, близком к 1:1

цгашододеканол 33 48 по данным ГНХ соотношение цис- и транс-циклододеце-нов близко'к 1:1

В конденсированных системах типа гидрокситетраищро-нафталинов и в случае (-)-г,*енгола, где принятие антшеригош-нарной конформадии затруднено, доминирующим продуктом реакции оказывается соответствующий хлорид.

С1

+ олефины . • А2%

ОН

О

65£. 10/"? '

7. Взаимодействие пространственно затрудненных первичных и вторичных спиртов с комплексами трифенллфосфина и производных трихлоруксусной кислоты.

Регио- и стересспецифичность процесса замещения ОН группы на галоген зависит в том числе и от возможности развития карбкатиониого центра, т.е. степени разделения зарядов в переходном состоянии.-Если разделение зарядов существенно, в дальнейшем возможно протекание а) ЕЬ-элишнирования, б) образования продукта непосредственного замещения, в) изомеризации. В качестве теста здесь использовали гомобензшговые спир-

^СНСНсОН ■

ЯСНз-

.а!

^ С=СК,

Л-

+х

. ^СНС^Х

к"

Яшу* —газн (х)

ты - 2-фетшзтанол и Ъ ,2-дифенилэтанол,- в результате их взаимодействия с комплексами РЬ-3Р с СС13С00С2Н5 или СС13СЫ получены только продукты непосредственного замещения. Вгесоды хроматографически чистых 1-хлор-2-фенилэтана и 1-хлор-2,2-дифенилэтана составили 62-63$ и 77-8С$ соответственно. Очевидно, при распаде оксифосфсниевого'тштерыедиата (I) разрыв связи С-0 и образование связи-С-С1 представляют собой строго синхронные процессы, где не происходит сколько-нибудь существенного разделения зарядов, что обеспечивает отсутствие перегруппировок и элиминирования.

Своеобразным репером селективности процесса замещения ОН группы на галоген слупит неопенттовнй спирт. Ввиду высокой стёрической затрудненности субстрата реакция его с кош-

лексами тркфенилфосфина и производных трихлоруксусней кислоты протекает в более жестких условиях ( 90-100°, 2.5 часа ). Но и в этих условиях процесс полностью региоспецифкчен и приводит лишь к одному продукту - неопентилхлориду - с выходом

До сих пор нет ни одного реагента, который позволял бы получать алкилгалогеннды из спиртов, содержащих в об-положении к замещаемой вторичной гидроксильной группе третичный атом углерода, без процесса изомеризации. С комплексами трифегаиг-фосфииа удалось нейти оптимальные условия взаимодействия 2-метгогоитанола-З и 2,4-диметилпентанола-З ( диизопрогошкарби-нсша) ( табл.6). Основным продуктом реакции и в том, и в другом случае, как и следовало оицать, Скли алкены - 2~метшюк~ эн-2 и 2,4-Д1шетклпентен-2 - с выходами от 25 до 6О/о. Быход продукта регкоспецифичного замещения ОН группы колеблется от 20 до 30$. Важнейшей особенностью этого превращения является практически полное отсутствие третичного алкилхлорида,. доля.

Таблица 6. Взаимодействие 2чиетклоктанола~3 и 2,4-дашегшшен-танола-3 с комплексами Р^дР-ССЗдСООСзНд (А) и Р{13Р-СС13СЖ (Б).

Н3С)СНСН(0Н)Я—%С)СНСН(С1)Е + (СНд^СР^В. + адьсж %С НЭС Я СНо

Б Г Д

Е. . Комплекс Раство- Т°С (Б+Г):Д В:Г. Выход

ритель час (Ш-Г)

(СНр)^СТ^ А С^СН 20 2 0.6:1 125:1 25

Л4 х> СЛдСН 20 I 1.8:1 760:1 19

Б С}12С12 20 2 2.1:1 2000:3 26

Б -30 2 1.9:1 3000:1 32

СНССНз)2 А -10 24 1.6:1 11:1 25

л о-дихлор-

............ бензол -5 24 1.8:1 70:1 32 •

17 ' ^ ,

которого б лучшем случае составляет менее 0.1%."

Практически не существует реагентов для превращения цик» лопропилкарбинсшов в циклопрошикарбинилгалогениды, позволяющих избежать гомоаллипьной изомеризации, характерной для систем подобного рода. Взаимодействие :ко комплекса рЦр и этилового эфира трихлоруксусной кислоты с 1-изшюпропилэтанолсм протекает региоспеиифично, в результате реакции получен единственный продукт - 1-хлор-1-1ДОслопропилэтан о высоким выходом (7058).

[У

-СНСНд

—— у—снсБд С1

При взаимодействии комплексов рЦ? с ССТдСЫ или СС13СООС2Н5 с дащгаиюпропшшарбинолом при -30+ 0° лроисходат раскрытие одного из циклопропаговцх колец. Однако, в отличие от известных реагентов, реакция протекает стереоспецифично, в результате ее получен 4-хлор-1-циклопропилбутен~1 с трансконфигурацией двойной связи ( быход 35/1).

НН

ОН • ч \\ н

. Проблема стерео- и региоопецифичности - важнейший вопрос в синтезе аллилгалогешдов, наиболее.часто оказывающихся сип-тонами в синтезе природных биологически активных соединений -феромонов. Хорошо известно, что замещение ОН группы в спиртах аллильного типа сопровождается аллильной перегруппировкой. При действии комплексов трифенилфосфша с эфирами трихлоруксусной кислоты ( этиловый и п-нитрсфеницовш'О на аллиловш спирты аллвдьная перегруппировка отсутствует и, кроме того, сохраняемся конфигуравдя~'Д&ойной связи. Так, в результата реакции транс-кротиловсго и транс-коричного спиртов получены транс-1-хлорбутен-2 и трано-3-хлор-1-фе!;алпропон-1 соответственно о выходаш 72 и 73$.

"II

Н"" ^С1г20Н Н'" ^С'-^С!

Тк

11

Н

СБ^С!

ВЫВОДЫ

1. Предложены новые реагенты - комплексы трифенияфосфина с эфирами, амидами, нитрилом трихлоруксусной кислоты и эфирами трибромуксусной кислоты доя замещения ОН группы в спиртах на хлор и бром. Найдены оптимальные условия получения алкилгало-генвдов с высокими выходами. -

2. Доказана региоспецифичность действия комплексов трифенил-фосфина с эфирами, амидами, нитрилом трихлоруксусной кислоты и эфирами триброглуксусной кислоты на разветвленные алифатические первичные и вторичные спирты.

3. Изучено взаимодействие комплекса трифенилфосфша с трихлор-адетонитрилом с первичными и вторичными спиртами в присутствии "внешних" иодид- и роданид-ионов. Показано,.что в определенных условиях основным или лее единственным продуктом реакции является алкилхлорвд, что свидетельствует о существенно внутримолекулярном характере замещения.

4. Изучены реакции предложенных комплексов о циклоалканолами. Показано, что направление реакции зависит от размера и кон-форшции цикла; для спиртов, содержащих ОН группу в шестичле-нном цикле, преобладающим оказывается продукт элиминирования.

5. На примере оптически активного октанола-2 и эндо-норборне-ола показано, что замещение гидроксила с помощью комплексов трифепилфосфина с эфирами трихлор/трибромуксусной кислот и трихлорацетонитрилом сопровождается полным обращением конфигурации. Изученная реакция монет служить методом получения чистых оптически активных алкилгалогенидов.

6. Найдены условия селективного замещения одной ОН группы в Ы., -джшах и последовательного замещения первичных и вторичной ОН группы в гексантриоле-1,2,6.

7. Комплексы показывают абсолютную региоспецифичность действия, на чрезвычайно лабильные в условиях нуклеофкльного замещения спирты, такие как цикзопрошккарбшол, метилциклопро-. пилкарбпнод, д1Щйклопропкякарбинол, гцгаопентил- и вдклогекг-

силкарбинолы.

8. Показана регио- и стереоспецифичность действия комплексов в реакциях с амиловыми спиртами. Процесс замещения протекает без аллильной перегруппировки и с сохранением конфигурации двойной связи.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Яловская А.И., Ерин A.C. Региоселективное замещение гидро-ксильной группы в спиртах на гатоген. Тезисы докл. конференции молодых ученых Химфака МГУ. Деп. ВИНИТИ 14.07.87.Я 5072-В87.

2. Яловская А.Я. Взаимодействие алгащкличвских спиртов с системой трифенилфосфин-производаие тригалогенуксусных кислот. Тезисы докл. Всесоюзной конференции.молодых ученых "Современные проблемы органического синтеза". Иркутск.1988.С.122-123. 3-. Матвеева Е.Д., Яловская А.И., Курд А .л,, Буцдель Ю.Г. Замещение гццрокоильной группы в циклоалканолах и щшгоалкил-карбинолах на хлор под действием комплекса трифенилфосфин-этиловый эфир трихлоруксусной кислоты. Вестн.Моск.ун-та.Сер. 2. ХимияД989.Т.ЗО.Вып.Х.С.90-94.

4. Матвеева Е.Д., Яловская А.И., Черепанов И.А., Кури А.Л.', Бундель Ю.Г. Комплекс трифенилфосфин-трихлорацето1штрил в нуклеофильном замещении пщюксильной группы в спиртах хлором. Ж)рХД989.Т.25.Вш.З. С.652-653.

5. Матвеева Е.Д., Курц A.I., Яловская А .И., Рлшиова Н.Т., Бундель Ю.Г. Регио- и стереоспендфическое замещение гидрокси-ла алифатических спиртов галогеном. НОрХД989.Т.25.Вгп.4.С. 716-721,

6. Матвеева Е.Д., Яловская А.И., Курц А.JI., Бундель Ю.Г. Взаимодействие алифатических спиртов с производными галокцзаые-щеннкх уксусных кислот и трифенилфосфином. Тезисы докл. У Моск.конференции по органической хиши я технологии. IS89.4.I С.96. ■

7. Матвеева 5.Д., Яловская А.И., Соловьева Л.Д., Курц А.Л., Бундель Э.Г. Новый реагент в реакциях региоселектизаого заместительного галогеш1рова!П1я спиртов. Тозисы докл. III Всесо-