Синтезы на основе цис-, транс-1,3-дихлорпропенов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

ШИРИАЗДАНОВА АЛИЯ РЕНАТОВНА

СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ цистранс- 1,3-ДИХЛОРПРОПЕНОВ

Специальность 02.00.03 - Органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

1 7 МАР 2011

Уфа-2011

4840983

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет».

Научный руководитель доктор химических наук, профессор

Злотский Семен Соломонович.

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Докичев Владимир Анатольевич

кандидат химических наук, доцент Дехтярь Татьяна Федоровна

Ведущая организация ГОУ ВПО «Башкирский

государственный университет»

Защита состоится « 5 » апреля 2011 года в 12-00 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д.212.289.01 при ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет».

Автореферат диссертации разослан «¿73» марта 2011 года.

Ученый секретарь совета , ' Сыркин А.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Стереоизомерные 1,3-дихлорпропены, образующиеся при промышленном производстве хлористого аллила, представляются перспективными в плане использования в качестве исходных соединений для органического синтеза.

Последние годы возрастает интерес к хлорсодержахцим простым и сложным эфирам, хлоралкилкарбо- и гетероциклическим соединениям, что определяет актуальность изучения реакций 1,3-дихлорпропенов. В плане получения поли-фупкциональных гам-дихлорциклопропанов с контролируемой стереохимией, индивидуальные стереоизомерные 1,3-дихлорпропены особо важны. Этим определяется 'актуальность и перспективность темы диссертационного исследования.

Работа выполнена в соответствии с заданием Министерства образования и науки Российской Федерации по тематическому плану НИР УГНТУ «Исследование каталитических реакций получения замещенных циклопропанов из олефинов и диенов с целью создания малотоннажных продуктов, мономеров и реагентов для ключевых отраслей народного хозяйства» (per. номер 0120.0 410562) на 2006-2010 гг.

Цели работы:

- получение индивидуальных цис-, транс- изомерных простых эфиров, симметричных <и несимметричных диэфиров на основе цис-, транс- изомеров 1,3-дихлорпропена и их вовлечения в получение замещенных гем-дихлорциклопропанов;

- определение относительной реакционной способности изомеров 1,3-дихлорпропена в реакциях О-алкилирования и дихлоркарбенирования;

- изучение окисления 1,3-дихлорпропенов и соединений на их основе;

- каталитическое циклопропанирование стереоизомеров 1,3-дихлорпропена метилдиазоацетатом.

Научная новизна

Определены относительные реакционные способности цис- и трансизомеров 1,3-дихлорпропена в реакциях О-алкилирования и дихлоркарбенирования. Установлено, что по активности транс- 1,3-дихлорпропен в реакции О-алкилирования превосходит цис-изомера, а в реакции дихлоркарбенирования активнее последнее. I

Доказано, что присоединение дихлоркарбена к цис- и транс- 1,3-дихлоо-пропенам и соединениям на их основе происходит строго стереоспецифично.

При каталитическом циклопропанировании 1,3-дихлорпропенов метилди-азоацетатом образуются как продукты внедрения метоксикарбонилкарбена по С=С-связи, так и диастереоизомеры [2,3]-сигматропной перегруппировки.

Практическая ценность работы:

Для ряда полученных соединений обнаружена и доказана возможность использования в качестве гербицидов. Испытания прошли в лаборатории препаративных форм и биологических испытаний ГУ «Научно-исследовательский технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений».

Апробация результатов работы

Результаты исследований представлялись на Международной научно-технической конференции - Китайско-российское научно-техническое сотрудничество «Наука-образование-инновации» (КНР, Харбин-Санья, 2008), Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук» (Уфа, 2008), VII Всероссийской конференции «Химия и медицина. ОРХИМЕД-2009» (Уфа, 2009), XXII Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии» (Уфа, 2009), Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (Рязань, 2009), Международной конференции по химии «Основные тенденции развития химии в начале XXI века» (С.-Петербург, 2009), VIII Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 80-летию Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина (Москва, 2010), VIII Всероссийской конференции с международным участием «Химия и медицина» (Уфа, 2010).

Публикации.

По материалам диссертационной работы опубликовано 14 печатных работ, в том числе 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК, и 8 в материалах конференций.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части и выводов. Материал работы изложен на 103 страницах машинописного текста, содержит 12 таблиц, 2 рисунка. Список литературы включает 92 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность за внимание и неоценимую помощь

при выполнении работы к.х.н. СпирихинуЛ.В. ик.х.и. Султановой P.M.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 Синтез индивидуальных стереоизомерных

эфиров - производных цис-, транс- 1,3-ДИХлорпропенов

1.1 Синтез цис-, транс- хлораллиловых эфиров

В настоящей работе* проведены синтезы на основе индивидуальных изомеров 1,3-дихлорпропена, выделенных из хлорорганических отходов.

При промышленном получении хлористого аллила образуется 6-13% 1,3-дихлорпропена в виде смеси цис- и транс-изомеров (eis-1, trans-1). Высокая разница в температуре кипения (цис-изомер - 103°С и транс-изомер - 112°С) позволяет четкйй ректификацией разделять изомеры (чистотой не менее 96%) и рассматривать их как исходные соединения в органическом синтезе.

На основе выделенных стереоизомеров предприняли О-алкилирование фенола, бутанола и этиленгликоля с получением соответствующих эфиров.

Для получения изомерных фенилхлораллиловых эфиров (eis-2, trans-2) использована ранее описанная в литературе методика (к растворенному фенолу в изопропиловом спирте (ИПС) в присутствии твердого NaOH добавлено соответствующие изомеры 1,3-дихлорпропена при температуре 50-55° С), позволяющая получать продукты с выходами более 90%. Реакция О-алки-лирования бутанола с соединениями cis-l и trans-1, приводящая к соответствующим хлораллиловым эфирам бутанола (cis-3, trans-Ъ) протекает в две стадии, где на первой стадии образовывается бутилат натрия, затем к полученному алкоголяту прикапывали соответствующие олефины (схема 1):

Схема 1

растворитель,

R - ОН + -^ RCr^^CI

NaOH, 50-55 С c/'s-f, frans-1 eis- 2, 3; trans- 2, 3

R = Ph (eis-, trans-2)-, R = Bu (eis-, trans-Ъ)

Хлораллилбутиловые эфиры eis-, trans-Ъ получены с выходами более 90%.

Пространственное строение выделенных эфиров cis-2, 3, trans-2,3 установлено на основании данных ЯМР 'Н.

нс на нь

Нч > У-О

У-П- Cl >R

CI7 V ■ . Hd

trans-1,2,3 cü-1,2,3

R=C1 (eis-, trans-1), R=OPh (eis-, trans-2), R=OBu (си-, trans-Ъ)

' Конверсия исходных веществ, выходы образовавшихся продуктов и селективность реакции рассчитывались по результатам ГЖХ анализа с использованием внутреннего стандарта.

В спектре ЯМР 'Н соединении trans-X протон На резонирует в области 6.35 м.д. в виде дублета с константой спин-спинового взаимодействия (КССВ) JJ=13.2 Гц, а в соединении c/s-1 ему соответствует дублет - 6.23 м.д. с константой 3J=7.2 Гц. Величины констант спин-спинового взаимодействия На и Нь, равные 13.2 и 7.2 Гц, указывают на транс- и z/ис-расположение протонов Наи Нь, соответственно. Аналогичным образом было определено транс- и цис- строение соединений cis-2, 3, trans-2,3 (табл. 1).

Протоны На и Нь в изомерах trans- 1, 2 и 3 находятся в более слабом поле, чем в изомерах cis-1, 2 и 3 из-за цис -влияния заместителей при атомах углеро-дов С1 и С2. Это связано с тем, что сигналы олефиновых протонов в цис- положении к электроотрицательному заместителю расположены в более слабом поле, чем в транс- положении.

Таблица 1

ЯМР 1Н - спектры соединений cis-1,2,3 и trans- 1,2,3

Соединение Химические сдвиги протонов, (S м.д.) кссв а-% Гц

На НсиНа

нс Н • C-CI с=с^ н Cl н" trans-1 6.35 6.19 4.04 13.2

н° 1, С1 С—С1 н' ^ cis-1 6.23 6.03 4.22 7.2

нс Н • С—OPh ws< с|/ Ч"ь trans-2 6.30 6.19 4.52 13.3

н= Cl ¿—OPh VI Vld С=С Hd X,,h cis-2 6.23 6.03 4.85 7.2

H" С—ОВц cl H trans-3 6.2В 6.09 3.95 13.2

н° Cl, С^-ОВи WS-V cis-3 6.15 5.95 4.10 7.3

Как видно из таблицы 1 константа спин-спинового взаимодействия протонов На и Нь не зависит от природы заместителя.

По выше приведенным методикам О-алкилирования, проведены синтезы на основе хлористого аллила (4) и металлилхлорида (5) с фенолом, с получением соответствующих аллиловых эфиров 4а и 5а с выходами 93% (схема 2).

Схема 2

V

Х=С1, Y= Н (4); Х=С1, Y= СН3 (5); Y= Н (4а); Y=CH3 (5а)

Поскольку хроматографически количественно разделить изомеры eis-, trans-2 не удалось, определение относительной реакционной способности соединений eis-, trans-1 проведено, сравнивая их с ближайшими аналогами - хлористым аллилом 4 и металлилхлоридом 5. Определение реакционной способности по выходу продуктов реакции проведено при конверсии реагентов менее 30%.

Используя метод конкурентных реакций, найдено, что трапс-пзомер в О-алкилировании в 4 раза активнее олефина 4 и в 1,5 раза активнее олефина 5. Дмс-изомер уступает в активности олефинам 4 и 5 (табл. 2).

Таблица 2

Относительная реакционная способность моно- и дихлоралкенов в О-алкилировашш фенола

0,005 моль олефинов си-, trans-1; 4 и 5,0,1 моль ИПС, 0,01 моль фенола, 0,015 моль NaOH, 55-60 'С

ИсходныЬ соединения Продукты реакции A/B

А В

CI—V Н Ли Н CI trans-1 CI—ч \=сн2 4 Ó" ^^ trans-2 Jv/^CH, 4a 4.0

trans-1 с,'У*2 СН3 5 Ó' ^^ trans-2 o 5> 1.5

CI н cis-1 а—i 4 "í I a ó « ó. 0.8

н CÍS-Í /\ /,СН2 CI V/ СН3 g «л Ó ^ eis -2 ¿H, Ó , 0.3

/\ /СН2 CI N^ СН3 s CI—у \=СН2 4 CH, o s. ó41 2.5

1.2 Синтез диэфиров этиленгликоля

Продолжая рассматривать стереоизомеры 1,3-дихлорпропена как перспективные исходные соединения в синтезе биологически активных и лекарственных препаратов, были синтезированы симметричные и несимметричные диэфиры этиленгликоля.

Симметричные диэфиры {trans-, trans-6 и eis-, cis-T) этиленгликоля были получены О-алкилированием этиленгликоля в межфазных условиях (на 0,1 моль этиленгликоля 0,2 моль олефина, 0,2 г катализатора межфазного переноса -катамина АБ, 20 г 50% водного раствора NaOH), синтез проведен при температуре 80 °С в течение 8-12 часов:

уОН , 50%p-pNa011

+ trans-1, els-1

катамин АБ, 80 "С

trans, trans-6

cis,cis-7

Несимметричный диэфир (trans-, cis-9) был получен через промежуточное соединение (8), которое было синтезировано О-алкилированием этиленгликоля (5-кратный мольный избыток) транс- 1,3-дихлорпропеном. Затем выделенный моноэфир 8 подвергался дальнейшему О-алкилированию у «с-1,3-дихлорпропеном:

8 trans-, eis- 9 ¿1

Диэфиры этиленгликоля trans-, trans-6, eis-, cis-1 и trans-, cis-9 были получены с соответствующими выходами 91 и 80 %.

2 Дихлоркарбенирование цис-, транс- 1,3-дихлорпропенов и

эфиров на их основе

В условиях межфазного катализа дихлоркарбены селективно присоединяются по двойным связям олефинов с образованием соответствующих замещенных гем-дихлорциклопропанов.

Проведены дихлоркарбенирование цис-, транс- 1,3-дихлорпропенов и их производных в ранее найденных условиях (0,1 моль олефина, 4 моль СНС13, 4 моль 50%-ный водный раствор NaOH, 0,2 г катализатора катамина АБ), в результате которого были получены соответствующие замещенные гем-дихлорциклопропаны:

Cl Cl

: CCI,

'Cl

cis-1,2, 3; trans-l, 2,3 сй-10,11,12; trans-10,11,12

R=C1 (eis-1,10; trans-l, 10); R=OPh (cis-2,11; trans-2,11); R=OBu (eis-3,12; /га/«-3,12)

ТЪи-дихлорциклопропаны - 1,1,2-трихлор-З -(хлорметил)циклопропаны eis-, trans-10', фенил(2,2,3-трихлорциклопропил)метиловые эфиры eis-, trans-ll и бутил(2,2,3-трихлорциклопропил)метиловые эфиры eis-, trans-12 были получены с выходами 88..91%.

Строение выделенных соединений c/s-10,11, 12 и trans-10,11,12 установлено на основании данных ЯМР *Н.

trans-l0,11,12 eis -10,11,12

R=C1 (eis-, trans-10); R=OPh (eis-, trans-ll); R= ОС4П9 (eis-, trans-12)

В спектрах ЯМР 'H гаи-дихлорциклопропанов c/s-10,11,12 и trans-10,11, 12 наблюдается, что константа спин-спинового взаимодействия г/ис-протонов На и Нь больше, чем константа транс-протонов На и Hb (3'J4UC>3Jmpa„c)-

Анализ ЯМР 'Н показал, что протон На в изомерах eis-, trans-10 дает сигнал дублетом 3.32 м.д. с КССВ 3J=6.2 Гц и 3.57 м.д. с КССВ V=7.7 Гц, соответственно. Отсюда следует, что в соединении trans-10 протон с сигналом в виде дублета с КССВ 3J= 6.2 Гц находится в транс-положении, соответственно в соединении c/s-10 протон с сигналом дублета с КССВ 3J= 7.7 Гц в цис-положении. Химические сдвиги протонов Н3 и Нь имеют меньшее значения в соединениях транс-, чем цие-, так как сигналы протонов циклопропанового кольца в г/ие-положении к электроотрицательному заместителю расположены в более сильном поле, чем в транс-положении. Аналогичным образом были определены структуры соединений т-11,12 и trans-ll, 12 (табл. 4).

Эквивалентные протоны Нс и Hd изомеров trans-10, 11, 12 находятся в области сильного поля по сравнению с протонами Н° и Hd изохмеров eis-10,11 и 12 из-за транс-влияния электроотрицательного заместителя - атома хлора при атоме углерода С1.

Таблица 4

ЯМР 'Н - спектры соединений т-10,11,12 и /гаш-10, 11,12

Соединение Химические сдвиги протонов, (8 М.Д.) КССВ -V, Гц

Н' н" Н'иН"

3 V с 2 а аад-10 3.32 2.12 3.65 6.2

1а с н^с Л

V8 зи_— С1 нЬ Я ¿1 т-10 3.57 2.27 3.75 7.7

3 1а Аг ^с 14 й н-с-н 41 1 -1 ОРИ ?га/и-11 3.45 2.23 4.16 6.2

С1 а орь сй-11 3.75 2.40 4.25 7.8

3 г» ^ с 1 4 (I н-с-н -I 1 -I ОВи ¡га пх 12 3.50 2.33 3.47 6.3

I 3 13 :1 Й2 -1 ОВи см-12 3.65 2.41 3.51 7.8

Конкурентное карбенирование стереоизомерных 1,3-дихлорпропенов и их производных с хлоралкенами 4 и 5 позволило оценить их относительную реакционную способность. Определение активности по выходу продуктов реакции проводили при конверсии реагентов менее 30% (табл. 5).

и

Таблица 5

Относительная реакционная способность олефинов eis-, trans-1; 4 и 5 в реакциях дихлоркарбенирования.

(0,01 моль олефинов eis-, trans-1; 4 и 5; 60 мл СНС1з, 64 мл NaOH (50%-ный водный раствор),

0,02 г катамина АБ; 40 °С)

Исходные соединения Продукты реакции А/В

А в

сГ^СН2 4 Cl-л н >< Н CI trans-1 CI CI с,лА 46 а а н Cl trans-10 1.7

crvCH2 4 Cl-л CI к eis-1 CI С| 46 и сй-10 1,0

сЛ/Н2 СН3 5 Cl-x н >< Н CI trans-1 ас, сЛД 56 ас, н C1 trans-10 18

сГуСН2 сн3 5 4 CI CI сГхД снз 56 au с,лд 46 11

Н Н i trans-Ъ trans-г а а trans-11 с, а гЛ а ^^ trans-И 1,8

V н ei trans-1 н С, п trans-1 а ci 01 trans-10 а а ^^ trans-11 1,3

н н eis-1 И н О-' CI 6 41 И eis-10 ci а ^^ сй-11 2,0

Ct—\ CI н н cis-1 о ^^ trans-1 н eis-10 % ^ trans-11 2,3

Было определено, что транс-изомер примерно в 2 раза уступает в активности хлористому аллилу и в 20 раз менее активен, чем металлилхлорид. В тоже время цис-изомер совпадает по активности с хлористым аллилом и в 9 раз

уступает металлилхлориду. Таким образом, cis-1 в данной реакции в 2 раза активнее, чем írans-2. Видимо, это объясняется тем, что в г/г/с-изомере облегчен подход карбена :ССЬ с одной стороны двойной связи, где отсутствуют заместители, тогда как в транс-изомере образованию цикла с одной стороны двойной связи мешает СН2С1-группа, а с другой стороны атом хлора.

Изучение реакции дихлоркарбенирования диэфиров этиленгликоля

Наличие двух двойных связей в соединениях 6, 7, 9 с химической точки зрения представляет значительный интерес. Так как замещенные гем-дихлорциклопропаны широко используются как реагенты и полупродукты в органическом синтезе, в этой связи было предпринято углубленное и расширенное изучение дихлоркарбенирования диолефинов 6, 7, 9 с целью получения моно- и бис-г&м-дихлорциклопропанов.

В условиях межфазного катализа имеет место последовательное присоединение дихлоркарбенов по двойным связям диенов 6 и 7 с образованием соответствующих моно - 6а, 7а и бис - 66, 76 гем-дихлорциклопропановых структур, используя метод генерирования дихлоркарбенов по Макоши.

Реакции вели температуре 40°С в течение 22-24 часов с использованием катализатора межфазного переноса - катамина АБ:

6,7 6а, 7а

66,76 I

CI

6,6а, 66 {транс-, транс- структура) 7, 7а, 76 (цисцис- структура)

Замечено (рис. 1, 2), что на первых стадиях (момент поступления щелочи в реакционную массу и генерирования дихлоркарбена) процесс протекает наиболее интенсивно. Через 6-8 часов после начала проведения реакции образуются 55-65% продуктов монокарбенирования диэфиров, тогда как через 20 часов выход целевого бис-гам-дихлорциклопропана достигает 80%. Значит, лимитирующей стадией скорости процесса является не генерирование дихлоркарбена, а его присоединение по двойной связи.

На основании результатов кинетических исследований (рис. 1, 2) были вычислены относительные константы скорости к (час-1)* дихлоркарбенирования диолефинов 6, 7 и 9 и их монокарбенированных производных 6а, 7а и (9а+9б). Величины к (час"1) рассчитаны для системы, в которой имеет место более чем десятикратный избыток хлороформа, поэтому карбенирование можно рассматривать как .реакцию псевдо первого порядка по непредельному соединению.

Дихлоркарбенирование транс-, транс-1,2-дихлораллилоксиэтана 6

время, ч

Дихлоркарбенирование цис-, цис-1,2-дихлораллилоксиэтана 7

время, ч

Рисунок 1 - Дихлоркарбенирование симметричных диолефинов 6 и 7 0.1 моль олефина, 300 мл СНС13, 320 г 50%-ного водного раствора №ОН, 0.2 г катамин АБ, 40°С

Судя по кинетике расходования (рис.1) исходных диолефинов 6 и 7 и накопления моно-ба, 7а и бис-бб, 76 продуктов, в изученных условиях цис-изомер 7 активнее транс-структуры 6 в 1.4 раза, что справедливо и при

" Величины относительных констант скоростей вычислены с помощью компьютерной программы Яе^ап

сравнении монокарбенированных соединений ба и 7а (к]б=0.28 час"1 , к1?=0.38 час"1, к26а=0.14 час"1, к27а=0.18 час"').

Этот результат хорошо согласуется с обнаруженной ранее большей реакционной способностью цас-1,3-дихлорпропена по сравнению с транс-1,3-дихлорпропеном в реакции с дихлоркарбенами.

При дихлоркарбенировании несимметричных диэфира 9, содержащего как цис-, так и транс- пропенильный фрагменты на первом этапе параллельно образуются оба возможных алкенил-гем-дихлорциклопропана 9а и 96. При исчерпывающем карбенировании алкенил-гем-дихлорциклопропанов образуются бициклические соединения 9в:

:СС1,

В смеси монокарбенированных продуктов 9а и 96 доминирует олефин 9а с транс-ориентацией атома хлора при двойной связи (9а:9б=1.5:1).

Расчет констант скоростей (рис.2) карбенирования диолефина 9 показывает, что по активности соединение 9 уступает эфиру 7, но превосходит объект с траяс-конфигурацией 6 (к19=0.30 час'1).

0,35 -,

Рисунок 2 - Дихлоркарбенирование несимметричного диолефина eis-, trans-9 0.1 моль олефина, 300 мл CHCI3,320 г 50%-ный водный раствор NaOH, 0.2 г катамин АБ, 40сС

Отметим, что прямое сопоставление активности соединений 6 и 7 по отношению к дихлоркарбену методом конкурентных реакций показало, что цис, цис- объект 7 в 1.5 раза активнее транс, транс- эфира 6, Этот результат хорошо совпадает с приведенными выше данными.

3 Окисление цис-, транс- 1,3-дихлорпропенов и их производных

Хлоролефины, с хлором при двойной С=С- связи, реагирует со многими окислителями: КМп04, НИОз, СгОз, кислородом, озоном, надкислотами и др. При этом в, зависимости от ряда факторов образуются различные кислородсодержащие соединения.

Изучено окисление хлористого аллила, 1,3-дихлорпропенов, а также некоторых продуктов на их основе перманганатом калия в кислой среде в условиях межфазного катализа катамином АБ.

Окисление хлористого аллила 4 протекает как с сохранением хлора, так и с его отщеплением, что и приводит к следующим кислотам (13-15):

Окисление eis-, trans-l изомеров протекает с образованием в основном уксусной (14) и монохлоруксусной (15) кислот. В продуктах реакции также присутствует 2-хлорпропионовая кислота (16), образующаяся, очевидно, за счет окисления концевой CHCl-группы без разрушения углеродной цепи. Это направление более характерно для см-1:

он

14

40%

13

7%

15

50%

КМпОд, H2SO,

13+14 + 15 +

катам и н АБ

eis-, tram-1

jracitl: 4% 34% 51% для trans-l: 6% 41% 46%

4%

8%

При окислении аллил-(17) и 3-хлоралли л бутиловых эфиров eis-, trans-Ъ наряду с монокарбоновыми кислотами (13, 14, 18) и бутоксиуксусной кислотой (19) в продуктах окисления эфиров eis-, trans-Ъ также присутствует

2-бутоксипропионовая кислота (20), выход которой максимален в случае эфира с/$-3:

катзмин АБ

'8 ¿Н

К"н(17> для 17: 5% 23% 28%

К=С1(сй-,«гши-3) длясй-З: 7% 24% 20%

для й-лш-З: 9% 28% 20%

+ Н3С

для 17: 41%

для ев-3: 35% 9%

для (галв-З: 30% 5%

Перманганатом калия так же были окислены соединения, содержащие геи-дихлорциклопропановый фрагмент. Продукт неполного дихлоркарбениро-вания диаллилового эфира (21) был окислен в этих условиях до гем-дихлор-циклопропилметоксиуксусной кислоты (22). Кроме того, в реакционной массе обнаружена гам-дихлорциклопропилкарбоновая кислота (23):

о

о

|\ _ КМпО,, Н,30, IV- //

_____ и + м ^ ,он

01 5% 28% С1 „ С1

21 22 23

50% 10%

Более сложно и менее селективно протекает окисление синтезированного ранее производного этиленгликоля (7а). В продуктах реакции присутствуют две алкоксиуксусные кислоты, что связано с окислением как по двойной, так и по СНг-О-связям:

,3 + ,« + СЧгХо" +

~ г ^ катании АБ \/

С1С1

01 8% 24% ° С1 14 16%

25 10% 4 32%

Отметим, что окисление олефина ск-1 перманганатом калия в неполярном растворителе (циклогексан), приводит только к уксусной кислоте 14 (выход 97%).

Приведенные выходы кислот определены хроматографически после перевода их в соответствующие этиловые эфиры и являются относительными.

4 Каталитическое циклопропанирование стереоизомерных 1,3-дихлорпропенов метнлдиазоацетатом

Известно, что йзаимодействие аллилгалогенидов с алкилдиазоацетатами в присутствии медных и родиевых катализаторов приводит как к продуктам С-Х-внедрения, так и циклопропановым аддуктам. В настоящей работе исследовано взаимодействие транс-, цис- 1,3-дихлорпропенов с метнлдиазоацетатом в присутствии Си(асас)2.

Эксперименты показали (табл. 6), что при циклопропанировании 1,3-дихлорпропенов метнлдиазоацетатом образуются продукты [2+1] присоединения - метиловые эфиры циклопропанкарбоновых кислот в виде смеси транс-, цис- изомеров (27а,б и 29а,б), также продукты [2,3]-сигматропной перегруппировки - диастереоизомеры метиловых эфиров 2,3-дихлорпент-4-еновых кислот 28а,б.

С1

ц" ^ ^ Ы2СНС02Ме

С/5-1

Си(асас)г

Си(асас)г

СО,Ме

СН,С1 С1

со,

СН2С1

27а

276

С! ,СН2 С1 /СН?

С1

у-—сн

ЧСООМв

н

Су{асас)2

СГ + М2СНС02М8

Ьгап&Л

СН2С1

Таблица 6

Выход и соотношение продуктов взаимодействия 1,3-дихлорпропенов с метилдиазоацетатом

(мольное соотношение олефии: КгСПСОгМе : кат = 7:1:0.01, растворитель - дихлорэтан, Т = 75°С)

Исходное соединение Выход, % (соотношение изомеров)

27а+27б 28а+28б 29а+29б

сй-1 42(8:1) 23 (1:1) -

- 60 (1.5:1) 7(5:1)

Из цис-изомера 1,3-дихлорпропена (табл. 6) циклопропаны 27а и 276, образуются в сопоставимых количествах с линейными эфирами 28 а,б. Преобладание изомера 27а связано с тем, что циклопропанирование двойной связи протекает с наименее затрудненной стороны.

Транс-изомер в основном реагирует с метилдиазоацетатом по известной схеме [2,3]-сигматропной перегруппировки и превращается в линейные диастереомеры 28 а,б с общим выходом 60%, также в реакционной массе присутствуют и метиловые эфиры циклопропанкарбоновых кислот 29 а,б.

Отметим, что продукты внедрения метоксикарбонилкарбенов по аллильной С-С1 связи, которые являются основными в случае хлористого аллила нами не обнаружены. Вероятно, это связано с тем, что атом хлора при двойной связи существенно понижает ее донорную способность, что ограничивает подвижность галогенов в СНгО-группе.

Соотношение изомеров 27а/27б, 28а/28б, 29а/29б определялись по результатам хроматографического анализа и интегральной интенсивности сигналов в ЯМР 'Н - спектрах.

Из реакционной массы методом колоночной хроматографии были выделены смеси транс-, цис- изомерных циклопропанов 27а+27б и 29а+29б, а также смесь диастереомеров 28а+28б. Их строение было доказано методами ЯМР !Н и хроматомасс-спектрометрии.

Сигнал протона циклопропанового кольца, связанный с метоксикарбо-нильной группой в /и/аднс-изомере 27а, проявляется в области 1.89 м.д. дублет-дублетом с константами спин-спинового взаимодействия 3//.з=5.7 Гц и 3-5 Гц, тогда как сигнал аналогичного протона в цис-изомере 276 находится в более слабом поле (1.92 м.д.) с КССВ 3/;.3=9.0 Гц и 1/;_2=8.0 Гц.

Мультиплет протона циклопропанового кольца при СН2С1-группе транс-изомера 27а резонирует в более сильном поле (2.07 м.д.), чем аналогичный протон в г/моизомере 276 (2.15 м.д.). Протон циклопропанового кольца при хлоре в /иракс-изомере 27а проявляется дублет-дублетов в области 3.63 м.д. с константами спин-спинового взаимодействия *J2.3=7.6 Гц и V?./ =3.5 Гц, тогда как сигнал аналогичного протона триплет в цис-изомере 276 находится в более сильном поле - 3.57 м.д. с равными КССВ lJ2.j и 'J2.3 8.0 Гц.

Сигнал протона СН-группы циклопропанового кольца, связанного с метоксикарбонильной группой в соединении 29а резонирует в области 2.26 м.д. с КССВ V/j = 3.8 Гц и 3J/_j = 10 Гц, тогда как сигнал аналогичного протона в изомере 296 в более слабом поле (2.32 м.д.) с КССВ = 4.0 Гц, 3Jj.2 = 7.8 Гц. Протон циклопропанового кольца при атоме хлора в соединении 29а наблюдается в виде триплета в области 3.45 м.д. с константами спин-спинового взаимодействия 2J2-3 и 2J2_i 3.8 Гц. Аналогичный ему протон в соединении 296 резонирует дублет-дублетом в области 3.61 м.д. с КССВ 3J2.; =7.8 ru,3J2j=4.0 Гц Мультиплеты протонов циклопропанового кольца при СН2С1-группе соединений 29а и 296 резонируют в областях 2.08 и 2.15 м.д. соответственно.

В спектре ЯМР 'Н смеси соединений 28а/28б наблюдаемый дублет-дублетов в области 4.77 м.д. с константами спин-спинового взаимодействия 3J3-4= 8.3 Гц и 3= 5.9 Гц принадлежит протону CHCl-группы, близлежащей к двойной связи.' Триплет, наблюдаемый в спектре ЯМР 'Н соединения 286 в области 4.66 м.д. с константами, спин-спинового взаимодействия V?.* и 9.5 Гц принадлежит аналогичному протону. Протон CHCl-группы, связанной с метоксикарбонильной группой соединения 28а проявляется дублетом (5ц 4.48 м.д. с КССВ V = 5.9 Гц), тогда как сигнал аналогичного протона соединения 286 появляется в более сильном поле (8н 4.29 м.д., КССВ ъ3-9.5 Гц). Величины констант спин-спинового взаимодействия двух протонов СНС1-групп, равные 5.9 и 9.5 Гц, согласно литературным данным указывают на взаимное расположение протонов по одной стороне (эрмтро-диастереомер) или по разные стороны (шреодиастереомер), соответственно.

В масс-спектрах соединений 27 а,6 и 29 а,б молекулярные ионы отсутствуют. Их распад протекает практически аналогично для цис- и трансизомеров. Наиболее интенсивными являются пики ионов с m/z 133/135 (100%).

Масс-спектры диастереомеров 28 а,б также не содержат молекулярные ионы. Максимально интенсивным осколком для 28 а,6 является катион с m/z 145/147 (100%), образовавшийся в результате отщепления атома хлора.

Основное направление диссоциации протекает практически аналогично для эритро- и отрео-диастереомерам 28 а,б.

5 Некоторые области и направления практического использования синтезированных соединений

5.1 Гербицидная активность

В лаборатории препаративных форм и биологических испытаний ГУ «НИТИГ АН РБ» была оценена возможность и перспективность использования некоторых синтезированных соединений в качестве биоактивных препаратов. Оценку гербицидной активности препаратов проводили в лабораторных условиях на проростках подсолнечника (табл. 7).

Таблица 7

Первичный скрининг ряда синтезированных соединений

(водные эмульсии препаратов, концентрацией действующих веществ 5 мг/л и 10 мг/л)

Препарат Концентр ация, мг/л Длина побега, мм Масса побега, г

Средняя длина, мм % ингибиро-вания Средняя масса, г % ингиби-рования

Контроль - 52.6 - 0.21 -

н п ^^ trans-2 5 46.2 12.2 0.21 0.0

10 39.7 24.5 0.18 14.3

и? о-чИч. ^ cfa-2 5 44.5 15.4 0.19 9.5

10 44.0 16.4 0.19 9.5

н н н i trans-, trans-6 5 46.7 11.2 0.20 4.8

10 33.9 35.6 0.17 19.0

Н CI CI н eis-, cis-1 5 42.6 19.0 0.19 9.5

10 47.4 9.9 0.19 9.5

CI CI XICI trans-ll 5 48.1 8.6 0.18 14.3

10 49.1 6.7 0.20 4.8

CI CI jA ifi ^^ eis -11 5 50.8 3.4 0.20 4.8

10 42.3 19.6 0.20 4.8

Эталон Октапон-экстря 5 21.3 59.5 0.15 28.6

10 19.8 62.3 0.14 33.3

Результаты скрининга (табл. 7) показали, что препараты проявляют гербицидную активность, особенно транс-, транс- дихлораллилоксиэтан 6 и «ранс-хлораллиловый эфир фенола trans-2 при концентрациях 10 мг/л, уступая эталону - Октапон-экстра - в 1,5-2 раза.

S.2 Прогноз биологической активности синтезированных соединений с использованием компьютерной системы PASS

Синтезированные соединения, содержащие хлораллильный и циклопропановый фрагменты представляют значительный интерес как потенциально ^биологически активные соединения. С целью выяснения биологического потенциала синтезированных соединений была произведена оценка спектра их биологической активности с помощью компьютерной программы PASS (Prediction of Activity Spectra for Substances), которая была разработана в НИИБМХ РАМН, и в настоящее время позволяет прогнозировать более 3678 фармакологических эффектов и механизмов действия на основе структурной формулы химического соединения. Проведенные расчеты показали, что ряд синтезированных соединений могут проявлять различную активность (табл. 8).

Таблица 8

Прогнозируемая фармакологическая активность , соединений согласно PASS

Прогнозируемая активность Вероятность, Pa / Pi

Соединение

CIS-, trans- 2 CIS-, trans- 3 6,7 66,76 CIS-, trans- 10 CIS-, trans-11 CIS-, trans-12

Antiviral 0.825 0.634 0.772 0.642 0.666 0.561 0.693

Antibacterial 0.630 0.626 0.662 0.874 0.801 0.883 0.926

Antimetastatic 0.785 - - - 0.768 0.706

Antidiabetic 0.825 0.626 0.772 - 0.517 - -

Antiparasitic - 0.680 0.558 0.589 0.738 0.719 0.944

Antiurolithic - - 0.558 0.653 0.650 0.625 -

Cytoprotectant - - 0.591 0.641 - 0.692 0.660

Neuroprotector 0.607 0.626 0.568 0.874 0.875 0.561 0.926

Anti inflammatory 0.769 0.748 0.772 0.874 0.801 0.630 0.926

Antineoplastic - 0.785 0.672 - 0.880 - -

Chemoprotective 0.825 0.626 0.772 0.649 - - -

Как видно из таблицы 8, все соединения обладают противовирусным, антибактериальным, противовоспалительным эффектами, наиболее активными являются eis- и trans- 12. Все синтезированные вещества, могут представлять интерес как нейропротекторы.

Отметим, что хлораллиловые эфиры бутанола eis- и trans-Ъ и этиленгликоля trans-, trans-6 и eis-, eis-1 обладают широким спектром физиологического воздействия.

ВЫВОДЫ

1. Впервые синтезированы на основе индивидуальных цис- и трансизомеров 1,3-дихлорпропена соответствующие хлораллилфениловые и хлораллилбутиловые эфиры, симметричные (цис, цис- и транс, транс-) и несимметричные (цис-, транс-) диэфиры этиленгликоля. Определена относительная реакционная способность стереоизомерных 1,3-дихлорпропенов в реакции О-алкилирования, показано, что транс-изомср примерно в 5 раз активнее цис-формы.

2. Доказано, что присоединение дихлоркарбена к индивидуальным стереоизомерным 1,3-дихлорпропенам и соединениям на их основе происходит строго стереоспецифично. Установлено, что цис-1,3-дихлорпропен в реакции дихлоркарбенирования в 2 раза активнее, чем транс-изомер.

3. Определено поведение симметричных (цис, цис- и транс, транс-) и несимметричных (цис-, транс-) диэфиров этиленгликоля на основе 1,3-дихлорпропенов в реакции дихлоркарбенирования. Дихлоркарбехшрование диэфиров протекает последовательно при температуре 40°С с образованием моно- и бис-циклопропанов. В случае несимметричного диолефина на первом этапе образуются смеси моно-гем-дихлорциклопропанов.

4. Установлено, что при окислении стереоизомерных 1,3-дихлорпропенов и их производных перманганатом калия в межфазных условиях образуются замещенные уксусные и пропионовые кислоты. При окислении олефинов, содержащих гем-дихлорциклопропановый фрагмент, образуются гем-дихлорциклопропанкарбоновые кислоты.

5. Найдено, что при каталитическом циклопропанировании изомерных 1,3-дихлорпропенов метилдиазоацетатом образуются как продукты внедрения метоксикарбонилкарбена по С=С-связи, так и линейные диастереоизомеры, образующиеся в результате [2,3]-сигматропной перегруппировки.

6. Обнаружена гербицидная активность ряда синтезированных соединений. Установлено, что транс-, транс- дихлораллилоксиэтан и /ярдис-хлораллиловый эфир фенола проявляют гербицидную активность на посевах подсолнечника, при концентрациях 10 мг/л, уступая в 1,5-2 раза известному и используемому на практике гербициду - Октапон-экстра.

Содержание работы опубликовано в научных трудах:

1. Клеттер Е.А., Ганиуллина Э.Р., Мусавиров O.P., Шириазданова А.Р., Злотский С.С. Дихлоркарбенирование симметричных и несимметричных диолефинов // Башкирский химический журнал. - 2009. - Т. 16. - №1. - С. 16-20.

2. Шириазданова А.Р., Казакова А.Н., Злотский С.С. Относительная активность стереоизомерных 1,3-дихлорпропенов в реакциях О-алкилирования и дихлоркарбенирования // Башкирский химический журнал. - 2009. - Т. 16. - №2. -С. 142-146.

3. Шириазданова А.Р., Казакова А.Н., Злотский С.С. Присоединение дихлоркарбенов по двойным связям хлораллиловых эфиров этиленгликоля // Башкирский химический журнал. - 2009. - Т.16. - №4. - С. 102-105.

4. Шириазданова А.Р., Злотский С.С. Окисление стереоизомерных 1,3-дихлорпропенов и их производных // Вестник Башкирского университета. -2010. -Т.15.-№1.-С. 28-31.

5. Богомазова A.A., Шириазданова А.Р., Михайлова H.H., Кузнецов В.М., Злотский С.С. Гербицидная активность некоторых кислородсодержащих соединений // Башкирский химический журнал. - 2010. - Т.17. - №3. - С.33-35.

6. Шириазданова А.Р., Е.А. Парамонов, Г.Ф. Шайдуллина, В.И. Сафарова, Злотский С.С. Масс-спектры некоторых производных 1,3-дихлорпропенов // Башкирский химический журнал. -2010. - Т. 17. -№3. - С. 113-116.

7. Брусенцова Е.А., Злотский С.С., Шириазданова А.Р., Мусавиров O.P. Получение и превращения алкенил-гем-дихлорциклопропанов // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции. Китайско-российское научно-техническое сотрудничество «Наука-образование-инновации». - КНР. Харбин-Санья. - 2008. - С.61.

8. Брусенцова Е.А., Шириазданова А.Р., Касаткин A.C. Биологическая активность некоторых замещенных гем-дихлорциклопропанов // Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук». - Уфа. - 2008. - С. 177-178.

9. Шириазданова А.Р., Казакова А.Н., Злотский С.С. Стереоизомеры 1,3-дихлорпропена в реакциях О-алкилирования и дихлоркарбенирования // Тезисы докладов VII Всероссийской конференции «Химия и медицина, ОРХИМЕД-2009». - Уфа. - 2009. - С. 320.

10. Шириазданова А.Р., Казакова А.Н., Злотский С.С. Присоединение дихлоркарбенов по двойным связям хлораллиловых эфиров этиленгликоля // Тезисы докладов XXII Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии». - Уфа. 2009.-С. 85-86.

11. Клеттер Е.А., Ганиуллина Э.Р., Мусавиров O.P., Шириазданова А.Р., Злотский С.С. Дихлоркарбенирование симметричных и несимметричных диолефинов // Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. - Рязань. - 2009. - С. 320-321.

12. Клеттер Е.А., Шириазданова А.Р., Мусавиров O.P., Ганиуллина Э.Р., Злотский С.С. Дигалогенкарбенирование сопряженных и несопряженных диолефинов // Тезисы докладов Международной конференции по химии. Основные тенденции развития химии в начале XXI века. - С.-Петербург. - 2009. - С. 365.

13. Шириазданова А.Р., Злотский С.С. Окисление 1,3-дигалогенпропенов и их производных // Тезисы докладов VIII Всероссийской конференции с международным участием. Химия и медицина. - Уфа. - 2010. - С. 353-354.

14. Шириазданова А.Р., Казакова А.Н. Дихлоркарбенирование стерео-изомеров 1,3-дихлорпропена и их производных // Тезисы докладов VIII Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 80-летию Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. -Москва.-2010-С. 266.

Подписано в печать 01.03.11. Бумага офсетная. Формат 60x84 1/16. Гарнитура «Times». Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1. Тираж 90. Заказ 21.

Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета

Адрес типографии: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1

• ■ • : .■ ■ ./, : , Стр

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОШОР

1.1 Получение эфиров

1.1.1 Получение простых эфиров

1.1.2 Получение диэфиров этиленгликоля

1.2 Общие методы генерирования дигалогенкарбена и его присоединение по двойным углеродтуглеродным связям

1.3 Взаимодействие, дихлоркарбена с непредельными соединениями ' 2]

1.4 Общие методы окисления хлоролефинов Ъ

1.5 Особенности каталитического циклопропанирования ' непредельных соединений алкилдиазоацетатами

Глава 2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 3'

2.1 Синтез1 индивидуальных стереоизомёрных эфиров' — производных цис-, транс- 1,3-Дихлорпрогюнов

2'.Г.1: Синтезхлор'алшшовьк^фировгфенола^б^анолач'' 3*

2.1.2 Синтез диэфиров этиленгликоля 4:

2.2 Дихлоркарбенирование стереоизомерных 1,3-дихлорпропеиов и ^ эфиров на их основе

2.3 Изучение реакции дихлоркарбенирования диэфиров;этиленгликоля 5!

2.4 Окисление цис-, транс-1,3-дихлорпропенов и их пройзводньгх

2.5 Каталитическое взаимодействие' метилдиазоацетата с цис-, транс . . . ■ • 6'. 153-ДИХЛ0рпр011енаМИ . • . . - : ;л . : . .ч.у

2.6 Область применения синтезированных соединений

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ВЫВОДЫ

Химия карбоциклических соединений, в частности производных циклопропанов, занимает одно из, важных --мест в современной органической химии, поскольку соединения и материалы, получаемые на их основе, находят широкое применение в различных областях науки и техники [1]. Успехи в разработке и создании способов генерации дигалокарбенов из соответствующих галоформов в условиях межфазного катализа (методика Макоши) представляет доступность получения различных гем-дигалогенциклопропанов, что определяет постоянный интерес к химии и технологии этих соединений. Еще одним из удобных методов синтеза замещенных циклопропанов является каталитическая реакция [1+2]-циклоприсоединения ' алкоксикарбонилкарбена, генерированного из диазоэфира, по связи С = С непредельных соединений.

Практическое значение представляет расширение сырьевой базы для синтеза циклопропановых соединений с использованием в качестве исходного сырья отходов нефтехимических производств, главным образом хлорорганических соединений.

Значительные мощности по производству хлорорганической продукции и связанное с их получением загрязнение окружающей среды отходами напрямую относятся к производству аллилхлорида [2], получаемого высокотемпературньш ' хлорированием пропена в газовой фазе, действующим на ЗАО «Каустик» (г. Стерлитамак), где на одну тонну целевого аллилхлорида приходится 280 кг побочных продуктов, представляющих, в основном, изомерные цис-, транс- 1,3-дихлорпропены, 1,2-ди- и 1,2,3-трихлорпропаны, изомерные монохлорпропены и т.д. [2,3].

Высокая разница в температуре кипения изомеров 1,3- дихлорпропена (г/г/с-изомер - 103°С и транс-изомер - 112°С) позволяет четкой ректификацией разделять изомеры и рассматривать их как перспективные исходные соединения, на основе которых можно создать общий подход к получению широкой гаммы продуктов, содержащих в своем составе гем-дихлорциклопропановый фрагмент.

Известны и подобраны различные варианты синтезов соединений, замещением галогенов в галогенолефинах, в частности простых и ароматических эфиров и функционализации двойной связи.

В этой связи предпринято проведение ряд работ с исходными индивидуальными цис-, транс- 1,3-дихлорпропенами и соединениями на их основе, в частности О-алкилирование спиртов, дихлоркарбенирование, окисление и каталитическое циклопропанирование стереоизомерных 1,3-дихлорпропенов. Эти исследования представляются важными и актуальными и соответствуют современному развитию органического синтеза.

Цель работы:

- получение индивидуальных цис-, транс- изомерных простых эфиров и симметричных и несимметричных диэфиров на основе изомеров 1,3-дихлорпропена, определение относительной активности индивидуальных изомеров 1,3-дихлорпропена в реакции О-алкилирования;

- дихлоркарбенирование цис-, транс- 1,3-дихлорпропенов и их производных в условиях межфазного катализа; определение относительной активности цис-, транс- 1,3-дихлорпропенов в реакции дихлоркарбенирования;

- окисление цис-, транс- 1,3-дихлорпропенов и соединении на их основе;

- каталитическое циклопропанирование метилдиазоацетатом цис-, транс- 1,3-дихлорпропенов

В результате проведенных исследований получены индивидульные изомерные; хлораллиловые эфиры фенола, бутанола, этиленгликоля -производные цис-, транс- 1,3-дихлорпропенов, выявлены? зависимости скорости1; реакций? . О-алкйлированиЯ;. и дихлоркарбенирования от пространствешюго 'строения исходныхг/г/с-,. транс- 1,3-дихлорпропенов. Установлено, что? по активности т/гш/с-изомер 1 ¿З-дихлорпропена в реакции О-алкилирования . превосходит своего г/ис-изомера, а в реакции дихлоркарбенирования наблюдается обратное. Доказано, что- присоединение дихлоркарбена к индивидуальным: стереоизомерам 1,3-дихлорпропена й соединениям на их основе происходит строго стерёоспецифично.

Изучено исчерпывающее: окисление пространственных изомеров и их производныхперманганатом: калияшмежфазньшусловиях. •

Выявлено; что при ■ каталитическом; циклопропанировании стереоизомеров" образуются*^- как ; ■ продукты! . внедрения . метоксикарбонилкарбена по двойной связи, так и продукты [2,3]-сигматрошюй перегруппировки. .

Практическая ценность ]работы:

- синтезированы; ж изучены; соединения на основе индивидуальных; цис-, транс- 1,3-дихлорпропенрв, выделенных из хлорорганических отходов;

- обнаружена и доказана возможность использования в качестве гербицидов т^анс-хлораллилфёнилового эфира и транс-(2,2,Ъ-трихлорциклопропил)-метйлфёнилового^\ - эфира,1"" данные соединения прошли испытания в лаборатории препаративных форм и биологических испытаний ГУ «НИТИР».

Автор выражает.глубокую благодарность за внимание и неоценимую помощь при выполнении работы Спирихину Л.В. Ахматдинову Р. Т

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Получение эфиров

ВЫВОДЫ

1. Впервые были синтезированы на основе цис- и транс- изомеров 1,3-дихлорпропена соответствующие цис-, транс- хлораллилфениловые и хлораллилбутиловые эфиры, симметричные и несимметричные диэфиры этиленгликоля. Была определена относительная активность стереоизомеров 1,3-дихлорпропена в реакции О-алкилирования фенола, где было найдено, что транс-изомер примерно в 5 раз активнее z/мс-формы.

2. Доказано, что присоединение дихлоркарбена к индивидуальным стереоизомерам 1,3-дихлорпропена и соединений на их основе происходит строго стереоспецифично. Установлено, что г/г/с-1,3-дихлорпропен в реакции дихлоркарбенирования в 2 раза активнее, чем его транс-изомер.

3. Изучено поведение симметричных и несимметричных диэфиров этиленгликоля в реакции дихлоркарбенирования. Дихлоркарбенирование протекает последовательно при температуре 40°С с образованием продуктов моно- и бис-гелг-дихлорциклопропанов. В случае несимметричного диолефина на первом этапе образуются смеси моно -гем-дихлорциклопропанов. Были рассчитаны константы скоростей реакций карбенирования.

4. В результате исчерпывающего окисления перманганатом калия в межфазных условиях стереоизомерных 1,3-дихлорпропенов и их производных образуются различные-замещенные уксусные и пропионовые кислоты.

5. Особенностью каталитического циклопропанирования изомерных 1,3-дихлорпропенов является образование диастереоизомерных продуктов в результате [2,3]-сигматропной перегруппировки. Определено, что в случае транс-структуры 1,3-дихлорпропена реакция протекает более селективно с образованием диастереоизомерных линейных продуктов.

6. Оценена гербицидная активность некоторых синтезированных соединений. Установлено, что трамс-хлораллилфениловый эфир и транс-(2,2,3-трихлорциклопропил)метилфениловый эфир проявляют гербицидную активность на посевах подсолнечника.

1. Кирмсе В. Химия карбенов. -М.: Мир. 1966. - 324 е.

2. Лебедев П.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. М;: Химия. - 1981. - С. 608

3. Технологический регламент производства аллилхлорида. Стерлитамак, ЗАО "Каустик", 1995.

4. Вацуро К.В., Мищенко Г.Л. Именные реакций в органической химии. -М. : Химия. 1976. - С. 403 .

5. Вульфсон H.Ç. Препаративная органическая химия М.: ГХИ. — 1959. -С. 339

6. Вейганд-Хильгетаг Методы эксперимента в органической химии пер. с нем. под ред. Суворова. М.: Химия. - 1968. - 944 с.

7. Kornblum N., Lurie А.Р. Heterogeneity as a Factor in the Alkylation of Ambident Anions: Phenoxyde Ions // J. Amer. Chem. Soc.— 1959. V. 81. -№1 IV-P. 2705-2715. ;/

8. Левашова В.И: Синтез и свойства алкенилариловь1х эфиров ^и N-алкенилзамещенных аминов. — Диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук. Москва. - 2002., . .

9. Копсов C.B. Некоторые реакции .присоединения, и восстановления с участием трис(триметилсилил)силана. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. — Уфа. — 2008.

10. Баранова Г.Ф:, Григорьев Ф.П., Гурвич С.М., ЖПХ, 1972, т. 45. №7, ' с. 1553 1556.•' •• ■ •,■'•" . • ■ 97

11. Яп. пат. 26613 (1967); 9207. (1968); Зейналов Б.К. и др., Азерб. нефт. хоз., 1967, № 3, с. 41 42; пат. ГДР 65594 (1969).

12. Н.Морозова Н. В. Алкилирование этандиола и бутандиола-1,4 аллилхлоридом в условиях межфазного катализа. — Диссертация на соискание ученой, степени кандидата химических наук. — Тюмень; — 2008. .'

13. Куковинец О.С., Николаева С.В., Кунакова Р.В. Циклопропаны (свойства, синтез, применение). Уфа. - 2006. - 152 с.

14. Hine J., Dowell A.M. Carbon dihalides as intermediates in the basic hydrolysis of haloforms: Combination of carbon dichloride with halide ions // J. Amcr. Chem. Soc. -1954. V. 76. - P. 2688 - 2692.

15. Doering W.E., Hoffman A.K. The.Addition of Dichlorocarbene to Olefins. // J. Amer. Chem. Soc. 1954. - V. 76. - P. 6162 - 6165.

16. Tobey S.W;, West R. Hexachlorocyclopropane // J. Amer. Chem. Soc. -1964. V. 86. - P. 56 - 61. .

17. Robinson G.S. Conversion of olefins to dihalocyclopropanes with sodium hydroxide ¿nd"^haloforms.Ж1 Tetrahedron Lett. 1965. - № 22. - P. 17491753.

18. Makosza M., Wawrzyniewicz M. Reactions of. organic Anions. XXIV. Catalytic method for preparation of Dichlorocyclbpropane Derivatives in aqueous medium // Tetrahedron Lett. 1969. - № 53: - P. 4659-4662.

19. Starks С. M. Phase-transfer catalysis. I. Heterogeneous reactions involving anion transfer by quaternary ammonium and phosphonium salts // J. Amer. Chem. Soc. 1971. -V. 93. - P. 195- 199.

20. Wagner W.M. Sinthesis of dichlorcarbenc // J. Chem. Soc. Proc. 1959.№8.-P. 229 ' . • • ' ". " •

21. Demlow E. V. Anwendungen der Phasen-transfer-katalyse: eine variante der dichlorcarben-erzeugung.// Tetrahedron Lett. — 1976. — № 2. P. 91-94.

22. Demlow E. V.,- Remmler T. // J. Chem, Res! (S). 1977. - № 3. - P. 72-73.

23. Seyferth D., Burlitch J.M;, . Heeren J.K. A New Preparation of Dihalocarbenes by an Organometallic Route. // J. Org. Chem. 1962. - V. 27.-P. 1491-1492.

24. Parham W.E., Schweizer E.E. An Improved Synthesis of Dichlorocarbene from Ethyl Trichloroacetate. // J. Org. Chem. 1959. - V. 24. - P. 1733 -1735.

25. Birchall J. M., Haszeldine R. N., Roberts D.W. // J. Chem. Soc. Perkin Trans. Parti. 1973. -№10. - P. 1071-1078/

26. Bevan W.I., Haszeldine R.N., Yong J.C. A new route to carbenes. // Chem. And Industry. 1961. - №23. - P. 789.

27. O.Lee E., Roberts D.W. Trichloromethylsilane Derivatives asi a v. 1 I

28. Dichloromethylene Transfer' Agents;' Kinetic Evidence for Free Dichlorocarbene // J. Chem. Soc. Perkin Trans. Part II. 1973. - № 4. P. 437 -444.

29. M. Makosza, M. Ludwikow. Kronenather als katalysatoren bei Reaktionen' von carbanionen und halogencarbenen. // Angew. Chem. 1974. V. 86. -p. 744-746.

30. Хачатрян JLA., Мирзоян Г.В., Казарян P.A., Малхасян А.Ц., Мартиросян Н.Г. Циклоприсоединение дихлоркарбена к 1-хлор-1,3-бутадиену в условиях межфазного катализа // Армянский химический журнал.'— Т.41. — №5. С305-307.' .

31. Skell P.S., Garner A.Y. Reactions of Bivalent Carbon Compounds. Reactivities in Olefin-Dibromocarbene Reactions // This J. 1956. - V. 78. -P. 5430-5433.

32. Skell P.S., Cholod M.S. Reactions of Dichlorocarbene with olefins. Temperature Dependense-of Relative Reactivities // J. Amer. Chem. Soc. -1969. V. 91. - P. 7132 - 7137.

33. Wesley J. Dale, Paul E. Swartzentruber Substituted Styrenes. V. Reaction of Styrene and a-Methylstyrene with Dihalocarbenes // J. Org. Chem. 1952. -V. 24.-P. 955-957.

34. Dehmlov E.V., bissen ' M., Heider J. Anwendungen der Phasentransferkatalyse 4. Halogenaustausch und Reactivitaten bei dibrom-, Chlorobrom- und dichlorcarben // Tetrahedron. - 1977. - V. 77. -P. 363-366.

35. Regen S.L., Singh A. Biphasic sonochemistry. Convenient generation of dichlorcarbene // J. Org. Chem. 1982. - V. 47. P. - 1587 - 1588.

36. Demlov E.V., Prashad M. Applications of Phase Transfer Catalysis. Part 25. Selectivity of Dichlorocyclopropanations by Phase Transfer Catalysis // J. Chem. Research (S). 1982. - P. 354-355.

37. Skattebol L. Chemistry of gem-digalocyclopropanes. II. The reaction of dienes with dibromocarbene // J. Org. Chem. 1964. - Vol. 29. - P. 29512956.

38. E.V. Demlov. Reaktionen von dienen mit dem dichlorcarbenreagens von Makosza und Wawrzyniewicz // Tetrahedron Lett. — 1972. №.28. - P. 175.

39. H.C. Зефиров, И.В. Казимирчик, K.A. Лукин Циклоприсоединение дихлоркарбена к олефинам. -М.: Наука. 1985. — 152 с.

40. Couch E.V., Landgrebe J.A. Charge distribution in the addition of dichlorocarbene to olefins // J. Org. Chem. 1972. - V. 37. - P. 1251 -1253.

41. Doering W.E., Henderson W.H.A. The Electron-seeking Demands of Dichlorocarbene in its Addition to Olefins. // J. Amer. Chem. Soc. — 1958. -V. 80:-P. 5274-5277.

42. Seyferth D., Burlitch J.M. Concerning the Mechanism of the Reaction of Phenyl(trihalometyl)mercurials with Olefin's // X Amer. Chem. Soc. 1964. -V. 86.-P. 2730-2731.

43. W. Doering, P.M. LaFlamme. 'Reactions of dihalocarbenes to olefins. // J.Amer. Chem. Soc. 1956. - У. 78 - P. 1956.

44. E. V. Demlov, A. Eulenberger Der Einfluß von Cyclopropyl-Substituenten auf die relative Geschwindigkeit der Dichlorcarben-Addition an Olefine // Angew. Chem. 1978. - P. 716.

45. Савиных Ю.В., Аксенов B.A. Относительная реакционная способность дихлор- и фторбромкарбенов в, реакции с монозамещенными олефинами. // Изв. СО АН СССР: СерУхим. наук.' 1977. -т.1. - с: 92 -94.

46. Хавкинс Э. Дж.Э., Органические-перекиси, их.получение и реакии. М,-Л.: Химия. 1964. - С. 456, 498.

47. Разумовский С:Д., Заиков Г.И!*Озон> и1 его реакции с органическими соединениями (кинетика и механизм). М.: Наука. 1974. - с. 322.

48. Меняйло А.Т., Поспелов М.В., Успехи химии, 36, 662 (1967).

49. Bailey Ph.S., Chem. Rev., 58, 925 (1958)

50. Дела. Маар П., Болтон Р:, Электрофильное присоединение к ненасыщенным системам. М.: Мир. — 1968.- С. 187, 195, 258.

51. Greenood F., J. Org. Chem., 10, 415 (1945).

52. Young W.C., Kennis A.C., Webb I.D.,-J. Am. Chem. Soc., 68, 293 (1969).

53. PrileschajewN.,Ber., 195 (1926)

54. McDonald R.N., Schwab P.A., J. Am. Chem. Soc., 85, 820, 4004 (1963).

55. Малиновский M.C., Дрюк В.Г., Авраменко В.И., ЖОрХ, 4, 1725 (1968).

56. Светлаков Н.В., Мойсак И.Е., МихеевчВ:В. ЖОрХ, 4, 1893« (1968>

57. Stewart R., In Book: Oxidation in Organic Chemistry, part. A. New York -London, Academie Press, 1965, ch.l.

58. Демлов Э., Демлов 3. Межфазный катализ. М.: Мир. 1987.- 468 с.

59. A. W. Herriott and D. Picker, Tetrahedron Lett., 1974, 1511.

60. Нефедов O.M., Иоффе А.И., Менчиков Л.Г. Химия карбенов. М.: Химия, 1990.

61. М. Doyle, Catalytic Methods for Metal carbine transformations. Chem. Rev. 1986. 86. 919-939. s

62. M. P. Doyle, D. C. Forbes. Recent Advances,in Asymmetric Catalytic Metal Carbene Transformations. // Chem. Rev. 1998. - V. 98. - P. 911-936.

63. R. P. Wurz, A. B. Charette. Transition Metal-Catalyzed Cyclopropanation of Alkenes in Water: Catalyst Efficiency and in Situ Generation of the Diazo Reagent. // Org. Lett. 2002. - -V. 4. - P. 4531.

64. E. N. Jacobsen, A. Pfaltz, H. "Yarhamoto. Springer-Verlag: Berlin, 1999. -V. II.-P. 513.

65. H. Lebel, J.-F. Marcoux, C. Molinaro, A.B. Charette, Stereoselective Ciclopropanation1 Reaction, Chem. Rev. 2003, 103, 977-1050.

66. Мещеряков AiH., Долгий И.Е. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1980. С 931

67. Мещеряков А.Н., Долгий И.Е. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1980. С 1874.

68. Doyle М. P., Dorow R.L., Buhro W. Е. // Organometallics. 1984. V.3. Р.44-52.

69. Maas G. Transition-metal catalyzed decomposition of aliphatic diazo compounds New results and" applications in-organic synthesis. // Current Chem. - 1987. -V. 137. - P. 75-253.

70. Lebel H., Marcoux J.-F., Molinaro C., Charette A.B. Stereoselective cyclopropanation reactions. // Chem. Rev. 2003. - V. 103. - P. 977-1050.•'• 102 •: • '

71. М. P. Doyle, V; Bagheri, T- J., Wandiess, N. K. Hani, Oi A. Brinker, С. T. Eagle, K. L. Loh. Exceptionally .high trans (anti) stereoselectivity in catalytic cyclopropariation. reactions." // J. Am. Chem. Sbc. 1990. - V. 112. - P. 1906. ' ' :

72. Hoben-Weil. Methoden der organishen chemie, New York: Georg-Thieme Verlag Stuttgart. 1989.- Bd, E 19b. - Teil 2.-2224 p.

73. M. P. Doyle // Acc.Chem.Res. i986:.V. 19. P. 348. .

74. P. Krishnamoorthy, R. Greg Browning,. Sh. Singh, R. Sivappa, Carl J. Lovely, H.V. Rasika Dias. // Chem. Commun., 2007, 731 -733.

75. Zhimeng Wu, Shaoman, and Jiri-Zemlicka. //Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids, 28 -165-174, 2009:- . :

76. X. Гюнтер Введение в.курс, спектроскопии,ЯМР. — М: Мир. .1984. -478с.

77. Б.И. Ионин, Б.А. Ершов.ЯМР-спектроскопия в органической.химии. — Л.: Химия. 1967. с. 326.

78. Гордон А., Форд "Р. Спутник.химика: физико-химические свойства, методики, библиография. — М.: Москва. — 1976. — с. 510.

79. Лебедев А.Т. Масс-спектрометрия в органической химии. М.:

80. Лаборатория знаний,,2003-г с:-1;83;. •;

81. Арбузова Т.В. Синтез :замещенных геж-дихлорциклопропанов и. реакции на их основе. — Диссертация , на, соискание ученой' степени кандидата химических наук. Уфа. — 2006.

82. Рахманкулов Д.Л., Бикбулатов И.Х., Шулаев Н.С., Щавшукова С.Ю. Микроволновое излучение, и интенсификация химических процессов. -М.: Химия. -2003. С. 93.

83. Клеттер. Е.А., Ганиуллина' Э.Р;, :Злотский С.С. // Башкирский химический журнал. 2009. Том 16. №1. с-16-19.88.0рганикум. Практикум по органической химии. Пер. с нем. языка под ред. Потапова В.М. М.: Мир. 1979. - С. 76.

84. Doyle M.P., Bagheri V., Ham N. K. // Tetrahedron Lett. 1988. Vol. 29. N 40. P. 5119.

85. Физер JI., Физер А. Реагенты для органического синтеза М.: Мир. -1971. -Т.5 - С. 357.

86. Справочник химика М.-Л: Химия. 1963. - С. 5295, 7992, 8068, 4793.

87. Кузнецов В.М. Химико-технологические основы разработки и совершенствования гербицидных препаративных форм. М.: Химия. -2006. - 320 с.