Синтез 1,2-дизамещенных циклопропанолов реакцией алкилмагнийгалогенидов со сложными эфирами в присутствии тетраизопропоксититана тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

Р Г Б ОД белорусский государственный университет

2 8 АВГ 1995

УДК 547.512 ♦ 546.46

САВЧЕНКО Андрей Иванович

синтез 1&ЦИЗАМЕЩЕННЫХ ЦИКЛОПРОПАНОЛОВ РЕАКЦИЕЙ АЛКИЛМАГНИИГАЛОГЕНИДОВ СО СЛОЖНЫМИ ЭФИРАМИ В ПРИСУТСТВИИ ТЕТРАИ30ПР0П0КСИТИТАНА

02.00.03 - органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации ня соискание ученой степени кандидата химических наук

Минск 1995

Диссертация выполнена в Белорусском государственном

университете

Научный руководитель: доктор химических наук,

профессор О.Г. КУЛИНКОВИЧ

Официальные оппоненты: доктор химических наук В.А. ХРИПАЧ

кандидат химических наук В.Л., ШИРОКИЙ

Оппонирующая организация: Минский Государственный Технологический университет

Защита диссертации состоится "19" "сентября" 1995 г. в 10 часов на заседании Совета по защите диссертаций Д056.0Э.04 в Белорусском государственном университете по адресу: 220050, Минск, проспект Ф. Скорины, 4, ауд. 206.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белорус-° ского государственного университета.

Автореферат разослан "19" "августа" 1995 г.

Ученый секретарь Совета по защите диссертаций, доктор химических наук

Л.П.КРУЛЬ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Доступность магкийоргашчоских реагентов и их способность алкилировать соединения, содержащие поляризованные кратные связи, а такжэ вступать в другиэ реакции в роли синтетических эквивалентов соответствующих карбани-онов делает их важным орудием органического синтеза. Нодавно было обнаружено, что этилмагнийбромид в реакции со сложными ефирами в присутствии тетраизопропоксититана выступает в качестве синтетического эквивалента простейшего вйцинального ди-акиона, давая соответствующие 1-замощеншв циклопропаноли. Последние благодаря наличию электронодонорной гидроксилыюй группы и напряженного трехуглеродного цикла склонны к раскрытию кольца под действием различных агентов. Эти реакции часто протекают в мягких условиях, региоизбирательны и приводят к важным классам веществ. На их основа разработаны эффективные методы синтеза /»-галоген- и ^-меркураамощенних карбонильных соединений, о,^-непредельных кетонов, 1,4-дикетонов, аллиловых спиртов и других веществ. Рместе с том реакция вфиров-карбоно-вых кислот с другими магнийоргакическими соединениями в присутствии тетраизопропоксититана не изучалась и поэтому является актуальным ее распространение на синтез 1,2-дизамещешшх циклопропанолов. Получение последних известными методами, базирующимися на циклоприсоединении карбенов или карбеноидов к эфирам енолов, имеет ограничения, связанные с проблемой регио-специфического получения исходных олефинов или невысоким выходом целевых продуктов. Кроме того, значительный интерес представляет исследование реакций раскрытия 1,2-дизамещещенных циклопропанолов, которые существенно зависят от электронных эффектов заместителей и приводят к образованию важных классов органических соединений.

Связь работы с крупными научными программами. Настоящая работа выполнялась согласно программе "Органический синтез" Академии наук Республики Беларусь на 1993-1995 годы по теме "Разработка новых методов органического синтеза с использованием реакций напряженных и ненасыщенных циклических соединений, а также реагентов и катализаторов на основе элементов IV-V групп, направленных на получение веществ с практически полезными свойствами", а такжэ в соответствии с программой "Тон- 3 -

кий органический синтез" Гособразования СССР иа 1990-1992 год го теме "Разработка новых методов синтеза полифункциона'льншс соединений с использованием реакции дкспропорциоизрования органических производных металлов 1У-У групп".

Цэлью настоящей работи является сгштез 1,2-дкза,'.:бЩ9пных циклопропанолов взаимодействием ефиров карболовых кислот с ал-кшшагнийбромида&ш в присутствии тетраизопропоксититзнв, поучение закономерностей протекающих при этом реакций, а текь'в разработка эффективных методов синтеза карбонильных содшшний на основе образущихся продуктов.

Научная новизна. Б работе впервые исследовано взаимодействие эфиров карбоновых кислот с шроким кругом магнийоргани-ческих соединений в присутствии тетраизопропоксититана и синтезирован ряд 1,2-дизьмвщвшшх циклопропанолов. На примере получения 1-метил-2н$енилциклопропанола показано, что реакция протекает стереоспецифнчно с образованием (й)-изомерного продукта. Установлено, что 1,4-да(броммагний)бутан в данной реакции дает I-замещенные циклопропанолы предположительно через деструкцию Сэ - С„ связи промежуточного титанациклопентана.

Показано, что в присутствии стирола, вллилгалогенидов и гомоаллиловых спиртов катализируемая . тетраизопропонсититаном реакция.этилмагаийбромзда со сложными ефираш приводит к соответствующим 1,2-дазамещешым циклопропанолам нвряду с образованием некоторого количества 1-эамещенных циклопропанолов. Этот процесс, вероятно, протекает через стадию вытеснения этилена из титанатиленового.комплекса и последующих превращений образовавшееся замещенных титанациклопропановых производных.

На основе подобранных условий региоизбирательного раскрытия 1,2-диалкилзамещешшх циклопропанолов бромом, 'бромово-дородом и гидроксидами щелочных металлов предложены удобные препаративные методы получения «-метил- и «-метилендиалкилке-тонов.

Практическая значимость полученных результатов заключается в разработке аффективных методов получения 1,2-даэаме-щенных циклопропанолов, а также широко используемых в практике органического синтеза «-метил- и «-метиленкетонов.

Экономическая значимость полученных.результатов заключается в возможности получеш1я важных классов веществ, используя простые в осуществлении синтетические методы на основе дешевых

_ 4 -

материалов.

Автор выносит но защиту следующие полокения:

1. Синтез 1,2-дазамещеншх циклспропонелсв реакцией эл-килмагнийбромидов со сложными эфирами в присутствшл оквимоллр-ных и каталитических количеств тетраизопропокситиуана;

2. Образование I-алкшщиклопропанолов в реакции 1,4-ди-(броммагний)бутана с метиловыми эфирами карбоновых кислот в присутствии тетраизопропоксктитано. протекающее через диструк-щио связи углерод-углерод алкилыгаго фрагмента промежуточного титанациклопентана;

3. Реакцию этилмагнийбромида со сложными эфирэми в присутствии олефмнов и тетраизопропоксититана как новый источник получения 1,2-дизамещэшшх циклопропанолов ;

4. Использование гомоаллиловых спиртов в виде титановых алкоголятов в реакции этилмагнийбромида со сложными эфирами для синтеза 1-ажял-2-(2-гидроксивлкил)циклопропанолов;

Б. Удобные методы синтеза а-метилкетонов и «-метиленко-тонов на основе 1,2-дизамещенных циклопропанолов.

Личный вклад соискателя заключается в выполнении экспериментальной частя работы, планировании исследований, обсувде-нии и интерпретации полученных результатов. Эксперименты по применению оптически активных катализаторов в изучаемой реакции проведены совместно с к.х.н. Свиридовым C.B.

Апробация работы. Результаты диссертации были представлены на научной конференции НИИ физико-химических проблем и химического факультета Белгосуниверситета (Минск, 1990), на J Всесоюзной конференции по теоретической органической химии (Волгоград, 1991), на V конференции по химии карбенов (Москва, 1992).

Опубликованность результатов. По материалам диссет -ации опубликовано 9 научных работ, которые включают 5 статей во Всесоюзных а международных журналах и одно авторс.чое свидетельство.

Структура и объем работа. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав и списка использованных источников. Общий объем составляет 102 страницы и содержит 12 таблиц и рисунок. Список использованных источников литературы включает 133 наименования. В первой главе систематизированы известные дай- 5 -

вые по методам синтеза и химическим свойствам замещенных цик-лопропанолов. Во второй главе, содержащей четыре параграфа, предстрялены результаты собственного исследования катализируемой тетраиэопропоксититаном реакции вфиров карбоновых кислот о магнийорганическими соединениями и превращений полученных 1,2-дизамещенных циклопропанолов. Третья глава содержит методики проведения вксперименгов, выделения и анализа синтезированных соединений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАЩЕ РАБОТЫ

1. Получение 1,2-дизамещенных' щаиюпропонолов взаимодействием эфнров карбоновых кислот с магнийорганическими соединениями в присутствии тетраизопропоксититана.

В настоящей работе 1,2-дизам0щенние циклопропанолы (1а-с) синтезированы с выходом 26 - 94 % реакцией эфиров карбоновых кислот и тетраизопропоксититана с соответствующими алкшмог-нийбромидами, в соотношении Г: 1 : 3, при -ТО + -80 °С В диэтиловом эфире.

1) ЗП3СМаСМяМдЭг / (|-С3Нт0)„Т!

2) НаО/НаБОц_

"'"Лза9 26 - 94 % .

(1а-с)

в* = сна, я» = сн, (а), саи, (б), с*нв (в), рь (г);

И1 = С?нш, 15» = Т:аНв (Д), Сант (б), ¡-с3н, (к);

я1 = с3мт, й» » сам8 (з), с„н, (и); я«- = с„н,, » м. (к);

Я1 = С«Н,,, Й» - СНЭ (Л), СаН» (М), 1-Рг <Н>, С,Н4» (0){ я1 » с0н1а, в» = с„ня (п); и* - - и, (р)! я» = с7н4Ш, я* - сн3 (с).

Как и в случае взаимодействия эфиров карбоновых кислот о этилмагнийбромидом в присутствии тетраизопропоксититана, в качестве ключевой стадии реакции, вероятно, следует принять образование металлоорганического интермедиата, содержащего фрагмент металл -С^СНЛ- металл. Такого рода превращения известны для полиалкилированных производных переходных металлов, содержащих в органическом радикале в ^-положении к связи углерод-металл атом водорода. Процесс может осуществляться путем взаимодействия алкилмагнийгалогенида с тетраиэопропоксититаном с

образованном дважды алкилированного титинорганиччского производного (2) или соответствующего ат-компликсп. Днспршорциони-рование соединении (2) с отщепленном алкана приводит к мотал-лооргшшческому интермедиату 'ита титанацикло1грошша (3),' который При ЕЗаИМОДейС'ГШШ СО СЛОЖНЫМ ЭфИрОМ <4 ) ИериНОСЙТ 1 ,2-дикароанионный Фрагмент на электрофилышП агом углерода через промежуточное образование производного гомоенолнт-аниона (5).

В настоящей раооте установлено, что, также как и при использовании этилмагнийбромида, для других алкилмагиийоромидов в присутствии эквимолекулярного количества тетраизснроноксити-тана полное завершение реакции достигается гтри добаилении трех эквивалентов металлоорганического соединения. Можно предположить, что дополнительный эквивалент алкилмагнийгалогекида расходуется на образование диалкилдналкоксититана (6) при алкили-ровании промежуточного производного гомоенолят-аниона (5) и приводит как к повышению электрофильности атома титана за счет элиминирования .одной из алкоксвдных групп, так и к усилений нуклеофильности гомоенолят-аниона. Таким образом, но-видимому, облегчается атака по ацвталыюму атому углерода и связивание уходящего спиртового остатка при образовании трехчленного цикла.

2я»СН3СНаМаВг Г" СН2СН2Р1а

(¡-РгО)иТ1 —-> (йэ0)3ис

РаСН3СН3МдВг --->.

г поз

-НдСИ'Ог

(3) (5) Ц1

(6) (7).

н

Ж1

(I)

я1, йя = алкил, фв!шл; на = н., Е1, ¡-Рг, циклопропмл

Реакция имеет высокую чувствительность по отношению к строению исходного магнийоргянического соедипештя. Так, при взаимодействии алкилацетатов с магнийорганичеекнми ".«!•• ил

- 7 _

ми, полученными из вторичных и разветвленных алкилгалогенидов таких, как изобутил-, изоамил- и циклогексилбромид, заметных количеств 1-метил-2-алкилциклопропанолов не образуется. В то же время при использовании в качестве слохноэфирной компоненты метилового »фира капроновой кислоты его взаимодействие с изоамил- и изобутилмагнийбромидом приводит к соответствующим цик-лопропанолам с невысоким выходом.

Вторичный бутилмагнийбромид реагирует с метиливым ефгром капроновой кислоты в присутствии тетрзизопропоксититана, давая наименее замеченный 1,2-диалкилцшоюпропанол (1м) с выходов 81 %. Последний практически не отличается от выхода соединения (1м), полученного с использованием п-бутилмэгнийбромида.

1) зе1м«сннвог / т;(о;рг)„ _> /чан,,

2) на0/ка20и у/* 81 x еанв с,нх1со,сиа -К рн^1 м)

ьн 3

Как и в случае синтеза 1-замещенных цихвонропакодов, получение 1,2-дизамащешых соедйивый тмс» ко«;эт осуществляться при использовании каталитическая: количеств тетраизопропоксоти-тана. Каталитическая методика заключается в медленном добавлении к смеси 0,1 ш. тетреиэолропоксититаиа и 1.0 &кв. соответствующего сложного ефпра 2,1 окв. алдалмагнийтелогонццо в вфяре при 15-20°0, к приводит к 1,2-дазьмэз;о1шцм цшжжропако-лш. (1а-г, е, з, к, о, т, у) с выходом 53-75 %. ,

1) 2,1 Гг3СИаСНаНд0г / 0,1 т!(0!Рг)ц

2) нао/н3&оь

В1«^3 ->- и а >0И

•* со 7С а X

^ " . (1а-г,е,з,к,о,т,у)

я* = сн3, к3 = сн3 (а), с,н5 (б), с„.нв'(в).рь (г); я* = с?нЕ, иа = сн3 (т), с3н7 (е); г?1 = сан7, й* = с2н£ (з); к1 - сн3(снавг)сн, = сн3 (у); = с„на, ва = сн3 (к); (о).

В случае использования разветвленных или вторичных алкил-магннЯгалогенидов проведение каталитического варианта реакции

приводит к образованию сложных скосэй продуктов.

Как и в некаталитическом варианте реакции, в качестве ключевых стадий принято образование титанациклопропана (3) и его взаимодействие со сложным эфиром (4) с образованием интер-медаата (5). По причинам, изложенным выше при обсуждении экви-моляриой версии реакции, предлолюнную ранее схему целесообразно допол!шть стадией алкилировакия соединения (5) до диалкил-титаната (6). Замыкание каталитического цикла происходит при взаимодействии интермэдиата (7) с молекулой алкялмагнийгалоге-нида с образованием диалкилти'! аната <2), являющегося источником титанаииклопропяна (3).

+2агеиасняМзэ«

-2¡РгОЙдВг

снасн3г?3

' ЛНаСНцВ* А tH3CHi.Fi2

й*сн,снам3В|—Я

К'СНяС^^ОЯ9

(2)

Х/Х

<Т) \ в*

Мя«Ч/НаО

т

(5)

I я1

(1)

я» - елкил, кя * алкил,. арил, п3 = алкил

/ 1?яснясня МдЭг

г>*

(6)

Следует отметить, что пря добавлении амплбромида к илеси магния, метилового £ффа пропионовой кислоты и каталитического количества тетраизопропоксититаяа в кипящем диэтиловом эфире выход 1-8тал-2-протыщиклопропанола (1 е) повышается до 73 %.

санксоасн^

1) 6,1 Не / 2,'1с,Н»4Вг / 0,1Т!(01-Рг),

2) / НаО

_ • 73 %

В работе изучалось также взаимодействие смесей магнийор-ганических соединений с различной способностью к образованию интермедиатов типа (3). Вовлечение в реакцию, смеси 1,5 »кв. этилмагнийбромида и 3 экв. метилмагнийбромида (не имеет ^-водородных атомов) приводит к 1-замещенным циклопропанолам с высоким выходом только при использовании полуторакратного избытка тетраизопропоксититвна. Если оба магнийорганических соеди-' нения способны давать титанациклопропановые интермедиа™, то образуется, как и в случае с втор-бутилмагкийбромидом, наименее замещенное производное. Так, использование смеси этил- и бутилмагнийбромидов, взятых в соотношении 1:1, в каталитическом варианте реакции приводит к образованию 1-вмилциклопро-панола, а 1-амил-2-этилциклопропанола (1 м) обнаружено не было (ГШ.

Было таккэ установлено, что в качестве основных продуктов реакции 2~ф?нилэ№шапшйбромида о метиловым эфиром бензойной и этиловым эфиром уксусной кислот образуются <Z)-ii30Mepmie циклопропанолы (1, г, р), что подтверждается совпадением характеристик спектров ПМР соединения 1р, а также ацетата соединения (1г), с таковыми для известного (Z)-1,2-дифенилциклопро-панола и <Е)-1-ацетокси-1-метил-2-фенилциклопропана соответственно.

Учитывая известную способность хиральных алкоксадов титана обеспечивать энантиоеелективное окисление вллиловых спиртов и елкилирование карбонильных соединений, был осуществлен синтез 1-этил-2-пропилциклопропанола (I а) в .присутствии 0,1 екв. оптически активных титанатов, полученных -на основе '(-)-(Ю-борнеола и тетрафенильного производного винной кислоты. Примечательно, что несмотря на высокую степень диастерео-селективности изучаемой реакции данное взаимодействие не приводит к соединению (1 я) с каким-либо заметным энанткомерным избытком.

2. Реакция 1,"-ди(броммагний)алканов с эфираш карбоновых кислот в присутствии тетраизопропокситатана

При использовании 1,6-ди<броммагний)гексана в реакции с этиловым эфиром уксусной кислоты в присутствии как вквимоляр-ного, так и каталитического количеств тетраизопропокситатана образуются сложные смеси, продуктов выделить и идентифициро-

При взаимодействии этилмагнийбромидя с этилацетатом в присутствии тетраизопропоксититана и аллилгалогенидов реакция протекает по другому пути. Так, при медленном добавлении эфирного раствора этилмагнийбромида к кипящему эфирному раствору этилацетата, аллилгалогенида и тетраизопропоксититана образуются диаллилмэтилкарбинол (18) и 1-метил-2-(2-метил-2-гидрок-си)-4-пентенилциклопропанол (19) с выходом 10-15 % и 40-45 % соответственно.

ггшдвгуО, 1 т! (О!Рг )„ЛСН,=СНСН3Х

СНаСОаБ1 ->-

Е1,о, зо °с

сма=снснд//он сна=снс^и/он

СНа=СМСЙ7ЧСНа наем^с—

(18) 10-15 Ж (19) 45 Ж

X ■ С1 , Вг

Принимая во внима)шв данные об использовании соединений IV группы для аллилироваяия карбонильных соединений, а также способность низковалэнтного титана внедряться по связи углерод-галоген, дшщую реакцию можно представить как последовательность двух процессов: диаллилирование этилацетата с образованием даалЕШлетилкарбянола а далее его взаимодействие как олефаносой компоненты со второй молекулой этилацетата, ведущее к 1-!.?зт;1л-2(2-мот:и1-2-гидрокси)-4-пецт9нилциклопропанолу (19). Так, образование соединения (18) может быть представлено челез титановый ¡тнтермедпат (20), возникающий посредством вытеснения этилена из соединения (14). Посла внедрения атома титана по связи углерод-галоген аллйлгалогенмда, дэщего аллилтитаяат (21), происходит обичноэ алкшшроваше этилацетата с образованием олотголята (22).

2г1ИдОг

71 (0|-Рг)к-У

£НаСНэ -СаНа /V сна

СН3СНЯ (14) СНа

СНа=СНСН2На1 /СНаСН СНЭС02Е1

I ——ХтТI,. ХНа 11 - I

-с,ни

аТ1-' Г" (20) ^

Чы

(21)

сн2/снасн=сн,

(/о/'хнасн=сн,

Xх х (22) на1 =» с1 , йг', x = оеь, о ¡рг, сссня( снясн=сн3 ,

Соединение (22) далее превращается в циклопропанов (19) по схеме, аналогичной приведенной выше для получения I-алкая-2-фенклциклопропанолов (стр. 12). Подтверадением тому, что предлагаемая реакция мокет протекать через стадию образования соответствующего алкоголята карбшюла (18), слуетт тот факт, что в катализируемом тетраизопропоксититеном взаимодействш этилмагнийбромидо с этилацетатом в присутствии диалдилштил-карбинола (18) наряду с 1 -метилцкклопрспанолом фиксируется образование соединения (19).

Применение титановых алкоголятов гомоаллилооих спиртов (23) в реакции &тилмагнийброкыда со сложными ефиргми в присутствии тетраизопропоксититана такие позволяет получать соответствующие 1-алкил-2-(2-гидроксиалккл)циклопропаноли (24) с выходом 26-58

к? >сн2сн=сна .а хнгсн=си7Л

(23)

26-58 й 1)1

(24 а-о)

я* = сн3, (?а = н, й3 = н (а), рь (е); кя > » СНз (Г), _(сн2)в- (д);

й1 = с»нв, й» = яо = н (б); ц* = с1Тнас, па = и, ка « сн0 (с).

4. Превращения 1,2-диалкилзамещэшшх циклопропанолов

3 а-метил- и с-м9тилэнк9т0ш

Известно, что циклопропанол и его производные могут давать как насыщенные, так и ненасыщенные соединения за счет реакций раскрытия кольца. Однако в случае 1,2-дизш8щенных циклопропанолов расщепление цикла часто протекает с низкой рэгио-

- 14 -

ьать которые не удалось. В то же • время взаимодействие 1,4-ди(броммагний)буг8но (8) в эфире со сложными вфирами (9) в присутствии эквютолярного количества тетраизопропоксититона неожиданно привело к образовании 1-замещенных циклолропанолов (10) с выходом 32-47 %.

1. Г!(0!Рг)„/Е1аО,

2.(*соасна (9)/Е1,о, „

/д) На50ч/ц,0 ОН

-70 "С - 32-41 10-15 "С - 35-47 % (10) й = С3НТ (О), С|.Нв (0), с»н41 (в)

Образование 1-замещеншх циклопропанолов в данной реакции ИОЯКО объяснить, оснопываясь на известкой способности ти-твнациклопелтаиа (11) подвергаться деструкции с разрывом противолежащей к атому гитана углерод-углеродной связи металла-цикла с образованием бис-эталенового комплекса (12). Вытеснение в последнем этилена слокшда! вфирами приводит к интермедц-ату (13), который проврещается в продукты реакции по аналогичной приведенной на стр. 7 схеме.

20гНз(СН;;СМа )2M¡зЗ«-TI (01Рг),, ->■

(1РгО),Т1«''>СИз

!?СОаСНэ (9)

(12)

%>сн3 -сяи„

(¡РгО)аТ!г^>

%*лсо-с£ (13) * -1

СОРгОМ/Х (11) >—'

няо/н1во„

П = 8ЛКШ1

(РгО) аТ ! к_

V

(«зЛ^

он (10)

3. Реакция эфиров карбоновых кислот с этилмагний-бромидом в присутствии тетраизопропоксититана и олефинов

Образование 1-замещенных циклопропанолов через промежуточные титан-этиленовне. комплексы создает предпосылки к получению I,2-дизамещешшх циклопропанолов путем вытеснения этилена из такого рода интермедиатов другими непредельными соедине-

ниями. Действительно, было установлено, что в катализируемом тетраизопропоксититаном взаимодействии этилмагнийбромида ' вти-лового ефира уксусной кислоты и избытка стирола • в диэтиловом вфире образуется известный (2)-1-метил-2-фенилциклопропшюл (1г) о выходом 42 %. (г)-Конфигурация соединения (1г) подтверждается ПМР спектром его ацетата, полученного обработкой реакционной массы ацетилхлоридом.

Использование метилового эфира капроновой кислоты в данной реакции также приводит к соответствующему 1,2-дизамещен-ному циклопропанолу.

г.1Е1МЭйг/0,1 и(о;рг),,/рьсн=снэ л

Е1аО, 33 °С 42 - 48 * № й1

Я1 = сна, С,Н41; «а « На, 61, 1-Рг

С учетом возможности замещения лиганда в титан-олефиновых интермеднатах схему данного превращения можно представить следующим образом. Стирол вытесняет этилен (образование последнего в ходе реакции фиксировалось методом ГЖХ) из интермедавта (14) и дает фенилзамещенный титанациклогфопан (15), который далее превращается в продукты через интерыедиаты (16) и (17) по аналогичной приведенной выше схеме (см. стр. 9).

г £НаСН3 (Г»=0)аТ;^

хнасна

£1Ио0г

+ НаО/НаЕО„

2С1НдВг

VI (СН-Рг)«,

л СН,

(ЯэО)аТ1*—■^ <-_»- (йаО)ат< <Н|— (14) СНа

г?» Уи

|

(17)

+ ^ьси=сна - нас=сйа

сма у л.

(й30)яТ| «"->■ (*г30)аТ|*--^Ч

СКРЬ РЬ

(15)

»*СОа1»»

Е1НвВг

и1 = сн3, с5н±1; к" = н», Е1, ;-рг

^сР (16) в±

избирательностью. Подбор условий для их региоизбирательного раскрытия в присутствии оснований проводили на примере 1-этил-2-метилциклопропанола (1т). Лучшие результаты били достигнуты при действии на соединение (1 т) гидроксида калия в абсолютном тетрагидрофуране. В этих условиях с высоким выходом образуется 2-метилпентанон-Э (25), не содержащий, по данным ГЖХ, примесей изомерного гексанона-3 (26).

(1 T) (25)

По этой методике с выходом 75 % был синтезирован 4-ме-тилгептанон-3 (26), который является феромоном тревога муравь-ов-люто розов - Atta texana. Известно, что активны оба образу-кдося внантиоиера, причем более активный S-(+) не ингибирует-ся кенее активным R-(-) изомером кетона.

С3Н»С0,С,Чэ

1) з^Мд/гИСв^цОг/о.т (01-Рг)„ 2) наео„/нэо —...... —>-

73 %

кон ^ ТГФабс< ? сн3енас^ ¿о

га % н,(г ^хнаснэ

(26)

Действие бромоводорода в пентане на 1,2-диалхилциклопро-панолы такта ведет к быстрому раскрытию цикла, однако продукты реакции образуются с несколько меньшим выходом и незначительной примесью неразветвлякшх кетонов. В то ню время в водном метаноле донная изомеризация практически не протекает, что делает возмогашм проведение гвлогенирования замещенных циклопро-пвнолов бромом в этой среде. Так, взаимодействие соответвтвую-¡щи 1,2-диалкилциклопрспанслов с молекулярным бромом в водном метаноле на холоду протекаот с разрывом связи С1-С3 трехчленного цикла и приводит к разветвленным ^-бромкетонам (27 а-е). В условиях, когда содержание воды в метаноле превышает 20 %, изомерных /э-Сромкетонон ли-ейного строения в заметных количествах не образуется. В то й- время при проведении реакции в аб-солятном метаноле доля неразветвленных /э-бромкетонов достигает 20 %. - 15 -

fj-Бромкетоны малоустойчивы и в присутствии нейтрального оксида алюминия подвергаются гладкому дегидробромированию в а,^-непредельные кегош- (28 a-e)..

/ЧЛ«- Вг,/СН.0Н/Н,0 ff<r

V ^ BrH.c'^V

.¿о

,3С

Al aC3/CsHls ИЛИ CtHlb 41-72 S

(27) _

н3с 4(1

(28)

R1 = H.(a), Е1(б), Рг (В ), Du (Г) | С^НцШ, CçH13(e), Ra = Bu(a), Рг(б), EL(B), Н.(Г), СЖН14(Д), Cu(e)

Этот метод синтеза непредельных кетонов является гибким и позволяет получать с хорошел выходом а-метилен-6-додеканона (28 д,е) с альтернативным расположением метиленовой группы и «-метиленгептаноны (28 а-г) со всеми возм.иными положениями енонового фрагмента, а таете «•»а'-диметилешеетоны.

ВЫВОДЫ

1. Показано, что рэакция алюшмагнийбромидбв со сложными• ефирами в присутствии эквкмолярных и каталитических количеств тетраизопропоксититана является удобным препаративным методом получения ранее труднодоступных 1,2-диалкилциклопропанолов и

1-алкил-2-фэнилциклопропанол0в. На примере получения . 1-метил-

2-фенилциклопропанола показано, что реакция протекает стерео-специфично с образованием (2)-изомерного продукта.

2. Установлено, что взаимодействие 1,4-ди(бро^агний)бу-тана с метиловыми афираш карбоновых кислот в присутствии тетраизопропоксититана приводит к образовании) 1 -алкилциклопропа-нолов и протекает через разрыв углерод-углеродной связи бута-нового фрагмента промежуточного титанациклопентака.

3. Найдено, что в катализируемой тетраизопропоксититаном реакции эталмагнийбромида со сложными эфирами. в присутствии стирола, аллилгалогенидов и гомоаллиловых спиртов подавляется образозание 1-алкилциклопропанолов, а основными продуктами являются соответствующие 1,2-дозамещенные циклопропанолы. Предполагается, что превращение протекает через стадию вытеснения

- 16 -

этилена из титанэтиленового комплекса соответствующими олефи-нами и взаимодействия получающихся замещенных титанациклопро-1IUHOBUX производных СО СЛОЖНЫМИ эфираVII.

4. Найдены условия региоизбирательного раскрытия 1,2-диакилзамещенных цкклопропанолов бромом, бромоводородом и щелочами, приводящие к л-бром- и «-метилкетонам.

5. С использованием изученных реакций разработан удобный it гибкий общий метод превращения эфиров карбоновых кислот в соответствующие а-металендиалкилкетоны.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Кулигесович О.Г., Свиридов C.B., Василевский Д.А.,, Савченко А.И., Притицкая Т.С. Реакция алкклмагнийгалогенидов с эфира«:! карбоноЕых кислот в присутствии тетраизопропокси-титано // Нурн. орг. химии. - 1991. - Т. 27, Знп. 2. - С. *29и. -293.

2. Кулкнкович О.Г., Свиридов C.B., Василевский Д.А., Савченко А.И. Катализируемое, тетраизопропокоптитаном взаимодействие алкилг.агнйгалогонидов со сложными эфирами как удобный метод получения замещенных цнклопропанолов // Курн. орг. хи-J.3CI. - 1991. - Т. 27, Выл. 7. - С. 1428-1430.

3. Кулютаэвич О.Г., Свиридов C.B., Савченко А.И. Образо-вы:не 1-алкилц1С<допропанолов з реакции 1,4-да(бромчагний)су~ тсиа со с.чсгзш.*.я офирами з присутствии тетраизопропокситктана // Мотоллоорг. я. - 1990. - Т. 3, N 4. - С. 881-882.

Л. Kuli::koYicil O.G., Savchenko Л.1., Sviridov S.V., Vaallovskl D Tlt2niunUlV)lsopropoxide-catalyzed reaction of ethylmagneslam bromide with ethyl acetate in the presence of styrene // Mendeleev Coranuri. - 1993. - H 6. - P. 230-231.

5. Савченко Л.И., Свиридов C.B., Кулшшовнч О.Г. Гиокнй метод синтеза а-мвтилешсотонов // Курн. орг. химии. - 1994 -Т. 30, Вып. 3. - С. 333-335.

6. Савченко А.И. 'Образование 1,2-да.чамещэшшх циклопро-панолов в реакции зтилмагжМромида со слккными эфирзми в прч-сутствш тетранзопропоксититана. // II Республиканская кчг.%-рекция молодых ученых и специалистов, аспирантов и студентов. Тез. докл. - Минск, 1991. - С. 14.

7. Савченко А.И., Свиридов C.B. Удобный метод синтеза

- Г? -

а- мчГилункйтонов на основе 1 ,2-дизамещенных циклопропанолов. // Пятая конференция по химяи карбенов. Тез. докл. - Москва, 1992. - С. 106.

8. Савченко А.И., Свиридов C.B., Василевский Д.Л., КулмькоБич О.Г. О механизма реакции эфиров карболовых кислот с магнийоргнническими соединениями в присутствии каталитических количеств тетраизопропоксититана •/ Первая Всесоюзная конференция по теоретической органической химии. Тез. докл. - Волгоград, 1991. - С. 148.

9. Способ получения замещенных циклопропанолов / О.Г.Кулинкович, С.В.Свиридов, Д.А.Василевский, А.И.Савченко, Т.С.Притыцкая (СССР). - ii 152Ы 40; Заявлено 01.03.88; Опубл. 30.11.89, Еюл. И 44. - 3 с.

РЕЗЮМЕ

Савченко Андрей Иванович. "Синтез 1,2-дизамещешшх циклопропанолов реакцией алкилмагнийгалогенидов со сложными ■ефирами в присутствии тетраизопропоксититана".

Алкилмагнийгалогениды, сложные ефиры, титана алкоксидц, катализ, замещенные циклопропанолц, титанолефиновые комплексы, раскрытие цикла, кетони, синтез.

Взаимодействие алкилмагнийгалогенидов с ефирами карбоно-вйх кислот в присутствии тетраизопро) -жсититана приводит с хорошим выходом и высокой стереоселекп'вностью к соответствующим 1,2-дизамещвшшм циклопропанолам. 1,4-Ди(броммагний)бутан в етих условиях претерпевает деструкции углерод-углеродной связи и дает 1-звмещешше циклопропанолы. Получены свидетельства, согласующиеся с предположением о протекании этих реакций через промежуточное образование титан-олефинових комплексов. Замена олефинового лиганда в последит при < существлении катализируемой тетраизопропоксититаном реакции ¡'Тилмагнийбромида со сложными ефирами в присутствии стирола, ^ллилгалогенидов или алко-голятов гомоаллиловых спиртов также приводит к образованию 1,2-дизамещешшх циклопропанолов. На основе региоспецифических превращений трехуглеродного цикла разработаны удобше методы получения ¿»-метил-, «»-броммэтил- и а-метиленкетонов.

РЭЗШЭ

Саучанка Анфэй 1ванав1ч. "С1нтээ 1,2-дазамэшчаних щж-апрапанола? рэакцыяй алк1лмпгн1йгалаген1дау са складашм1 ¿ф1рам1 $ прысутнасц1 тэтра1звпрппокс1тыг8нуп.

Алк1лмагн1йгалаген1ди, складаныя вф1ры, тытвну алкако1-да, катал1з, замешчаныя щжлапрзпанолц, тытан-алеф1навыя комплекса, раскрыцце цыкла, кетоны, с1нтэз.

Узаемадзеянне алк1лмагн!Йгалаген1да} з эф1рэм1 карбона-вчх к1слот у пр!1сутнэсц1 тэтра1запрапокс1тытану прнводэ1ць з добрым шхадш 1 высокай стэрэоселектаУнасцю да 1,2-дызамеш-чаных цшслапралзнолз?. У 1,4-Ди(броммагн1й)бутБне $ гэтых ва-рунках вдбиваецца дэструкцыл вуглерод-вуглероднай сувяз1 1 J ван1ку утвэракццэ 1-алк1лцыклапропанолы. Бил1 втрцманы дадзе-1ШЯ, як1я падцвярздакць пряпанову аб працяканн1 гэтых рэакцый праз промоккдвав Угвсрешк? титан-алеф1навых комплекса?. Замена алеф1навага л1ганда $ anoainix при правядзенн1 рэакцы1 этылмаг-н1Йбрам1ду са складаным1 8ф1рам1, якая катал1з1руецца тэтра-1запрапокс1титанвм, у прысутнасц1 стиролу, ал1лгалаген1дау або ажагалятв^ гонаал1лавых сп1рто£ таксама вядзе да атрымання 1,2-дызамэшчоных прадукта;?. На базе рэг1аспецыф1чных пера^тва-рэнняу трохвуглороднага цикла распрацаваны зручныя метады с1нтэзу «-метил-, «-бро?я.',етил- 1 «-кетылвнквтонау.

SUMMARY

Savchento Andrey Ivanovich. "Synthesis oi 1,2-Dlsubeti-tuted Cyclopropanols by the Reaction of Alkylmagnesium Halides with Esters In the Presence of Titanium (IV) Isopropoxlde".

Alkylmagneslura Halides, Eaters, Titanium (IV) Alkoxldo, Catalysis, Substituted Cyclopropanols, Titanium-define complexes, Cycle cleavage, Ketones, Synthesis.

Interaction of alkylmagneslum halides with esters In the presence of titanium (IV) Isopropoxlde leads to corresponding 1,2- disubstltuted cyclopropanols in good yields and high stereoselectivity. In this conditions f,4-dl(bromomagneslum)buta-ne undergoes carbon-carbon bond destruction to give 1-substituted cyclopropanols. The obtained results appear to be . in a good agreement with the su;position that those reaction proce

- 19 -

ed via the Intermediate formation oi the tltanlum-oleflne cotn-plexses. The lasts are underwent the oleflrie llgand exchange when the titanium (IV) isopropoxlde catalysed reaction of ethylmagnsslum bromide with eatera was carried out In the presence of styrene, allylhalldes, allylcarblnol alkoholates. That also leads to the 1,2-dlsub3tltuted cyclopropanola. The convenient methods of obtaining the a-methyl-, «-bromomethyl-and «-methylene ketones were developed on the base of the re-glospeclflc threecarbon cycle transformation

Подписано к печати /Д*ЙГ Формат 60x841/16. Уеяоечл (■IS. Тираж 100 экз. Закаэ^ЗД КПП Министерства экономики Республики Беларусь 220004, Минск, пр. Машерова, 23