Синтез пиридилалкилкарбоновых кислот и их производных тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ химии

штат паук республики Кыргызстан

Яс правах рукописи

МИНБАЕВА Чолпон КозуСеновна

С ИИ ТЕЗ ПИРЯЛИЛАЛКИЛ К А Г Б О НОВЫХ К И С Л о Г И ИХ II Р О И в В О Д 1! ы :i

02,00.03 - Оргаптеская химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации яа соискание ученой стелет кандидата химических наук

Бишкек - 1392

Работа зиполкенр в Ордена Трудового Красного Знамени Институте тлгм-а растительных веществ АН Республики Узбекистан

Научный руководитель: доктор химических наук

Галустьян Г.Г.

Официальные оппоненты: доктор химических наук кандидат химических наук

Джамакбаев Ж.А, Шерова М.А.

Ведущая организация: Кафедра органической химии химического фикуяьтетг, Ташкентского государственного университета им. В.И.Ленина

Защита диссертации состоится " -Г/ " йш7я$р£ 1992 г. часов на заседании специализированного Совета К 009.02.01 при Институте органической хиь .л АН Республики Кыргызстан по адресу: 720071, г.Бишкек,проспект Чуй, 257

С диссертацией мокло ознакомиться в Центральной научной библиотеке Академии наук. Республик/. Кыргызстан < г.Бишсек, проспект Чуй, 265а)

Автореферат разослан 11

1992 г.

Ученый секретарь спедиолиэировбянсго совета, кандидат химических наук

: а.

Р.И.Ко~ч»хматова

• В В Е Д В Н И Е

Актуальность проблемы. Соединения шадцинозогэ ряда обладают широким спектром биологической активности. Так, кислородсодержащим производным пиридина - накогорыы спязтэм и зфярам, присуща противоопухолевая, гипотензивная, соо^дслаошкрякщая а другие вида активности. Перспективными гшдяз'лся регулятору роста и химические средства задаты растений ~ герблцзды, исектм-цпда, акарицвдн, содеряазше в своей структуре гярздиновцй фрагмент.

В связи с этим представляет иктер у синтез а исследование биологической активности новых соединений пиридинового ряда с различными функциональными группами в боковой цедя.

Пирвдилалкилкарбоновне кислоты а их производнке труднодоступны и в литературе практически не описаны.

С друго5* стороны, пиридиновые соединения шо изучены в реакциях гомолатпческого присоединения, поэтому исследование их поведения в -указанных процессах представляет определенный: теоретический интерес.

®учениа ранее неисследованных реакций гшолйтячэского присоединения алкилпиридинов к эфирем непредельных мояо- и дакарбоновых кислот а таете присоединение эфи-ров СН-кислот к винилпиридинам в гомолитических умениях и методом мекфазного катализа; изучение закономерностей и особенное. й. указанных процессов, разработка удобных и до ушнх методов синтеза производных пяриддлалк^игкарбоновше кислот.

Научная новизна. Впервые осуществлено гомэлетшеское присоединение ряда алкшшивяяяясв (2-, 3-, 4-мэтил; 2,4- и 2,6-ди-кетил-, 2-метил-5~этдл-, 2,4,6~триметилпираяинов) и 2-метилхл~ колина к эфирам непредельных кислот (акриловой, калэшовой, ун-деценовой).

Показано, что помимо нормального процесса присоединения, имеет место перегруппировка променуа*чпнх аддукт-радикалоз с 1,3- и 1,5-миграцией атома водорода и последующая диспропорцпо-нированием или ^-распадом их. Степень протекания -этого процесса зависит в основном оз природы гшашгпродгна, непредельного соединения и стабильности промежуточных радикалов.

Предложен и разработан тагсг.з метод синтеза производных пи-рвдялалкатаарбоноЕшс кислот гемолитическим таридилзиишровани-ем эфиров замещенных уксусных кислот (цианоуксусяой, ацетоук-сусной, малоковой, пропиояозой, фенилуксусной), 2-, 4-вивнл- я

2-штил-5-зщшшадидпкаглд.

Исследована относительная реакционная способность С=С связи вмззлш'.рздилов з изученных ряакцкях присоединения в зависимости от -зе псложенгя в цккяз.

Впервые осуществлено ионное и гшслятятаокоо пирвдшэтилд-роваше эфироз СН-кизлст в условиях мэгзфазяого катализа.

Нвактичсокея .ценность. Предложено два одностадийных способа синтеза вдензьодкьос кириилаякилкарбоновшс кислот:

1. ТЬмолкуртеское присоединение алюшшридияов к зфирам непредзльиш: юно- к дикарбеновых кислот.

2. Присоединение сбиров замешенных: уксусакх кислот к различным р"!ндштрхадия£М е условиях гемолитических процессов д методой шафазксго кз^аказа.

Ка заалту Еш^зсенк алздтхгт^ основные полозевия;

- перагруслировха радикалоэ с 1,3- и ^б-Я-штрацаей и по-. сдйдувдем даопропоршонпроз.аяиш яла р-распадом псгетиииро-ванного радикала, влияний различных факторов па степень протекания пер егрутширозки;

- сравнение относительной роатшдскпсй способности алкюш-рвдинс в реакдавс гемолитического присоединения их к афирам вепредельнюс киэдот; '

- результаты мвучения относительной реакционной способности. С=С связи виншлиридиноз 2 зависимости от положения ее в цикле я других факторов;

- шзяо8 и гомздитпчвекое кирвдилэтЕЛЛЭагамда афиров СН-кислот в услоьалх ызайазцого катализа;

- два одностадийных способа получения' производных шрадшь алкилкарбоновых кислот

Пу^шшми д.апробация. работа. По теме диссертации опубликовано две статье и три тезиса. Результаты исследования обсуя-дались на П Всесоюзной конференции по химии й технологии шри-дансодфлсаишс сестиэддав (Черноголовка, 1988 г.), на сешнаре-совеыашш ''Дотребдащщ и производители органических реактивов" (Дишешн, 1991 г.) и общеинотитуесксм конкурсе молодых ученых в ШВ АН РУз'(Та-пкент, 1991 г.).

Структура и объем .диссертации Диссертация: состоит из введения, двух глаз, содержащих лдаерагурщй обзор и обсуждение полученных результатов, главы по выделению и доказательству продукте® реакций, окенетщшвташюй части и списка литературы (99 источников), содераит 116 страниц машинописного текста, 13

таблиц я I рисунок.

С0ДЕР2ШИЕ РАБОТЫ

I. Свободнорадикальяое. присоединение алклишридиноь к эфярам непредельные кисло?

" Гомолиткчесхоа присоединение ашшшридинов к С=С связи различного тала, з отличив oí алкилбензолов, .изучено ггало. Б связи с азш, а такзе с целью разработки уцобаого способа получения производных пЕридклалкилкарбоновнх кислот, исследованы реакции гемолитического присоединения: алхилпирцдянов (2, 3-, 4-метшг, 2,4- и 2,6-дяметйЛ,2-метшс-5- тил-, 2,4,6-триметилгш-рвдинов) и 2-4йтшоаанолана к непредельным соединенном, в которых С=С связь сопряжена с карбоксильной группой (дли ее произ-водншди) лабо удалена от neo. Из градов непредельные кислое выбраны эфиры кислот алифатического ряда с различной длиной цепи, в частности, бутилакрилат, диэгшшшкзат, этдлундзцэнат.

I.I. Гомологическое присоединаяив алкнлпкрвдинов к бутилакрилаз/у (ЕА)

Реакции алжилпарадинов е FA проводили в автоклаве яри 300°С (термическое инициирование) и в открытом приборе при температура кипения реакционных смесей (143-150°С) с иснользованл-ем пероксидного инициирования. В на? ?тве лнициаюроз использовали пероЕсиды дя-третт-бутила (ДТБП) и бензоила (ИЗ). Конверсия ЕА во всех опытах высокая (76-99 однако, заметные выхода адцуктов I: I получены лишь в реакциях с ди- и т±,пэлкялш-рвдшами, с мвтшширидшами выхода низам. Очевидно, ЕА. в основном расходуется в реакциях поли- и телошризации. Для ограничения; этих процессов использовали высокое соотношение алкидпирд-даш:БД:перонсид (50-100:1:0,1-0,3).

Основными продуктами реакции 2-, 3-, 4-метал и 2,о-ддаэ-тилпирядинов с БА являются аддукты 1:1 - бутиловые эфирн соо.-ветствугашх 4-пиридилбутаяозш: кислот.

Выходы аддуктов (I, Ш, 1У), рассчитанные на взятое в реакцию количество Ей, составляют 2-14 %; с введением второй штильной группы в пиридиновый цикл выход аддукта (71) повышается до 33 % (таблица I).

Пошло аддукюв 1:1 в реакциях 2- и 4-матилщфЦ1Шноа с El образуется их непредельные аналоги - бутиловые эфяры 4-пиридил-бутен-3-свых кислот (П, У). С 3-мвтял- а 2,С даметилпирздинами подобные продукты не обнарукены. Наиболее вероятный путь сбра-

Таблица I

Гомоляшческоа прясоедащеняа адаишщвдиков к БА ;

т~"—гт~~~г;-—--—

¡Дли- |Кон-}Зкход апдуктов, ¡нель-мвгчыв % на взятый ¡посад сия* ¡ЕА. (номер сое-I ч. \Ш, ¡диаания) 1 ¡в % !

Аладшсгридин

Соотдоае-нлэ аШЦЬ пироднн: Е\:ДТН1

¡Там-• >пера-

! °С

1. ЗчДемтаигадин

2. 2-?лзт1Ш1идад.'Ш

3. 3-л!етялшф1ШШ

4. З-пДаишшвидиа

5. 4-Штклш;впдйн

6? 2,6-," '.ше'дшцфя-дин

7. 2,6-Димагишвдж-

дан

8. 2-!Латгл-б-этил-шаддин

9. 2"Метил-5-э ткл-

гшрадш

10. 2,4,6-Тргало-и»щшрвдгш

11. 2,а,6-1рто-хллшшадин

50:1:0,1 123 10 . О? 2(1)

100:1 300. 6 85 14(1), 4(Щ

50:1:0,1 143. .10 99 1(Ш)

100:1 300 6 88 8(Ш)

100:1 300 е 85 6(17) .следа (У)

50:1:0,3 143 . 20 95 12(71)

100:1 :300 в 93 .33(71)

50:1:0,1 150. 10 .'97 13(УП), 9(7®

100:1 , 300 . 6 94 ■ 29 (Л1), 4(УШ) '

50:1:0,1 150 10 76 6(П),4(Х)

100:1 300 5 92 23СП), 4(Х)

ШИЛЕШИЕ: * - Иаициаяор ~ ГШ;

2 - Конверсия - жшяеогво БЛ, всглшбшого в раак-.

щи, з % ог взятого; .

3 - Опыта I, 3, 6» 3, 10 щюдзланы в открытом при-

бора тщз астосфедаом давления; Z. 4, 5, 7, 9, - П ■'«- зз •■аз^рклава под. давлением вавов реагентов.

(а~ю ашЛ.

к-цн.

ч-«12«сн00004к9 ^|я2сн2сн2с00чй9 + ^

сн=онсн2сооа4н9

•■•.■'• I,- Ш, 17, 71. ' Е, У

I, П .1ЬН, 24гк3{ ШЕ=Й, 3-0Н3;'1У, Г й=Н, 4-СН3{ 71 й=СЦ3, 2-0Н3

' зоваяня непрадаяьнюс соединений (П, У) представлен на схема I.

Очевидно, в результате певегрупивдовки щюаадгочного ад-д?здчгадвкала А с ^З-Н-маградией, образуется новый радикал Б, когорцй достаточно устойчив в результата сощшкенда с атомом азота (я пэлоканди 3 какого еопрякшйя нес) , и поэтому днаяро-

порцшшрует о образованием двух продуктов: цред&шшго и непредельного, соотношение которых составляет 5-10:1. При ■т.иора-■вде 143-150°С непредельные щюдуктн практячаскя не образуется. ОбДКЭ ВЫХОДЫ ПРОДУКТОВ ПРЕСС8ДВНОЯИЯ.ПОЙЙЯЯЮТС;. в ряду: 2- > 3-> 4-метилпщ>шшн.

СхемзД

О-СНз ф-СН2

^ , +СН0=СТЧСООС.11а^ . Гуси

^ А,СН2—-^сн^сн^снсоос^нд-1 т(г;0+?усн2

Я Л А

-1,3-Н

-СНСН2СН2СССС4Нд

ж

2Б ДЕощзодордионированда 1аУ)+^н=.-сисн2соос^й

П, У '

2-Метда-^-эишпавВДйн (МЗП) и ЗЛ.б-аддмэтилдиридш! а Ш реагируют по двум возмогшим направлениям с общий выходом продуктов присоединения 27-33 Й.

Соотношение изомеров зависят, главяш образом, от темпзра-турн. Яри Х50°С образуется эквимолекулярная: смэсь аддукюв 1:1, с ло^лпениеч температуры до 300°С изомеры (УП, П) преобладают. Бссшпдй выход адцуктов 1:1 по сравнению с кетиллирвдиняыи, отсутствие непредельного аддукта 1:1 свидетельствуем, как и в случае 2,6-ди,гатилгшрвдЕпа, об активпрущем злдялиа адкальнюс ррукп в шщвдиновом цикле.

с03ц хО^нон, ■ . вис»

2 5+СН-зСНОООО4Н/Т| 3 + 5 £

Ь/ .-2-^>/ск2сн2соос4н9

ш3' сн3 И чсн,сн2сн2ооос4нэ

т ш

сн3 сн2сн2сн2соос4н9 сн,

+СЕ2-СНСООС4Нд ^

сн2сн2сн2соос4н9 СН3

гй ' Л

!Н3 V "сы^ ОН,' м СН3 СН3И сн2сн2оп2ооас4н^

■.. х

1,2. Свободнорздшсальное присоединение алкилпяришшов к даэтядовоглу эфдру. шлешовой кяслоты (ДЗМ)

ПрисоедлнзкЕО аакюширвдшов к ДЗМ осуществлено при температурах кипения реакционных смесей (14С-220°С), соотношении ал-кйлш:рвдин:ДШ-30-100:1". В качестве щицнэторов применяли ДТН1 дли ПБ.

В реакциях приос единения 2-, 3-,' 4-метщшяридшов к ДК<1 общие впходн еддуктов 1:1 слизки и составляют 20-26 % (табл.2). Наряду о диэтиловами эйяраш' 3-шридал~1,2-проШ1йдаарйоновых кислот (XI, ХШ, ХУ) из реакционных смесей были ввделвны и адея-тифидароваш ненредэльнш адаукты - даэтиловые эсузры З-пиридил-1,2-проп-2-ондщ<арбоновш; кислот (XII, Х1У, ХУ1).

сысоос.н. ^ сн2сосс2н5 сн2соос2115

0СНСООС..Н, ^ Г 2

■сн-,+11 г 5- Г 4ск.,снсоос0нг+ [ 4-сн=ссооо_н1

и -* СНСООС^Яс 1Г ^ ь 21 г ■

И, ХШ, и Ей Ш, ОТ

XI, ХП(2-Ру); ХШ, ИУ(3~?у); ХУ, ХУ1(4-Ру).

Как и а реакции: алкилшг^'ДЕЯов с М, образование непрэ-дельнкк аддуктов 1:1 вероятное всего объясняется яерегрушшров-йой щ. мааузг очного адцукт-радшсала с 1,3-Н-мпграцавй а последующим дасщюпорвдойлроБанием нерегруипярозшшого радикала по схеме I.

Соотношение предельный/непредельный аддукгы 1:1 зависит как от природы алтайш-.ридайа, так и от условий реакций.

• Реакция 2,4-димэзйлаирдщзЕа с Д31 Ерозгкаея с большим вн-ходом (40 %) ш двум направлэниям» но прошадественно по 4-СН3 группе.

' снооос2н5 с-д2онсоос2н5

Л + снсоос„нг Г1ск соос2н

. ЧЛСЯ3 2 5 . \Аснз

хга

СНзС-СООС2Н5

II + ^ I) сн„соос.нч

н с| • 5 л он.

3

ОТ XIX

СН2ССОС2Ы5

Таблица 2"

Гошлитяческоа присоединение алкшширддшов и 2-маиш:инолшза к ДЭМ, инициированное ДТШ

—|--——

Алкилпирадщ

¡СоотношениеТтем- ¡Кон-;Внход,в % на взятый ¡алкилпири- !пэра-|вер-;з реакцию ДЭМ дш:Да":дни-!тура, ;сия

циатор

■¡кг»« ¡предельного"' »! аддукта!:1

Тсоояо-Г» адцуктсв ¡шение на ДЭй.в %

\ да-1 ет&зотй Т55ту-дель- ре- ¡пивший

;ного '

¡аддук-

¡та 1:1}

■ -ша-1 „,_■„, ¡и 11В— ¡шшшли

|ра акцию ]в реак

ДЗДХ^* ! цшо

дукты I 1Я

1. 2-Метшшлридиа 100:1

2. 3--Метилпяридан 100:1

3. 4-Мвтшпхирздин 100:1 к 4-Метил1шрвдЕН 100:1

4-Метюширидш 100:1

0. 2,4-Дямзтггашридин 100:1 7. 2,4-Дилгзтилшшг.-ин 100:1 3. 2,6-Димэтклпиридш 100:1 3. З.б-Дотгзгшширидан 100:1

10. 2,4.6-Трим8Тшширэдча 100:1

11. 2>4,6-Тр№е-1ИЛПЕрадин 30:1 1а. й-Мзтал-б-зтшширвдга 100:1 13. 2-4'е1йлхпноляр 30:1

ШйЕЧДНШ: 1 - Инициатор ЦБ

оде 0,16 0,16 0,3 0,16 0,3 0,3 0,16 0,3 0,16 0,16 о, в 0,16

125 140 140 140 140 140 15? 140 140 140 172 140 220

37 65 44 64 72 50 62 Э0 88 4? 98 63 96

22 4

13 10 18 5 17 3

8 о 2

Э(~)2, 17(г)г 13(у>

5С-0, 9(у) 28 36

7И, 27(Я Б (»О ■ 86<у) 40(з) ез

5 (Г)

7 13

5 М 11*)

8 . 20

3

24

т *

4 I 1

4 1

0,2

5

5,5:1 2,3:1 3,6:1 3,4:1 4:1 2:1 3:1 4:1 2,7:1 0,5:1 8,8:1 49:1

25 23 23 20 10 39 19 35 4Э 38 49 6'0 83

род

'' ' - Продукты присоединения по полгязкшл 2,4,5 цикла с

° - Длительность опытов - 10 часов

;оответствэнно

48

36 52 45 20 41 47 41 32 79 65 57

37

I

со I

Количество продуктов. (ХУП) я.(XIX) близки, обнаружить непредельный аналог аддукта (ХУШ)' не удалось.

Изучение реакция 2^6-димэтилпиридйна с ДШ показало, что играет роль не только, наличие я количество алкильных групп, но я их полокение в цикле. Выход аддуктов (XX) и (XXI) значительно вше (49 %), чем-с 2,4-лутидйно? ^ при этом доля предельного продукта преобладает.

снсоос2н5 .

СН3М C1IJ СН3Д OH2CHCOOOgH5 СН3'' СН=С-СООС2Н5

СНоС00С„Н, СН_СООС Н-

XX 2 * 2 •> ХХ1 2 2 =

Су^даый выход продуктов: присоединения в реакциях МЭИ

2,4,6-тримаTiBimipадш;а с ДШ достигает 50 %, т.е.' не превышает

выходов аддуктов с лутидащаш, причем доля изомеров по пятому

(ХХЕ) и четвертому адлокенаям (ПУ) цикла преобладает.

f^Y^zh снсоос А

Л + » 4 •..■■>■ Л J анрпог н +

Н30 Ь СНСООС 2Н5^ Н-С jtl f 1С00С2Н5

СН-СОООЛЦ.

хш

Н5С2Г1 f2c00e2% снзсоос^

+ наСН2онсоос2Н5 .+ V^-cK=a-cooc2H5 ХШ ШУ

<% снсо.ос я_ ' сн2сЫоос2н5

- + .1!. . 5—.—f^l СЙ2С00С2Н5 +

Н3° И н3 ОИСОО°2Н5 Н3^СН3

сн3 сн3

+ J^ , сн2соос2н5 + ■ ^ сн2соос2н5

Н3С N CHgOHCOOOgKg HjC н СН=С-СООС2Н5

хш' ххш

Наиболее полная коявероия ДЭМ, наряду с высоким выходом (83 %) аддукта (ШТН) наблюдзотоя з реакции 2-метшшшол1ша, причем непредельный аддукт 1:1 ие обнаружен.

GHCOOCgHj^_CH2cooc2H5

■ чл..л + ghcoog„hj- ца i

oh_ ^ 2 ii ghochc00g„h_

J . ¿2p

■ хот

■ Таким образом, в реакциях алкшширидинов с }Щ выхода продуктов присоединения увеличиваются в том яэ пори.д;.се, как и в реакциях с БД, но~ при этом они значительно вша. Далее» благодаря стабильности промекуточных аддукт-радикалов, в реакциях штилпиридинов с рдшаковой скоростью .происходят как передача цени, так и перегруппировка ;радигсалов с таз_н~миграцаей. С возрастанием скорости передачи цепи (в случае,дя- и триалкилпири-динов) степень церегругошровки. уменьшается.

1.3. Гомолатическое присоединение метилпиридинов . я .ундеценовой кислоте дЛО и этиловому эфиру . ундеценовой- кислоты (ЭШ)

Результаты иссагддовшда реакций алкилпириданов с эфирами ¿и,й-непрэдааы1нх кислот (гл. I.I, 1.2) доказала, что выхода ад-дуотов 1:1 зависят в основном от. полярности С=С связи и склонности олефияа к полидердзада, В связи с этим представляло интерес изучить взаимодействие ал1силпирВД1нов с изолированной С=С связью олефннов, в частности с ЗУК.

Присоединение метилпиридинов к о. К осуществляли при 250-300°С {термическое и пероксидное инициировандэ), молярном соот-ношенги адденд:ЭУК 100:1 во избежания поли-, теломэри^ацая, реакций обрыва цепи и процессов "аллильного обрыва", присущих олефивам с длинной цедьи,

При 250°С в присутствии ДТШ внходи этиловых зфиров 12-пи-рддилдодэкановнх киолот (XXIX-XXXI) составили 18-24 % <табл.3). Повшвние температуры до 300°С привело к изменении качественного состава продуктов. Наряду с продуктами (ХШ-ХХХ1) обяаруаа-нц соответствующие им кислоты (ХХХП-ХХХ1У), а такие свободная УК* ^

сн3 4/(cvl1cоос2н5

^+сь2=снссн2}8сооа2н,

N хнх-ххы

ы

300°с

а

ШХ-ХШ + (он2) 11 сооя+сн2=сн(сн2) Qcoon

ХШ-ХШ1'

№ т

1.

2.

Таблица 3

Гомаштичосков отиооэдаеаке'меяиш®ядинов к ук и-ЭУК -- ск^жшо^сош .

-г

р.

Азявыт [соотноша- |тё™1зш.од ;ни0 ¡лорд-i гу

»адаипд: i о л (йен: ЦТТН5

¡тура,i-

эук-

•I

на взятый;Конверсии ЗУК,

аддукгы 1:1

i УК

в %

!

cglig 2-пйколйя 100:1 ■

4. CgKg З-Пиколщ 100:1

5. *-Пкка;шн 100:1; 0,1

6. Cgttj 4-Пиколее 100:1

7. Н ' 2-Пикаяан 100:1.

8. К 4-Пнкзйвд Х00:1

250 19(хш) 56

300 20(ХШ), 7(ХШ) 66 88

250 18(Ш) 37

300 Г7(Ш). 12(ШШ) 50 91

250 24(Ш1) 43

300 I('XXXX), 35(ХХХ12) 21 100

300 SlíXXXffl - 432

300 32(ХХХ1У) ' - 602

ПРЖСЧАЮЕ: X. Бнход здгуктов (ХХД1-Ш1У), а чах&в УК считали из растзта, что весь РЖ превратился в УК.

2. Конверсия УК. .

3. Дщиедьясс'ль оцнгов - 6 часов. ' •

Соотпогаенла ХЛХ-ХШ /ШЗI-ХШУ зависит от тгрирода гшко-лша. Ta:t, в рааадшх и З-пишшгш образуйся oda продукта в соотношэнед 1-3:1, о 4-елисллр.ом - .ескшгатедьно продух« (ХХХ1У), соединение (ХНХ) обвагуодно дшь в следовых количествам.

Образование аддуктов (ХШЕ-ЛШУ) и УК. очевидно, наш о объяснить ппролитическим эяшгигизийишаем ЗУК по схеме:

^ о Схема 2

c^bceiokgjgc-ó + сн2-ся3 .

. ■ : А Б

оч_=се (он. ) „сосн. си.. ¿ ¿ о ■ ¿ i

a+sh —ohg^chíciig) goüohf s 2s -ь s-s

-та3ссн2)0оя3

-гЪ

sh -- ¿ P з -v сн-.-ся,

sh - донор водорода

Далез очевидно» метяллирЕДипн прпооещмнюнся а образовавшейся УК с образованием соединений (Ш^-Г/Т^ХУ). .Аяьтзрн&тиь-nos образование их,путем дздоляза про.дута'Я, (ХХХК-ХШ) маловероятно, поскольку одециальнда oras ом я стеклянной ампуле, содержащей смесь аддукта (XXX) и З-мкалиаа в ^елозиях oit. 4 (тапоказано, что превращения яродук£а но яроясходчт, :; тому кв при таком варианте трудно объяснить образование УК.

Для подтверждения предложенного пути обрссозаниЕ кислой (Х1СШ-Г.ШУ) ш ировели присоединен ке 2- и 4-ш«ам*иов я УК. При 300°С и молярной соотношении адаонд:УК 100:1' ъкхода ..продуктов (ХШ) и(ГШУ) составили соогветсцаеннс 21 к 32 f, т.о. . примерно сколько кз, как-в аналогичных реакциях с 37К.

Далее, в реакциях алзшлпзри," нсь о УК при 300сС найщцает--перегруппировка, радикалов с 1,5-Н-миграцией г яосл'^утеш J3 -распадом перегруппированных радикалов до <scei® 3.

3

РуСК2 + YK-l:yÜH?CK2CH(CH,)8C00II •

Ру(ПН,)^CHgCEgCH сд;(СИ.,)-СОСИ

I распад

py(cji2)4ÓH2+CH2-catcH2)4cco4 ' ^"(сн2)6с11=он2+0н2(сн2)2соу.н1

Образувхазеся радикалы и непредольнда 'гшсютн. комбинируясь аявду собой, могут приводить к- различным нобэчзши продуктам. Преобладающий из е х являются сгоягетрвлотэ. дасizpx&vuvn*,-т структуры Ру(0Н2>1ОР1? и Р7<СН?)^Ру. ;

Анализ реакционных смесей-, дозазывяет, что перегруппировка радикалов н 'отдается ь рзашда; присоединения к УК, свозе«® ГОК при 2С0°С. - '

Проведенное исследование ггозааало, что выходи сддуктов I: I в реакщш. пкхолинов о ЭУК- и' УК нетзцоогиё. Несмотря ка ех калуг» полимеризуемооть (в отлэтие от ЕА) „ нуклеофалыдый характер п школшаных радикалов и 0=0 связи 2УК к УК, очевидно, препятствует z¿ взаимодействию.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о тс:л, - что в реакциях алкиишридинов с эфирамл непределвтс: кислот вн-

ходы аддуктов 1:1 возрастают в раду моно-<ди- ¿трнадвзлвдрвди-ны, что говорит о значительном влиянии Н-донорной способности зддендов. В раду олвфинов максимальный, выход адауктов 1:1 получен, в реакциях а диэташалеатом, обладающим наиболее элоктро-фальноЗ С=С связью.

П. Присоединение эфиров замещенных уксусных кислот к вшшширидшам

Традиционно присоединение СН-кислот типа KC^COOCgHtj к олефинам проводилось реакцией нуклеофильного присоединения кар-банионов, генерированных из. Ш-кислот.- С целью разработка более удобных способов получения-"производных пирвдаяазпсилкарбоно-вых кислот мы яаолщоващ присоединение эфзров замещенных уксусных кислот к различным взшилпирвдинам в гоглолитичесхсих условиях и с исп£Ш>зовашеа чежразного катализа.

ПД. Гомолитичэскоа пирвдилэтилированЕО эгбиров . замещенных уксусных кислот

Реакции гемолитического присоединения этиловых зфиров цро-пионовой, фенилуксусной, цианоукоусной, малоновой а ацетоуксус-ной кислот к 2-ввняшир1щину (2-Ш) проводили с использованием перэксидного инициирования (щщдааторы - ДЭШ^или ДБ)" при температуре 100 и 155°С в открытом приборе или в автоклаве (175°С) (табл.4). »

В результате присоединения эфзров кислот к 2-Ш образуются в качестве основных продуктов аодухты 1:1 по схеме

+2-РуСН=СН2(^ R R

н-сн„соос„н_--——'■*- w j^hoch„chc00cohc+w,l><:h=ch¿hc00coh[,

2 2 з Ц 2 Z ... 2?

Ву= Ч J и

r=cn3(xra, xxxvi), рь(хеяп, joxvffi), сисших)* ch^cooli), соос2н5(хш).

Взаимодействие этшщрошюната а этадфенилацетата с 2-Ш протекает с невысокими выходами этиловых эсеров 2-ь5етил-(ШУ) а 2-фенад-4~(2-тц»щид) йугановых кислот (ХХ2УИ) а оо-лохняетоя протеканием побочного процзоса - образованием непредельных продуктов (ДШ и ХШШ) в реакции даспропорционирова-иия аддукт-радикалов. С ютшдание предельный/непредельный продукты I Я,4-1,8.

Введение в молекулу еданда второй эдектроноакцэ^горней

уксусных кислот

ж\

пп"

Таблица 4

Гемолитическое пирадилзтшшрованиа эйаров замещенных ясиоооосояд

Для- ¡Кон- ¡Выход в % на толь-!вер- [взятый в реак но- *

к

Ояефян

!Соотко- !тегл-1 тенив !пера-¡аидещ: ;алвйш:

ДТШ

тура,

!0п

отъ, ч

сия .¡цйго олефш_

Айнов. предо-¡нзпрэ-

- (ЛЬНОГО ДбЛЬНО-

' . ¡аддтк- го ад~ |та Х;1|дука-а

I, <®з 2-Ш 50:1 0,1 150 10 83 2 ' 3

2. Ра 2-Ш . 50:1 0,1 150 10 61 7 10

3. Й12 2-Ш 50:1 0,1 100 10 64 6 II

4. СН 2-Ш 50:1 0,1 150 10 82 50 -

5'. СМ2 2-Ш . 50:1 0.1 100 ■7.6 80 42 -

6. СНдСО 2-Ш 50:1 0,1 Т50 10 60 35 -

7. СНоСО3 2-Ш' 50:1 -0.1 100 10 93 20 -

8. СОССрНс 2-Ш 50:1 0,1 •150 10 ' 18 6 -

9. ОН 4-Ш ' 50:1 0,1 150 10 82 18 2

10 СЯ 2Ч.1-5-К1 50:1 0,3 150 10 - СЖзДЫ -

II . сн Стирол 50:1 0,1 150 10 85 4 4

12 СН Октен-1 50:1 0,1 100 10 94 72 -

ПЕШЕЧАНИВ: I. Опыты проведены в автоклава.

2. Инициатор - пероксид бензонла.

группы повышает активность адденда. В реакция 2-Ш о цааноук-оуонш эфиром этиловый эфир 2-г#ано-4-(3-пирпднд) бутановой кислоты (XXXIX) получен о выходом 50 %, образование непредельного продукта не наблюдь ся.

Дм сравнения ш провели реакцию присоединения ацэхонитря-ла к 3-Ш в аналогичных условиях. Низкий выход продукта - 4-(2-пирвдил) бут ронитрила (ХЬ) - I % показал незначительную активность аддевда о одной, хотя д активной, СЗГ-группоЙ.

Замена цианогрупш близкими по эяектроотрицателыгооти группами - ацетильной и атожноэфпрной тайке приводит :'. енпде-шго выходов прод^тов (ХЫ) и (ХЗД) до 35 а б % соответственно. Очевидно, о введением объемных заместителей отерпческий фактор приобретает важную роль.

Таким образом, активность этиловых эфиров щюпионовой, малоновой, ф81илу1ссус1юй, адатоуксуекой и цианоукоусной киолот

зависит, очевидно, от элэктрофильности образующихся рэдикалотз, а тато стерическах факторов, и увэличкеается в приведенном порядке.

Датгес на примере цианоуксусного эфира была рассмотрена относительная реакционная способность различных вшшпшродинов (2-, 4-виеил-(4~Ш) , 2-1«!етил-5-ванилпирдтцшы (2-М-5-Ш) в зави-окмоотг от положения СЬС оеязк в цикле, а такке з сравнении о каковой стирола а алкена-1.

Взаимодействие цианоуксусного эфира с олефкнами в условиях, акаясгичннх вышеоЕисашгач, протекает по уравнению:

ся ; сн

! I

35ссн2ооос2н5-!-сн2=онк--^-нгс;,ооссясн2Са2к+н5с;гоосснсн=с1ш

хило, 2-1;-5-гу№), Ерзали:, хит), с6в13(хщц)

Б реакции цианоуксусного зфзра с 4~Ш выход здцукта (ХНП значительно пике, чем продукта (ХХПХ) о 2-Ш, кроме того образуется непредельный гзэодуга (ХЫУ) рэакцией дисцропорционирова-ная аддукт-рцдикалов. Общи® выход аддукгов (ХШ а ЖУ) составляет 20 %. о повшенвем температуры доля непредельного соединения увеличивается.

О 2-М-5-Ш продукт (Х&) обнаружен лишь в следовых количествах,

Реакция циакоуксусяого эфира со стиролом изучена ранее, но пру ^пользовании в качества катализаторов солей меди, при этом подучены замененные циклопропаны. В условиях гомологического првсоэдпнэЕШя образуются зтяловыэ эфиры 2-цаано-4-$енил-бутановс-1 (ХГУ1) и 2-циано-4-фзЕилбутен-3-овоЯ (ХЬУП) кислот о обидам выходом 8

Взаимадействие циаыоуксусного эфара с куклеофилыюй С=С овязыо октева-Т. приводно; к 12 % выходу продукта (ХШ1), очевидце, благодаря благифиягноыу сочетанию поляршх факторов реагентов.

Такш стразом, несмотря на близкую конверсию изученных олефшов <72-94 %), выходы продуктов присоединеция сильно различаться и уменьшаются в ряду: октен-1> 2-Ш > 4-ЕП.> стирол> 2-М-5-Ш.

По всей вэроягиост"1, помвмо электронной плотности, а такие полямеризуемости оле^шноз, немаловажную роль играет стабн кость прочзтчуточнкх радикалов, повышений которой прет та к сни-кег® В1Кодсй "адукгов 1:1 и образованию непредельных чоедше-

ний. Выхода продуктов, очевидно, такко зависят от эффекта поляризуемости винильной группы, которая наиболее высока в случае 2-ВП.

П.2. Нукдеофильноз и гомолитичеокое присоединение зйиров СН-кислот к 2-ВП в условиях мзгфазиого катализа (МФК)

Нуклеофильное присоединение цяаноуксусного, ацетоуксусно-го и малонового зфиров к 2-ВП в условиях ме^разного катализа чтабл.5) проводили при температуре'40 и 80°С, в качестве катализатора использовали бензилгриэтюгашона..хлорид (ЕГЭАХ), деп-ротонивуший агелт-изшльченнкй КОН.

Варьирование условий реакций на примерз цяаноуксусного эфира показало, что изменение соотношения: 2-ВП:КОК от 1:1 до 1:4 способствует говыаению выхода ..родукта (Ш) вдвое, однако дальнейшее увеличение количества щелочи поникает вы, д при возрастании конверсии 2--ВП, очевидно'« процесс идет х-лубзге. Повышение температуры практически еш измэняог еыход продукта. Наиболее закетвоз влияние на количестао образующегося аддукта оказывает длительность нроцесса: увеличенном 89 от 2,5 до 60 часов втаэд продукта повышается о Г? до 52

С ацетоуксуонквд и таюяовда зфяраш 2-Ш реагирует xyse, выходы продуктов (ХЪ1> я (Х£П) составляют 23 и 16 $ соответственно. ■ ■

Таблица 5

Присоединение СН-кислот типа RCHc,C00CoH= к 2-ВП в условиях МФК ^ й °

nni а 1 -------....———.— ------ ¡Соотношение Gli-кис-; Теше- Длят э ль- j Кон л open ¡лота: 2-ВП: КШ: БТЭАЗИратура, ¡ность, {2-ВП, в \. i °с i 4 1 fff' U,L......

I. ON 3:1:1:0,01 % 40 2,5 75 9

2. СИ 3:1:1:0,01 80 • 2,5. 90 8

3. сн 3:1' 0,01 40 S ' ?4. ' 17

4. ON 3:1:2:0,01 40 2,5 71 17

5. СНГ 3:1:2:0,01. 40 60 37 52

6. от 3:1:3:0,01 40 15 92 4

7. СИ" 3:1-0,00526:0,00263 80 20 9G 79

8. СИоОО 3: Is2:0,01 40 60 - 32 23

9. СНгЛО 3:1-0,00526:0,00263 80 4 23 14

Ю.СОССЛк 3:1:2:0,01 40 60 26 16

Il.COOC^tg 3:1-0,00526:0,00263 80 - 4 8 6

Примеры гаюлитяческого присоединения лс С=С связи олефи-нов в условиях МЖ не описаны. Представляло интерес осуществить гошлиткческоэ присоединение СН-кеслот к 2-ВД в условиях МФК. Дня :-..1ицидуования реакций мы использовали персульфат ка- ' лия и ЭДОАХ. Реакции проводили в двухфазной системе: органическая фаза (адденд, сшфтн, растворятель)/твердая фаза (инициатор) „

Исследование реакции цианоуксусного эфира с 2-ВП показало, что выход продукта (XXXIX) достигает 79 % (табл.5), Маяоновый и ацегоуксуснкЕ эфира в этих условиях не проявили такой высо- . кок активности, выходы продуктов (ХЫ) и (ХШ) составили 6 и 14 % соответственно.

Поскольку механизм этого сложного процесса не изучен, шанс предположить, что описанная в литературе общая схема гемолитической полимеризации в условиях МФК, применима для реакций гемолитического присоединения.

Сначала на границе раздела фаз образуется инициатор - персульфат четвертичного аммониевого основания (уравнение I), который затем переходит в падкую органическую шазу и гомолитотес-ки распадается (уравнение 2). Образовавшиеся радикалы затем инициируют .реакцию отрыва атома водорода от СН-киаадты (уравнение 3). Далее происходит присоединение к С=С связи 2-ВН, как в обычном гемолитическом нрэцэссе

Схема 4

1) 2(0^0^(0^)302)ор1,#+%а20а ^ Т-2КСЕ О О

2) о6н5сн2н(о2н5)3о-|-о-о-|-о(с2н5)31гон2с6н5 —

0 0

V

гдан^с^о^-о. • .. и* ■ 6

3) Г^-НЖ^ООСС^-* РЛ+СЬ'йНООШ^Нд ХХХИ, хи, хэд

В результате проведенного исследования разработаны одно-' стадийные способы синтеза труднодоступных производных пиродил-алкилкарбонаша кислот.

Анализ рэакцЕСйн'т. екзеей цроводили методой ГКК, индква^-елъныв продукты реакций идептифицировела при помощи Г1МР- и масс-спешюшарди, ИК-спактроскопии.

Предварительные ^чультатн псоледс ания биологической ак-

тивности синтезированию: соединений показали, что часть соединений обладает некоторой дефоляирунцеХ и гербицпдной активноп-тыо.

ВЫВОДЫ

1. "первые исследованы гемолитические реакции прксоедгле-нкя алкилпяридинов к зфпрам непредельных кислот (бутилакршат, хизтилдалеат, этклундеценат); показано, чтс возрастание реакционной способности аддандоз в ряду т-гано- < £ трнажкилпирЕдивы связано не только, с увеличением числа алкильннх груш, но и с их местонахождением.

3 ряду олефинов гдаксймальний выход аддуктов 1:1 получен в реакциях с дизгилмалеатсм, обладаг наиболее элзктрофалыюй С; V связью.

2. Установлено, что вды&мо не сильного процесса присоединения с образованием здщяоз "41, имэег место перегруппировка радикалов с 1,3- или 1,5-шграцией атома водорода, степень протекший шторой уменшае'А'ся с ■цовыаеткал Н-донорной активности аддеяда и уменьшением стабильности промежуточных а^кт-радика-лов.

3. Осуществлено гемолитическое дярдвддат/ллрование эфиров замещенных уксусных кислот Я-йяняяпйридтом, выходы аддуктов 1:1 уменьшаются в ряду: этилогке зфирк адшоудсусной > ацатоук-сусной>феншгуксу сной. > малоновой > лросяоновой кислот.

4. Изучено гемолитическое присоединение пиааоуксусного эфира к С=С связи различного типа. Ряд активности олвфиновгок-тен-Х >2-? 4-вйншширвдины> стирол > 2-ьиз.тл-5-вияшиа®й1шн интерпретирован о учетом электронной плотности и. поляризуемости СС связи, а такие полидаризуемости олефчна.

5. Впервые осуществлено гемолитическое присоединение эфиров СИ-кнсло? к 2-зи1лляирздину в условиях' мзкйазного катализа л

6. Разраооташша мйтодн синтеза труднодоступных производных пгфидшиякидкарбоноввх кислот реакция,® присоединения ал-

килпиридшов к олефлнам о одной стороны, и пиредялэтилнровэпе-

ем ОН-кислот вшилпириданаш о другой, могу? быть в ряде случаев рекомендованы как препаративные. •

Предварительные результаты исследования биологической активности синтезированных соединений показали, что некоторые из них обладают средней дефзллярущай а гербшшдной аа_.дшоо-тьа.

Основное содержание диссертации излоаеко в работах:

1. Мднбаева Ч.К., Галустьян Г.Г., Ильясов Е.А., Салахутди-вова В.М. ^омолитическое присоединение алкилпирвдинов к эфирам малеиновой и j. ,з-кзцргделышх карболовых кислот. // Химия и технология пиридинсодертащих пестицидов: Тез. докл. Есасоюз. конф. 12-16 декабря 1988 г. - Черноголовка, 1988. - С. 57-53.

2. Минбаева Ч.Е., Галустьян Г.Г., Ильясов Е.А. Синтез эфа-ров 2-гшридилалкилкарбоновых кислот. // Потребители и производители органических реактивов: Тез. докл. Семинара-совещания.

- 5. 24-29 апреля 1991 г. - Диликаа, I99Ï. - 182 о.

3. Минбаева Ч.К., Галустьян Г.Г., Ильясов Е.А. Гомологическое пирвдииэтилирсшание эфиров замешенных кислот. // Тез. докл. конф. молодых ученых института 22-23 мая 1991 г. - Ташкент, ЮСРВ. 1991. - С. 39-40.

4. Минбаева Ч.К., Галустьян Г.Г., Ильясов Е.А. Гомолити-ческое присоединение алкшширидинов к н-<5ут.илакрилату. // Уз б. хил. к. - Ï99I. - й 4. - G; 32-36.

5. Минбаева Ч.К., Галустьян Г.Г., Юсупова В.М., Ильясов Е.А. Свободнорадикальное присоединение алкилдиридинов к ди-эткловшу эфиру малеиновой кислоты // ЖОрХ. - 19Э2. - Т.28. -Вкл.2. - С. 1-8. '