Винилирование производных глюкозы и целлюлозы ацетиленом тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ
|
Танцырев, Анатолий Петрович
АВТОР
|
||||
|
кандидата химических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Иркутск
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2008
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
02.00.03
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи
ТАНЦЫ РЕ В
Анатолий Петрович
ВИНИЛИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДШ»1Х ГЛЮКОЗЫ И ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
АЦЕТИЛЕНОМ
Специальность 02 00 03 — органическая химия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
Иркутск-2008
003163974
Работа выполнена в Иркутском институте химии им А Е Фаворского Сибирского отделения Российской академии наук
Научный руководитель
доктор химических наук Паршина Лидия Никифоровна
Официальные оппоненты
доктор химических наук, профессор Кейко Наталия Афанасьевна
доктор химических наук Гоготов Алексей Федорович
Ведущая организация
Алтайский государственный технический университет им И И Ползунова
Защита состоится 19 февраля 2008 года в 12 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 003 052 01 при Иркутском институте химии им А Е Фаворского СО РАН по адресу: 664033, Иркутск, ул Фаворского, 1
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского института химии им А Е Фаворского СО РАН
Автореферат разослан 10 января 2008 г
Ученый секретарь совета д х н
ТимохинаЛ В
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Среди многочисленных представителей виниловых эфиров особое значение имеют виниловые эфиры углеводов. Сочетание высокой реакционной способности винилоксигруппы с оптической активностью фрагмента природного материала делает эти соединения ценными хиральными ингермедиатами, перспективными для использования в тонком органическом синтезе, для получения лигандов металлокомплексных катализаторов, биополимеров (олигосахариды и др.) или гибридных природно-синтетических полимеров
Кроме того, виниловые эфиры углеводов представляют огромный теоретический интерес, так как они являются удобными моделями для исследований в области стереохимии, изомерии, механизмов реакций присоединения
Исходные углеводы рассматривают в свою очередь как перспективное возобновляемое сырье, которое в будущем может широко использоваться в промышленном органическом синтезе, прежде всего, в синтезе сложных природных соединений и биоразлагаемых полимеров
В связи с этим разработка на основе ацетилена новых общих подходов к синтезу виниловых эфиров углеводов, изучение их реакционной способности и использование в качестве исходных веществ для направленного синтеза новых оптически активных соединений остается актуальной задачей современной органической химии
Данная работа выполнялась в соответствии с планом НИР ИрИХ СО РАН по теме "Новые методы, реакции и интермедиаты для тонкого органического синтеза на базе ацетилена и его производных" (№ государственной регистрации 01200406373), в рамках проекта СО РАН № 8 "Прямые реакции ацетилена, его замещенных, производных, а также других электрофилов с элементным фосфором и РН-кислотами в присутствии сверхосновных и металлокомплексных катализаторов дизайн полидентных хиральных лигандов, фоторецепторов, люминофоров, нелинейно-оптических материалов, экстрагентов, флотореагентов, антипиренов", а также при государственной поддержке ведущих научных школ (гранты НШ-2241 2003 3 и НШ-5444 2006 3)
Цель работы Разработка эффективных технологически реальных подходов к винилированию производных глюкозы и целлюлозы ацетиленом, изучение свойств полученных виниловых эфиров
В рамках этой цели автор ставил перед собой следующие задачи - разработка методов получения виниловых эфиров ацетальных производных глюкозы, содержащих от одной до четырех свободных гидроксильных групп, на основе ацетилена при повышенном и атмосферном давлении в присутствии сверхосновных каталитических систем гидроксид или алкоголят щелочного металла (К, №) - полярный негидроксильный растворитель (ДМСО, ТГФ),
Ч>
- разработка технологичных методов винилирования ацетиленом щелочной целлюлозы в воде, а также в органической и водно-органической средах,
- изучение спектральных свойств полученных виниловых эфиров и синтез на их основе хиральных органофосфорных соединений - потенциальных лигандов металлокомплексных катализаторов.
Научная новизна и практическая значимость работы. На примере доступных производных глюкозы, содержащих от одной до четырех гидроксильных групп (диацетон-О-глюкоза, метил-4,6-Обензилиден-а-Б-глюкопиранозид, моноциклогексилиден-О-глюкоза и метил-a-D-глюкопиранозид), получены новые данные о закономерностях нуклеофильного присоединения гидроксилсодержащих соединений к ацетилену в сверхосновных каталитических средах Показана зависимость скорости реакции винилирования от природы катиона щелочного металла и растворителя, образующих сверхосновную каталитическую систему Это послужило основой для разработки высокоэффективных в препаративном отношении методов синтеза ранее труднодоступных виниловых эфиров природных спиртов и полиолов, таких как распространенный природный полигидроксилсодержащий полимер целлюлоза и алкалоид лупинин Проведено систематическое исследование винилирования щелочной целлюлозы ацетиленом в различных средах (ДМСО, ТГФ, вода, а также вода в присутствии органической фазы), в результате которого предложены технологически реальные подходы к синтезу винилцеллюлозы
Показано, что электрононасыщенные двойные связи виниловых эфиров диацетон-О-глюкозы и лупинина способны присоединять вторичные фосфины в условиях радикального инициирования Реакцией с кислородом, серой или селеном полученные фосфины легко окисляются в соответствующие фосфиноксиды, -сульфиды и -селениды В результате разработаны удобные, технологичные, атом-экономные и экологически безопасные методы синтеза новых хиральных третичных фосфитов и фосфинхалькогенидов — потенциальных органофосфорных лигандов металлокомплексных катализаторов
Методами рентгеноструктурного анализа, ЯМР !Н и С, ИК спектроскопии и масс-спектрометрии изучено строение метил-2,3,4,6-тетра-0-винил-а-О-глюкопиранозида Показана преимущественно s-транс-конформация для винилоксигрупп при С-2, С-3 и С-4 атомах пиранового цикла и ¿'-г/ие-конформация для винилоксигруппы при С-6 атоме как в кристаллической фазе, так и в растворе Определены пути фрагментации исследуемого винилового эфира под действием электронного удара
Апробация работы и публикации. Основные результаты работы представлялись на VII молодежной научной школе-конференции по органической химии (Екатеринбург, 2004), конференции молодых ученых СО РАН, посвященной М.А Лаврентьеву (Новосибирск, 2004), XVII Международной научно-технической конференции "Химические реактивы,
реагенты и процессы малотоннажной химии Реактив - 2004" (Уфа, 2004), VIII молодежной научной школе-конференции по органической химии (Казань, 2005)
По материалам диссертации опубликованы 4 статьи в отечественных и зарубежных изданиях и тезисы 4 докладов
Объем и структура работы. Работа изложена на 172 страницах машинописного текста и состоит из введения, трех глав, выводов и списка цитируемой литературы Первая глава (литературный обзор) посвящена анализу известных данных о методах получения виниловых эфиров углеводов, вторая глава - изложению и обсуждению результатов собственных исследований, необходимые экспериментальные подробности приведены в третьей главе Завершается рукопись выводами и списком литературы (188 ссылок)
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Винилирование углеводов ацетиленом 1.1. Винилирование 1,2:5,6-ди-0-изопропилиден-о-0-глюкофуранозы
До наших исследований винилированием ацетиленом под давлением 25 атм (рабочее давление ацетилена 90 атм) в диоксане при температуре 150°С виниловый эфир 1,2 5,6-ди-0-изопропилиден-я-0-глюкофуранозы (диацетон-Б-глюкозы) получали с выходом около 55%
Использование сверхосновной каталитической системы КОН-ДМСО позволило провести взаимодействие 1,2 5,6-ди-0-изопропилиден-а-0-глюкофуранозы (диацетон-О-глюкозы) (1) с ацетиленом при повышенном давлении (начальное давление ацетилена 12-14 атм) в сравнительно мягких условиях 80-89°С, 3 ч (мольное соотношение диацетон-О-глюкоза . КОН ДМСО = 1 035 . 35) и получить 1,2 5,6-ди-<9-изопропилиден-3-0-винил-«-В-глюкофуранозу (2) с выходом 80%
X
.0" о—
0-
он
+ нс=сн
о •oJ
KOR/растворитель О 80-138°С
.0
О
■oJ
Я=Н, ¿-Ви, растворитель - ДМСО, ТГФ
В аналогичных условиях при замене высокополярного ДМСО на ТГФ винилирования диацетон-О-глюкозы с заметной скоростью не происходит При повышении температуры реакции до 125-138°С (4 ч) выход винилового эфира 2 в системе КОН-ТГФ составляет 42%
Нами впервые осуществлено винилирование диацетонглюкозы ацетиленом при атмосферном давлении Процесс реализуется при пропускании
ацетилена в течение 4-9 ч через раствор диацетонглюкозы в ДМСО при температуре 107-118°С в присутствии КОН или МЗиОК (мольное соотношение диацетон-О-глюкоза основание ДМСО = 1 0 35 56) с образованием винилового эфира 2 с выходом 68-70%
1,2 5,6-Ди-0-изопропилиден-3-О-втшл-а-О-глкжофураноза 2 является левовращакмцим продуктом, [а]п22 -26 7 (с 2 0, СС14)
1.2. Винилирование метил-4,6-С?-бензилиден- а-Б-глюкопиранозида и 1,2-О-цикпогексилиден-а-О-глюкофуранозы
Производные углеводов с несколькими свободными гидроксильными группами обычно винилируются сложнее и менее селективно, чем диацетонглюкоза, что обусловлено побочными превращениями (циклоацетализация и др ) промежуточно образующихся продуктов неполного винилирования О винилировании таких Сахаров ацетиленом при атмосферном давлении ранее не сообщалось
Нами было проведено прямое винилирование метил-4,б-0-бензилиден-а-Б-глюкопиранозида (3) и 1,2-0-циклогексилиден-й-0-глюкофуранозы (4) -легко доступных ацетальных производных глюкозы с двумя и тремя гидроксильными группами Оказалось, что условия, разработанные для винилирования диацетонглюкозы 1, в основном приемлемы и для Сахаров 3 и 4. Используя сверхосновную систему Г-ВиОК-ДМСО, впервые удалось осуществить их исчерпывающее винилирование при атмосферном давлении ацетилена и сравнительно низкой температуре 113-117°С, 10-15 ч (проточная система, мольное отношение производных углеводов - МЗиОК ДМСО ~ 1 0 75 50-70) Дивиниловый 5 и тривиниловый 6 эфиры получены с выходом 90 и 79%, соответственно
При замене /-ВиОК на гидроксид калия даже при более мягких условиях (110-115°С, 5 ч) образуются, в основном, продукты осмоления, содержащие следы винилоксигрупп (ИК и ЯМР)
+ нс=сн
он Л
ОМе
KOR/ДМСО 84-117°С
ОМе
HOHO—I
R = H, <-Bu
+ HCsCH
KOR/ДМСО
О— О—
vO
О
85-117°С
°ъ
В то же время ацетиленом под давлением производные глюкозы 3 и 4 эффективно винилируются и в системе КОН-ДМСО (начальное давление ацетилена 11-12 атм, мольное отношение производных углеводов КОН ДМСО ~ 1 0 8-1 0: 50-70, 84-90°С, 2 ч) Выход ди- и тривинилового эфиров 5 и 6 - 60 и 83%, соответственно
В аналогичных условиях, но при замене ДМСО на ТГФ производные глюкозы 3 и 4 не винилируются
Полученные ди- и тривиниловые эфиры 5 и 6 являются хиральными соединениями, характеризующимися величинами удельного вращения [ct]D22 +68 3 (с 1 5, СС14) и [<x]D22 -10 7 (с 2 3, СНС13), соответственно
1.3. Винилирование метил-а-0-глюкопиранозида
Исчерпывающее винилирование метил-а-О-глюкопиранозида (7) -сложный процесс, включающий ряд последовательных и параллельных стадий, в ходе которого могут образоваться 14 различных виниловых эфиров (без учета возможности их изомеризации в циклические ацетали). Винилирование осложняется также низкой растворимостью глюкозида 7 в большинстве органических растворителей, включая диоксан, ранее использованный для проведения этой реакции В то же время тетравиниловый эфир метил-a-D-глюкозида - перспективный мономер, сшивающий агент и синтон в синтезе полигликозидов, в том числе разветвленных Нами детально изучено взаимодействие метил-a-D-глюкозида с ацетиленом в системах КОН (или t-ВиОК)-ДМСО и КОН (или ¿-ВиОК)-ТГФ Следует заметить, что ДМСО не только способствует повышению основности реакционной среды и растворению ацетилена, но также хорошо растворяет глюкозид 7.
1.3.1. Винилирование метил-a-D-глюкопиранозида ацетиленом при повышенном давлении
Взаимодействие метил-ЫЭ-глюкопиранозида (7) с ацетиленом под давлением в системе КОН-ДМСО при 100-105°С (2 ч, мольное соотношение метилглюкозид 7 КОН ДМСО = 1 1 7 40, начальное давление ацетилена 18 атм, 7-кратный избыток ацетилена), несмотря на полную конверсию глюкозида 7 приводит к относительно невысоким выходам продуктов винилирования, содержание метил-2,3,4,6-тетра-0-винил-а-0-глюкопиранозида (8) среди которых составляет 70% (выход тетравинилового эфира 8 около 25%) В ЯМР спектрах сырого продукта наблюдаются слабые сигналы СНзСН-групп циклических ацеталей - продуктов циклизации неполных виниловых эфиров Кроме того, винилирование в этих условиях сопровождается образованием большого количества смолообразных продуктов, вероятно, за счет полимеризации ацетилена и его сополимеризации с образующимися виниловыми эфирами.
Снижением основности среды, температуры и времени процесса удалось повысить селективность реакции винилирования и выход тетравинилового
эфира 8 Установлено, что метш-а-О-глюкозяд 7 гладко взаимодействует с ацетиленом при повышенном давлении в присутствии небольшого мольного избытка КОН (глюкозид 7 КОН =1 1 3) в ДМСО с добавлением метанола (3 объемн%) при 85-87°С в течение 45 мин, давая тетравиниловый эфир 8 с выходом 75%
Дальнейшее снижение температуры процесса и/или использование катализатора в менее чем эквимольных количествах по отношению к глюкозиду 7 приводит к существенному снижению общего выхода продуктов реакции, причем преобладающими становятся продукты неполного винилирования
£
КОН/растворитель —
+ НС=СН -О А
ОМе ОМе
7 8
растворитель - ДМСО, ТГФ, ДМСО + МеОН (3 обьемн %), ТГФ + МеОН (5-20 объеми %)
Взаимодействие метил-а-О-глюкозида 7 с ацетиленом при повышенном давлении в системе КОН-ТГФ (мольное соотношение глюкозид 7 КОН =1 1) протекает в более жестких по сравнению с системой КОН-ДМСО условиях (120-145°С, 4 5-6 ч) с образованием смеси тетравинилового эфира 8 и этилиденовых производных с суммарным выходом 75-94%
Как и при винилировании в ДМСО, добавка к ТГФ 5-20 объемн% метанола благоприятствует винилированию глюкозида 7, видимо, вследствие повышения растворимости в ТГФ как метил- ее-О-глгокозида 7, так и катализатора Выход продуктов винилирования при этом (125-145°С, 4.5-6 ч) составляет 85-95% Показана также возможность замены МеОН на /-ВиОН
1.3.2. Виншшрование метил-о-Б-глижопиранозида ацетиленом при атмосферном давлении
Попыток провинилировать метил-а-Б-глюкопиранозид, как и другие производные глюкозы, ацетиленом при атмосферном давлении до сих пор не было, хотя по соображениям безопасности и технологичности такой процесс предпочтительнее винилирования под давлением
Виншшрование метил- а-Б-глюкозида 7 ацетиленом при атмосферном давлении проводилось при температурах 97-122°С в ДМСО в присутствии КОН или ¿-ВиОК аналогично тому, как описано выше для ацетальных производных глюкозы. Лучшие результаты получены при 110-116°С и времени реакции 8 ч Выход тетравинилового эфира 8 в этих условиях составляет 43-52% Повышение температуры сопровождается осмолением, затрудняющим выделение образующихся виниловых эфиров. Даже относительно небольшое
снижение температуры и/или времени реакции приводит к резкому падению выхода продуктов винилирования
ОН
НО—_ _ KOR/ДМСО
ОН I О I
0Н ОМе —ОМе
R = Н, /-Bu 7 8
f-BuOK в рассматриваемой реакции по своим каталитическим свойствам немного превосходит КОН Наряду с основностью это, вероятно, объясняется разной растворимостью алкоголятов и КОН в ДМСО КОН в отличие от алкоголятов в ДМСО практически не растворяется
Метил-2,3,4,6-тетра-0-винил-а-0-глюкопиранозид (8) является оптически активным соединением [a]D22 +142 4 (с 2 4, ССЦ)
Таким образом, прямое винилирование ацетиленом производных глюкозы, содержащих от одной до четырех гидроксильных групп, в сверхосновных системах КОИ-ДМСО (ТГФ) или /-BuQK-ДМСО позволяет получать с высоким выходом их полные виниловые эфиры и подтверждает общую стратегию успешного использования сверхосновных сред для активации процессов нуклеофильного присоединения гИдроксилсодержащих соединений, в том числе природных, к ацетилену
1.3.3. Исследование структуры метил-2,3,4,6-тетра-0-винил-а-О-глнжопиранозида*
Строение метил-2,3,4,6-тетра-0-винил-а-О-глюкопиранозида (8) было изучено спектральными и рентгеноструктурным методами
Анализ спектров ЯМР 'Н и 13С позволяет провести однозначную идентификацию структуры продукта 8 как тетравинилового эфира метил-a-D-глюкопиранозида. В частности, в спектрах ЯМР содержатся сигналы, соответствующие четырем винилоксифрагментам, отнесение которых в спектрах ЯМР !Н было выполнено на основе двумерных корреляционных методик HSQC, НМВС, а также COSY и NOESY Измерение КССВ 13С-13С во всех четырех винилоксигруппах, проведенное методом INADEQUATE, позволило сделать вывод о предпочтительной а-/яра«с-конформации трех винильных групп при атомах углерода С-2, С-3 и С-4 и, с другой стороны, о предпочтительной з-^ис-конформации винильной группы при атоме С-6
* Совместно с сотрудниками лаб структурной химии Кривдиным Л Б, Чернышевым К А, лаб физической химии Клыба Л В, Синеговской Л М, Института проблем химической физики РАН Кажевой О Н, Дьяченко О А, Института общей и неорганической химии им Н С Курнакова РАН Александровым Г Г
Анализ относительных интенсивностей полос поглощения винилоксигрупп в ИК спектре тетравинилового эфира 8 также свидетельствует о конформационной неоднородности этих фрагментов.
. В масс-спектре тетравинилового эфира метил-а-О-глюкозида 8 отсутствует пик молекулярного иона, что вообще характерно для углеводов Изучены особенности фрагментации тетравинилового эфира 8 при ионизации ЭУ.
Строение тетравинилового эфира метил-а-В-глюкозида 8 в кристаллическом состоянии установлено методом РСА. Конформация гетероцикла - кресло. Проведенное структурное исследование позволило установить, что для витальных групп при атомах С-2, С-3 и С-4 предпочтительна /иранс-конформация, а при атоме С-6 - г/нс-конформация. Отсюда из сопоставления с данными ЯМР следует, что исследуемый тетравиниловый эфир 8 имеет одинаковое сгереохимическое строение как в кристаллической фазе, так и в растворе. В кристалле молекулы связаны слабыми водородными связями в цепочки вдоль оси а Длины водородных связей близки к сумме Ван-дер-Ваальсовых радиусов (2.45 А)
1.4. Виншшрование целлюлозы
На реакционную способность целлюлозы оказывают влияние различные факторы степень полимеризации, надмолекулярная структура, источник получения целлюлозы и условия ее выделения. Поэтому в качестве исходного материала в настоящем исследовании были использованы различные по происхождению целлюлозы, . имеющие также различную степень полимеризации (СП) микрокристаллическая (СП « 260), порошковая (СП « 350), сульфатная Байкальского (СП » 830), и Котласского (СП « 1050) целлюлозно-бумажных комбинатов
Эффективность винилирования целлюлозы выражалась как степень ее замещения (СЗ), т е. число прореагировавших гидроксильных групп, приходящихся в среднем на один глюкозный фрагмент.
1.4.1. Винилирование микрокристаллической целлюлозы
При винилировании микрокристалличекой целлюлозы ацетиленом под давлением в системе КОН-ДМСО (90-96°С, 12 ч, эквимольное соотношение целлюлоза КОН) образуется винилцеллюлоза, содержащая 1 винилоксигруппу на ~9 глюкозных фрагментов (СЗ = 0.11) В тех же условиях при добавке к ДМСО 10 объемн.% МеОН удалось достичь СЗ, равной 0.36
КОН/ДМСО+МеОН г п
[С6Н7О2(ОН)3]260 + НС=СН ---- [СбН7О2(ОН)з.м(ОСН=СН2)т]220С
83-98 О
т«036
Замена КОН на систему CsF-LiOH, образующую т situ CsOH - более основный и активный катализатор процесса винилирования, при прочих равных условиях оказалась неэффективной- содержание винилоксигрупп в продукте реакции резко снизилось (СЗ = 0 04)
Наиболее успешно винилирование микрокристаллической целлюлозы протекает в системе КОН-ТГФ-МеОН (10 объемн.%) при температуре 126-140°С В этих условиях за 10 ч была получена винилцеллюлоза со СЗ =0 63
КОН/ТГФ+МеОН
[с6Н7О2(ОН)з]260 + НС=СН -~26_шос » [С6Н702(0Н)2 37(ОСН=СН2)обз]2Ж
Степень полимеризации винилированной целлюлозы, определенная вискозиметрическим методом, составила 200-240, что указывает на незначительную деструкцию целлюлозной молекулы в условиях винилирования.
Таким образом, показана принципиальная возможность винилирования микрокристаллической целлюлозы (без предварительной активации) ацетиленом в сильноосновных системах КОН-ДМСО и КОН-ТГФ.
1.4.2. Винилирование щелочной целлюлозы в ДМСО
Обработка целлюлозы водными растворами щелочей (мерсеризация) приводит к ее набуханию с увеличением активной поверхности и доступности для химических воздействий. Винилирование щелочной целлюлозы, полученной мерсеризацией целлюлозы различных марок 15-40% водными растворами КОН с последующим удалением воды в вакууме или вытеснением ДМСО, проводилось ацетиленом под давлением при температуре 83-98°С в ДМСО или в ДМСО с добавкой 7-14 объемн % метанола (мольное соотношение целлюлоза КОН ацетилен =10 8-3.5 .4-6, начальное давление ацетилена 1217 атм, время реакции 3 5-12 ч). В этих условиях получена винилированная целлюлоза со СЗ = 0 11-104 (выход 50-74%), причем использование сверхэквимольных количеств КОН, а также добавок к ДМСО 7-10 объемн % метанола способствует виншгарованию (СЗ = 0 61-1 04).
г 1 К0НШ20 г
[СГ)Н702(0Н)3]П » [СбН702(0Н)з.т(0К)ю]г
нс=сн
2 -Н20 L — J iii
[с6н7о2(он)3.т(осн=сн2)т]г
ДМСО к т=0 11-1 04, 11=260-1050, ^сп, 1^=210-510
Целлюлозная молекула в процессе мерсеризации и винилирования в системе КОН-ДМСО претерпевает разрушение: степень полимеризации целлюлозы уменьшается в 1 5-2 раза.
В системе СзР-МОН-ДМСО-МеОН (М=1л, К, МеОН = 5-10 объемн.%) винилирование щелочной целлюлозы осуществлялось при 83-98°С в
течение 6 0-7 5 ч) ацетиленом под давлением (начальное давление ацетилена 12-16 атм) при его 5-7-кратном мольном избытке В этих условиях получена винилцеллюлоза с выходом 48-70% и СЗ 0 54-0 85.
Таким образом, эффективность системы СвБ-МОН-ДМСЮ сравнима с эффективностью системы без добавки СвТ7 и использование последней для получения винилцеляюлозы предпочтительно
1.4.3. Винилирование щелочной целлюлозы в ТГФ и ТГФ-Н20
При взаимодействии щелочной калиевой целлюлозы различных марок с ацетиленом под давлением (рабочее давление 30-34 атм) при температуре 126-140°С (7 ч) в ТГФ или в ТГФ с добавкой метанола была получена винилированная целлюлоза с выходом 52-55% и СЗ = 0 62-1.22
Повышение количества введенной при мерсеризации щелочи от эквимольного до 16 1 по отношению к целлюлозе способствует винилированию последней (СЗ повышается от 0 63 до 1 22), также как и обезвоживание, проводимое поэтапным вытеснением воды ДМСО и ТГФ
При достаточно высоком содержании щелочи винилирование (121-140°С, 6 ч) мерсеризованной целлюлозы в ТГФ протекает вполне удовлетворительно и без вытеснения инклюдированной в волокна целлюлозы воды (мольное соотношение целлюлоза КОН . Н20 = 1 1 4-2 1 19-30) и приводит к винилцеллюлозе, содержащей в среднем 1 винилоксигруппу на 2 элементарных звена макромолекулы (СЗ = 0 53, выход 58%) Исключение стадии вытеснения воды из мерсеризованной целлюлозы существенно упрощает весь процесс ее винилирования и повышает возможность его промышленной реализации
Удалось также при винилировании в системе ТГФ-НгО (121-140°С) добиться снижения общего давления в системе до 16-19 атм, понизив начальное давление ацетилена до 8-12 атм и, как следствие, мольный избыток ацетилена по отношению к исходной целлюлозе до 8-10-кратного вместо ранее используемого 15-20-кратного Степень замещения при этом снизилась от 0 53 до 0 12-0 24 (5 5-6 5 ч, целлюлоза КОН = 1:1 4-2.1 или целлюлоза ШОН =1 3 1) При увеличении продолжительности винилирования до 14.5 ч степень замещения возрастает до 0 35, но выход винилированной целлюлозы при этом уменьшается с 85 до 41%
[с6Н702(0
М = К,Иа, т = 0 53-1 22, п = 260-1050, п,<п, п2<п
1.4.4. Виннлирование щелочной целлюлозы в системе М0Н-Н20 (М = Na, К)
Следующим этапом при поиске промышленно приемлемых путей винилирования целлюлозы различных марок был отказ от использования органического растворителя Методика включала первичную стадию мерсеризации целлюлозы водными растворами МОН (М = Na, К) и последующее виннлирование ацетиленом под давлением, причем максимальное рабочее давление в системе не превышало 22 атм
Щелочная целлюлоза, мерсеризованная водными растворами КОН (мольное отношение целлюлоза ■ КОН Н20 = 1 1 8-2 4 ■ 17-49), реагирует с ацетиленом (начальное давление 10-12 атм) при температуре 102-144°С, давая винилированную целлюлозу с выходом 49-75% и СЗ 0 17-0.53, причем чем выше степень замещения, тем ниже выход и молекулярная масса полученной целлюлозы
Дальнейшее повышение температуры винилирования (160-182°С) нецелесообразно вследствие возрастания деструктивных процессов.
монн2о
[с6н7о2(он)з]п -»► [с6н7о2(он)3.т(ом)„] п] хн2о
НСз=СН г-[c6H702(0H)3.m(0CH=CH2)mJ Л2
М = К, Na, га = 0 09-0 53, п = 350-850, п, <п, п2 =130-610
Аналогично, щелочная натриевая целлюлоза состава целлюлоза NaOH Н20 = 1 2 0-4 2 17-102 реагирует с ацетиленом под давлением при температуре 102-142°С(5 5-7 ч), образуя винилированную целлюлозу с выходом 24-60% и СЗ 012-0.73. Увеличение количества введенной в целлюлозу щелочи и уменьшение количества инклюдированной воды способствуют винилированию Степень замещения достигает 0.73 при винилировании ацетиленом с начальным давлением 12 атм при температуре 123-142°С в течение 5 5ч щелочной целлюлозы, представляющей собой комплекс с мольным соотношением компонентов целлюлоза.NaOH. Н20 = 1 22.27
Таким образом, синтез винилцеллюлозы в системе М0Н-Н20 (М =К, Na) может протекать так же успешно, как и в присутствии органического растворителя
1.5. Виннлирование (Ш,9аЛ^-1-(гидроксиметил)окгагидрохинолизина
На примере алкалоида (1R,9aR)-\-(гидроксиметил)октагидрохинолизина (лупинина) нами установлено, что условия винилирования ацетиленом производных глюкозы в присутствии сверхоснований КОН-ДМСО или f-BuOK-Д МСО в основном приемлемы и для других природных гидроксилсодержащих соединений
Винилирование лупинина 9 осуществлено нами впервые В сверхосновной системе КОН-ДМСО виниловый эфир лупинина - (Щ9аЛ)-1-(винилоксиметил)октагидрохинолизин (10) - можно получать с высоким выходом (84%) в сравнительно мягких условиях, температура реакции 80-90°С, начальное давление ацетилена 12-14 атм, двукратный мольный избыток КОН по отношению к лупинину, продолжительность синтеза 2 ч
Замена гидрокеида калия на более сильное и лучше растворимое в ДМСО основание ¿-ВиОК позволяет успешно осуществлять винилирование лупинина в ДМСО при атмосферном давлении ацетилена (температура 105-110°С, 2 5-3 ч, выход 88%)
Я = Н, г-Ви, растворитель - ДМСО, диоксан
Для сравнения активности сверхосновных и традиционных условий найдены оптимальные условия винилирования лупинина 9 в системе КОН-диоксан десятикратный мольный избыток ацетилена (начальное давление ацетилена 12-14 атм), 61 мольн% катализатора, температура 196-204°С, время реакции 1 ч В этих условиях выход винилового эфира 10 составляет 68% Понижение температуры реакции до 176-184°С приводит к существенному снижению выхода винилового эфира 10, а при более низкой температуре реакция практически не реализуется
1-(Винилоксиметил)октагидрохинолизин (10) является левоврахцающим продуктом, величина удельного вращения которого [а]022 -17 7 (с 1.0, ЕЮН).
2. Гидрофосфинирование оптически активных виниловых эфиров 1,2:5,6-ди-О-изопроншшден-а-В-глюкофуранозы и (1Л,9ай)-1-(гидроксиметил)октагидрохииолшина как новый подход к синтезу хиральных полидентных фосфинов
В последнее время большое внимание уделяется поиску методов синтеза хиральных органофосфорных лигандов, которые широко используются для дизайна металлокомплексных катализаторов нового поколения, отличающихся высокой каталитической активностью и селективностью Одним из возможных путей решения этой задачи является использование оптически активных исходных материалов на основе легко доступных энантиомерно чистых природных соединений.
КХЖ/растворитель
9
10
2.1. Присоединение вторичных фосфинов к виниловому эфиру 1,2:5,6-ди-0-изопропилиден-а-В-глюкофуранозы и свойства полученных третичных
фосфинов
Нами впервые реализован подход к синтезу хиральных Р,0- лигандов, заключающийся в стереоспецифичном свободнорадикальном гидрофосфини-ровании хирального винилового эфира диацетон-О-глюкозы 2 вторичными органилфосфинами 11 а,б.
Эти фосфины региоспецифично присоединяются к виниловому эфиру 2 в присутствии ДАК в атмосфере аргона при 65-70°С, образуя соответствующие оптически активные третичные диорганилэтокси [3-<Э-( 1,2 5,6-ди- О-изопропи-лиден)-0-глкжофуранозил]фосфины (12а,б) с высокими выходами (74-90%)
х:
о-'0—1
+ r2ph
о
ДАК -»
65-70°С
X
о—
pr2
о
11а,б
12а,б
R = Bu (a), R = Ph(CH2)2 (б)
Кислородом воздуха или элементной серой третичные фосфины 12а,б количественно окисляются до оптически активных фосфиноксидов 13а,б или фосфинсульфидов 14а,б, соответственно
X
Р-
о—
=pr2
J
X
.о
о.
12а,б -
S8
р— о-
=pr2
.о
о гексан, 20-23°С толуол, 50°С
0-
14а,б
13а,б I
R = Bu (a), R = Ph(CH2)2 (б)
Полученные фосфины и фосфинхалькогениды на основе диацетон-D-глюкозы 12а,б-14а,б являются левовращающими оптически активными продуктами {12а [a]D26 -15 6 (с 1 5, ЕЮН), 126 [a]D26 -7 1 (с 1 О, ЕЮН), 13а [a]D26 -12 2 (с 0 5, СС14), 136 [a]D26 -1 9 (с 4 О, ССЦ), 14а [a]D26 -7 1 (с 1 О, ЕЮН), 146 Мо26 -25 7 (с 1 О, СС14)}
Таким образом, на примере присоединения вторичных фосфинов к виниловому эфиру диацетон-О-глюкозы 2 разработан прямой атом-экономный метод получения оптически активных третичных фосфинов и фосфинхалькогенидов на основе Сахаров Полученные соединения, содержащие тетрагидрофурановые и диоксолановые структуры, являются перспективными в качестве хелатирующих лигандов металлокомплексных катализаторов асимметрического синтеза
2.2. Присоединение вторичных фосфинов к виниловому эфиру лупинина и свойства полученных третичных фосфинов
Реакцией доступных вторичных фосфинов 11а,б с виниловым эфиром лупинина 9 при эквимольном соотношении реагентов в присутствии ДАК (0 5 масс.%) при 65-70°С были получены с высокими выходами (89-93%) соответствующие оптически активные триорганилфосфины 15а,б {15а [а]»23 -12 0 (с 2 О, ЕЮН), 156 [а]п22 -9 0 (с 1 О, ЕЮН)}, содержащие в свой структуре фрагмент молекулы лупинина
Хк .О.
Г
ДАК
+ Я2РН
N
9 11а,б
R = Bu (a), R = Ph(CH2)2 (б)
65-70 С
15а,б
Полученные третичные фосфины 15а,б гладко реагируют с кислородом, элементной серой и селеном в органических растворителях, образуя соответствующие оптически активные левовращающие фосфиноксиды 16а,б (16а [a]D24 -5.9 (с 0 5, ЕЮН), 166 [a]D20 -1 6 (с 1.5, СНС13)}, фосфинсульфиды 17а,б {17а [a]D22 -6 6 (с 15, ЕЮН), 176 [a]D23 -6 2 (с 2 0, ЕЮН)} и фосфинселенид 18 {[a]D22 -8.9 (с 2 0, СНС13)}
PR2 И
о
02
гексан, 20-23 С
15а,б
толуол, 50°С
17а,б, 18
16а,б
Ни 11 = Ви, 166 Я = РЬ(СН2)2
17а Я = Ви, Х = 176 Я = РЬ(СН2)2, Х= Б
18 К = РЬ(СН2)2, X = Эс
Оптически активный третичный фосфинсульфид 176 также был получен с 96% выходом встречным синтезом из винилового эфира 9 и доступного дй(2-фенилэтил)фосфинсульфида в присутствии ДАК
+ (PhCH2CH2)2P^
Н
ДАК ^ 65-70°С
P(CH2CH2Ph)2 S
Таким образом, успешно развит прямой атом-экономный метод получения ранее неизвестных оптически активных функциональных третичных фосфинов и их производных с использованием энантиомерно чистого природного алкалоида лупинина в качестве исходного вещества Эти фосфины и фосфинхалькогениды могут найти широкое применение как легко доступные энантиомерно чистые хелатирукяцие лиганды металлокомплексных катализаторов асимметрического синтеза.
ВЫВОДЫ
1 На примере мономерных и полимерных производных глюкозы разработаны новые эффективные технологически реальные методы винилирования ацетиленом природных спиртов с использованием высокоосновных каталитических систем типа гидроксид или алкоксид щелочного металла -полярный негидроксильный растворитель (ДМСО, ТГФ)
2 Установлено, что производные глюкозы с защищенной гидроксильной группой при аномерном атоме углерода (1,2 5,6-ди-0-изопропилиден-а-О-глюкофураноза, метил-4,6-0-бензилиден-а-Б-глюкопиранозид, 1,2-0-циклогексилиден-оЯЭ-глюкофураноза, метил-«-0-глкжопиранозид) в сверхосновных системах КОН-ДМСО или /-ВиОК-ДМСО взаимодействуют с ацетиленом как при повышенном, так и при атмосферном давлении, образуя продукты исчерпывающего винилирования с высокими препаративными выходами
3 Найдены условия эффективного винилирования 1,2 5,6-ди-0-изопропилиден-а-В-глюкофуранозы и метил-а-О-глюкопиранозида ацетиленом в системе КОН-ТГФ (125-140°С, 4-6 ч, повышенное давление)
4 Показано, это винилирование микрокристаллической целлюлозы ацетиленом при повышенном давлении успешно протекает в системах КОН-ДМСО и КОН-ТГФ с образованием винилцеллюлозы, содержащей 1 винилоксигруппу на ~9 мономерных звеньев Добавка метанола облегчает винилирование целлюлозы, позволяя вводить до 1 винилоксигруппы в каждое 2-3-е глюкопиранозное звено
5 Предварительная обработка целлюлозы водными растворами щелочей повышает ее реакционную способность по отношению к ацетилену
- винилирование активированной таким образом целлюлозы в воде, а также в водно-органической (ТГФ) системе позволяет вводить 1 винилоксигруппу на 12 звена макромолекулы
- дегидратированная активированная целлюлоза в безводных условиях (ТЧаОН-ДМСО, КОН-ДМСО, КОН-ТГФ) винилируется с образованием винилцеллюлозы, содержащей более 1 винилоксигруппы на каждое звено макромолекулы (степень винилирования до 1.2)
6 На примере реакции свободнорадикального присоединения вторичных фосфинов к виниловому эфиру 1,2 5,6-ди-0-изопропилиден-а-О-глюкофуранозы проиллюстрирована принципиальная возможность
использования синтезированных виниловых эфиров для дизайна хиральных лигандов металлокомплексных катализаторов асимметрического синтеза
Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:
1 Опарина JI А, Тлегенов Р Т, Ермакова Т Г, Кузнецова Н П, Каницкая JI В , Танцырев А П, Трофимов Б А Нуклеофильное присоединение к ацетиленам в сверхосновных каталитических системах XII Винилирование лупинина // Изв АН Сер хим - 2004 - № 1 - С 232-234
2 Trofimov В А, Sukhov В G, Malysheva S F, Belogorlova N А, Tantsyrev А Р, Parshma L N, Oparma L А, Tumk S P , Gusarova N К Addition of secondary phosphmes to a vinyl ether of diacetone-D-glucose a new approach to optically active phosphmes and their derivatives // Tetrahedron Lett - 2004 - Vol 45, no 49 -P 9143-9145
3 Trofimov В A, Oparina L A, Krivdin L В , Gusarova N K., Cherayshev К A, Sinegovskaya L M, Klyba L V , Parshina L. N, Tantsyrev A P, Kazheva О N, AlexandrovG G,D'yachenko О A Structural study of 2,3,4,6-tetra(0-vmyl)methyl-a-D-glucopyranoside // J MoL Struct -2006 - Vol 791, no 1-3 -P 1-9.
4 Trofimov В A, Parshina L N, Oparina L A, Tantsyrev A P, Khil'ko M Ya, Vysotskaya О V , Stepanov A V, Gusarova N К, Henkelmann J Direct vinylation of glucose derivatives with acetylene // Tetrahedron - 2007. - Vol 63, no 47 - P 11661-11665
5 Танцырев A II, Опарина JI. А., Паршина JI. H., Сухов Б Г, Трофимов Б А Оптически активный виниловый эфир диацетон-О-глюкозы // Тезисы докл XVII Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии Реактив - 2004» - Уфа, 2004 -С 16-17
6 Танцырев А П, Сухов Б Г, Опарина Л А, Паршина JI Н, Малышева С Ф Хиральные полулабильные гибридные лиганды на основе природных спиртов, ацетилена и элементного фосфора // Тезисы докл VII Молодежной научной школы-конференции по органической химии — Екатеринбург, 2004 - С 133
7 Арбузова С Н, Куимов В А, Коновалова Н А , Богданова М В , Танцырев А П., Сухов Б Г Закономерности прямого фосфоршшрования элементным фосфором и РН-кислотами соединений sp2- и sp3- гибридизованного атома углерода // Тезисы докл конференции молодых ученых СО РАН, посвященной МА Лаврентьеву - Новосибирск, 2004 - С 140-144
8 Куимов В А, Богданова М В, Танцырев А П, Арбузова С Н Прямое фосфорилирование элементным фосфором и РН-кислотами алкенов, органилгалогенидов и ацетиленов // Тезисы докл VIII Молодежной научной школы-конференции по органической химии - Казань, 2005 - С 105
Подписано в печать 21 12 07 Формат 210x147 1/16 Бумага писчая белая Печать RIZO Уел печ л 1 6 Отпечатано в типографии «Академкопия», ИП Овсянников А А Тираж 130 экэ Заказ № 37
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МЕТОДЫ СИНТЕЗА ВИНИЛОВЫХ ЭФИРОВ
УГЛЕВОДОВ
Литературный обзор)
1.1. Прямое винилирование углеводов ацетиленом
1.1.1. Винилирование Сахаров, содержащих одну свободную гидроксильную группу
1.1.2. Винилирование Сахаров, содержащих две и более свободные гидроксильные группы
1.1.3. Винилирование целлюлозы
1.2. Методы косвенного винилирования углеводов
1.2.1. Каталитическое перевинилирование '
1.2.2. Разложение смешанных ацеталей
1.2.3. Восстановительная десульфонизация фенил сульфонилэтенов
1.2.4. Метиленирование сложных эфиров по Теббе
1.2.5. Изомеризация аллиловых эфиров
1.2.6. Гидрирование ацетиленовых и (ацетилен)виниловых эфиров Сахаров
1.2.7. Взаимодействие галогенидов углеводов с диорганилртутными соединениями
1.2.8. Другие косвенные методы винилирования
1.2.9. Винилирование целлюлозы
ГЛАВА 2. ВИНИЛИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДНЫХ ГЛЮКОЗЫ И ЦЕЛЛЮЛОЗЫ АЦЕТИЛЕНОМ
Обсуждение результатов)
2.1. Винилирование углеводов ацетиленом
2.1.1. Винилирование низкомолекулярных производных D-глюкозы
2.1.1.1. Винилирование 1,2:5,6-ди-0-изопропилиден-а-В-глюкофуранозы
2.1.1.2. Винилирование метил-4,6-0-бензилиден-а-Б-глюкопиранозида и 1,2-0-циклогексилиден-ег-О-глюкофуранозы
2.1.1.3. Винилирование метил-a-D-глюкопиранозида
2.1.1.3.1. Винилирование метил-a-D-глюкопиранозида ацетиленом при повышенном давлении в системе КОН-ДМСО
2.1.1.3.2. Винилирование метил-a-D-глюкозида ацетиленом при повышенном давлении в системе КОН-ТГФ
2.1.1.3.3. Винилирование метил- а-Б-глюкозида ацетиленом при повышенном давлении в системе NaOH-ТГФ
2.1.1.3.4. Винилирование метил-cc-D-глюкозида ацетиленом при атмосферном давлении
2.1.1.3.5. Исследование структуры метил-2,3,4,6-тетра-(3-винил-a-D-глюкопиранозида
2.1.2. Винилирование целлюлозы
2.1.2.1. Винилирование микрокристаллической целлюлозы
2.1.2.2. Винилирование щелочной целлюлозы
2.1.2.2.1. Винилирование щелочной целлюлозы в ДМСО
2.1.2.2.2. Винилирование щелочной целлюлозы в системе CsF-МОН-ДМСО (М = Li, Na, К)
2.1.2.2.3. Винилирование щелочной целлюлозы в ТГФ
2.1.2.2.4. Винилирование щелочной целлюлозы в системе М0Н-ТГФ-Н20 (М = Na, К)
2.1.2.2.5. Винилирование щелочной целлюлозы в системе
М0Н-Н20 (М = Na, К)
2.1.3. Винилирование (\R, 9зЯ)-1 -(гидроксиметил)октагидрохинолизина
2.2. Присоединение вторичных фосфинов к виниловым эфирам
1,2:5,6-ди-(9-изопропилиден-а-0-глюкофуранозы и (1R,9гК)-\-(гидроксиметил)октагидрохинолизина; свойства полученных третичных фосфинов
2.2.1. Присоединение вторичных фосфинов к виниловому эфиру диацетон-Б-глюкозы и свойства полученных третичных фосфинов
2.2.2. Присоединение вторичных фосфинов к виниловому эфиру лупинина и свойства полученных третичных фосфинов
Глава 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДРОБНОСТИ
Экспериментальная часть)
3.1. Синтез 1,2:5,6-ди-(9-изопропилиден-3-(>винил-а-Т)-глкжофуранозы
3.2. Синтез метил-4,6-0-бензилиден-2,3-ДИ-0-винил-С!:-В-глюкопиранозида
3.3. Синтез 1,2-0-циклогексилиден-ЗД6-три-0-винил-а-О-глюкофуранозы
3.4. Синтез метил-2,3,4,6-тетра-0-винил-а-О-глюкопиранозида
3.5. Синтез виниловых эфиров целлюлозы
3.6. Синтез (li?, 9&R)-1 -(винилоксиметил)октагидрохинолизина
3.7. Синтез диорганилэтокси[3-(9-(1,2:5,6-ди-0-изопропилиден)-а-0-глюкофуранозил] фосфинов
3.8. Синтез диорганилэтокси[3-0-(1,2:5,6-ди-<3-изопропилиден)-«-В-глюкофуранозил]фосфиноксидов
3.9. Синтез диорганилэтокси[3-О-(1,2:5,6-ди-0-изопропилиден)-а-0-глюкофуранозил]фосфинсульфидов
3.10. Синтез диорганил [2-(октагидрохинолизин-1 -илметилокси)этил]фосфинов
3.11. Синтез диорганил [2-(октагидрохинолизин-1 -илметилокси)этил] фосфиноксидов
3.12. Синтез диорганил [2-(октагидрохинолизин-1 -илметилокси)этил] фосфинсульфидов
3.13. Синтез ди(2-фенилэтил)[2-(октагидрохинолизин-1 -илметилокси)этил] фосфинселенида
Среди многочисленных представителей виниловых эфиров особое значение имеют виниловые эфиры углеводов. Сочетание высокой реакционной способности винилоксигруппы с оптической активностью фрагмента природного материала делает эти соединения ценными хиральными интермедиатами, перспективными для использования в тонком органическом синтезе [1-8], для получения лигандов металлокомплексных катализаторов [9], биополимеров (олигосахариды и др. [10-12]) или гибридных природно-синтетических полимеров [13-15].
Кроме того, виниловые эфиры углеводов представляют огромный теоретический интерес, так как они являются удобными моделями для исследований в области стереохимии, изомерии, механизмов реакций присоединения.
Исходные углеводы рассматривают в свою очередь как перспективное возобновляемое сырье, которое в будущем может широко использоваться в промышленном органическом синтезе, прежде всего, в синтезе сложных природных соединений [1,2, 16, 17] и биоразлагаемых полимеров.
В связи с этим разработка на основе ацетилена новых общих подходов к синтезу виниловых эфиров углеводов, изучение их реакционной способности и использование в качестве исходных веществ для направленного синтеза новых оптически активных соединений остается актуальной задачей современной органической химии.
Данная работа выполнялась в соответствии с планом НИР ИрИХ им. А. Е. Фаворского СО РАН по теме: "Новые методы, реакции и интермедиа™ для тонкого органического синтеза на базе ацетилена и его производных" (№ государственной регистрации 01200406373), в рамках проекта СО РАН № 8: "Прямые реакции ацетилена, его замещенных, производных, а также других электрофилов с элементным фосфором и РН-кислотами в присутствии сверхосновных и металлокомплексных катализаторов: дизайн полидентных хиральных лигандов, фоторецепторов, люминофоров, нелинейно-оптических материалов, экстрагентов, флотореагентов, антипиренов", а также при государственной поддержке ведущих научных школ (гранты НШ-2241.2003.3 и НШ-5444.2006.3).
Цель работы. Разработка эффективных технологически реальных подходов к винилированию производных глюкозы и целлюлозы ацетиленом; изучение свойств полученных виниловых эфиров.
В рамках этой цели автор ставил перед собой следующие задачи:
- разработка методов получения виниловых эфиров ацетальных производных глюкозы, содержащих от одной до четырех свободных гидроксильных групп, на основе ацетилена при повышенном и атмосферном давлении в присутствии сверхосновных каталитических систем: гидроксид или алкоголят щелочного металла (К, Na) - полярный негидроксильный растворитель (ДМСО, ТГФ);
- разработка технологичных методов винилирования ацетиленом щелочной целлюлозы в воде, а также в органической и водно-органической средах;
- изучение спектральных свойств полученных виниловых эфиров и синтез на их основе хиральных органофосфорных соединений -потенциальных лигандов металлокомплексных катализаторов.
Научная новизна и практическая значимость работы. На примере доступных производных глюкозы, содержащих от одной до четырех гидроксильных групп (диацетон-О-глюкоза, метил-4,6-0-бензилиден-«-Б-глюкопиранозид, моноциклогексилиден-Б-глюкоза и. метил-a-D-глюкопиранозид), получены новые данные о закономерностях нуклеофильного присоединения гидроксилсодержащих соединений к ацетилену в сверхосновных каталитических средах. Показана зависимость скорости реакции винилирования от природы катиона щелочного металла и растворителя, образующих сверхосновную каталитическую систему. Это послужило основой для разработки высокоэффективных в препаративном отношении методов синтеза ранее труднодоступных виниловых эфиров j природных спиртов и полиолов, таких как распространенный природный полигидроксилсодержащий полимер целлюлоза и алкалоид лупинин. Проведено систематическое исследование винилирования щелочной целлюлозы ацетиленом в различных средах (ДМСО, ТГФ, вода, а также вода в присутствии органической фазы); в результате которого предложены технологически реальные подходы к синтезу винилцеллюлозы.
Показано, что электрононасыщенные двойные связи виниловых эфиров диацетон-Б-глюкозы и лупинина способны присоединять вторичные фосфины в условиях радикального инициирования. Реакцией с кислородом-серой или селеном полученные фосфины легко окисляются в соответствующие фосфиноксиды, -сульфиды и -селениды. В результате разработаны удобные, технологичные, атом-экономные и экологически безопасные методы синтеза новых хиральных третичных фосфинов и фосфинхалькогенидов - потенциальных органофосфорных лигандов металлокомплексных катализаторов.
Методами рентгеноструктурного анализа, ЯМР *Н и С, ИК спектроскопии и масс-спектрометрии изучено строение метил-2,3^4,6-тетра-О-винил-а-О-глюкопиранозида. Показана преимущественно s-транс-конформация для винилоксигрупп при С-2, G-3 и С-4 атомах пиранового цикла и s-г/ис-конформация для. винилоксигруппы при С-6 атоме как в кристаллической фазе, так и в растворе. Определены* пути фрагментации исследуемого винилового эфира под действием электронного удара.
Апробация работы и публикации. Основные результаты работы представлялись на VII молодежной научной школе-конференции по органической химии (Екатеринбург, 2004), конференции молодых ученых СО РАН, посвященной М.А. Лаврентьеву (Новосибирск, 2004), XVII Международной научно-технической конференции "Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии. Реактив - 2004" (Уфа; 2004),
VIII молодежной научной школе-конференции по органической химии (Казань, 2005).
По материалам диссертации опубликованы 4 статьи в отечественных и зарубежных изданиях и тезисы 4 докладов.
Объем и структура работы. Работа изложена на 172 страницах машинописного текста и состоит из введения, трех глав, выводов и списка цитируемой литературы. Первая глава (литературный обзор) посвящена анализу известных данных о методах получения виниловых эфиров углеводов; вторая глава - изложению и обсуждению результатов собственных исследований; необходимые экспериментальные подробности приведены в третьей главе. Завершается рукопись выводами и списком литературы (188 ссылок).
ВЫВОДЫ J
1. На примере мономерных и полимерных производных глюкозы разработаны новые эффективные технологически реальные методы винилирования ацетиленом природных спиртов с использованием высокоосновных каталитических систем типа гидроксид или алкоксид щелочного металла — полярный негидроксильный растворитель (ДМСО, ТГФ).
2. Установлено, что производные глюкозы с защищенной гидроксильной группой при аномерном атоме углерода (1,2:5,6-ди-0-изопропилиден-a-D-глюкофураноза, метил-4,6-0-бензилиден- a-D-глюкопиранозид, 1,2-(9-циклогексилиден-С£-0-глюкофураноза, метил-a-D-глюкопиранозид) в сверхосновных системах КОН-ДМСО или /-ВиОК-ДМСО взаимодействуют с ацетиленом как при повышенном, так и при атмосферном давлении, образуя продукты исчерпывающего винилирования с высокими препаративными выходами.
3. Найдены условия эффективного винилирования 1,2:5,6-ди-<9-изопропилиден-а-Б-глюкофуранозы и метил- a-D-глюкопиранозида ацетиленом в системе КОН-ТГФ (125-140°С, 4-6 ч, повышенное давление).
4. Показано, что винилирование микрокристаллической целлюлозы ацетиленом при повышенном давлении успешно протекает в системах КОН-ДМСО и КОН-ТГФ с образованием винилцеллюлозы, содержащей 1 винилоксигруппу на ~9 мономерных звеньев. Добавка метанола облегчает винилирование целлюлозы, позволяя вводить до 1 винилоксигруппы в каждое 2-3-е глюкопиранозное звено.
5. Предварительная обработка целлюлозы водными растворами щелочей повышает ее реакционную способность по отношению к ацетилену:
- винилирование активированной таким образом целлюлозы в воде, а также в водно-органической (ТГФ) системе позволяет вводить 1 винилоксигруппу на 1-2 звена макромолекулы.
- дегидратированная активированная целлюлоза в безводных условиях (NaOH-ДМСО, КОН-ДМСО, КОН-ТГФ) винилируется с образованием винилцеллюлозы, содержащей более 1 винилоксигруппы на каждое звено макромолекулы (степень винилирования до 1.2).
6. На примере реакции свободнорадикального присоединения вторичных фосфинов к виниловому эфиру 1,2:5,6-ди-0-изопропилиден-а-0-глюкофуранозы проиллюстрирована принципиальная возможность использования синтезированных виниловых эфиров для дизайна хиральных лигандов металлокомплексных катализаторов асимметрического синтеза.
1. Hultin P. G., Earle M. A., Sudharshan M. Synthetic studies with carbohydrate-derived chiral auxiliaries // Tetrahedron. 1997. - Vol. 53, no. 44.-P. 14823-14870.
2. Bols M. Carbohydrate building blocks. New York: John Wiley and Sons, 1996.- 182 p.
3. Choudhury A., Franck R. W., Gupta R. B. Cycloaddition of isoquinolinium salts: homochiral tetralins via dienophiles bearing chiral auxiliaries // Tetrahedron Lett. 1989. - Vol. 30, no. 37. - P. 4921-4924.
4. Lysek R., Furman В., Cierpucha M., Grzeszczyk В., Matyjasek L., Chmielewski M. Solid-phase 2+2. cycloaddition between chlorosulfonyl isocyanate and chiral vinyl ethers // Eur. J. Org. Chem. 2002. - No. 14. -P. 2377-2384.
5. Borsuk K., Kazimierski A., Solecka J., Urbanczyk-Lipkowska Z., Chmielewski M. Stereocontrolled formation of oxacephams from carbohydrates // Carbohydr. Res. 2002. - Vol. 337, no. 21-23. - P. 20052015.
6. Desroses M., Chery F., Tatibouet A., De Lucchi O., Rollin P. Sugar-based ethenyl ethers: stereoselective dipolar cycloadditions of nitrile oxides // Tetrahedron: Asymmetry. 2002. - Vol. 13, no. 23. - P. 2535-2539.
7. Dujardin G., Leconte S., Coutable L., Brown E. Eu(fod)3-catalyzed solid-phase 4+2. heterocycloadditions: an efficient asymmetric process in catalyst-recycling conditions // Tetrahedron Lett. 2001. - Vol. 42, no. 50. -P. 8849-8852.
8. Borsuk K., Suwinska K., Chmielewski M. Stereocontrolled formation of cephams from 1,3-Oethylidene-L-erythritol // Tetrahedron: Asymmetry. -2001.-Vol. 12, no. 7. -P. 979-981.
9. Жданов Ю. А, Алексеев Ю. Е. Основные достижения координационной химии модифицированных моносахаридов // Успехи химии.-2002.-Т. 71, № 11.-С. 1090-1091.
10. Boons G-J., Isles S. Vinyl glycosides in oligosaccharide synthesis. (Part 1): a new latent-active glycosylation strategy // Tetrahedron Lett. 1994. - Vol. 35,no. 21.-P. 3593-3596.
11. Aloui M, Chambers D. J, Cumpstey I, Fairbanks A. J. Redgrave A. J, Seward С. M. P. Stereoselective 1,2-cis glycosylation of 2-O-allyl protected thioglycosides // Chem. Eur. J. 2002. - Vol. 8, no. 11. - P. 2608-2621. .
12. Chenault H. K, Castro A. Glycosyl transfer by isopropenyl glycosides: trisaccharide synthesis in one pot by selective coupling of isopropenyl and и-pentenyl glycopyranosides // Tetrahedron Lett. 1994. - Vol. 35, no. 49. -P. 9145-9148.
13. Yuan J, Lindner K, Frauenrath H. 1-0-vinyl glycosides via Tebbe olefination, their use as chiral auxiliaries and monomers // J. Org. Chem. -2006. Vol. 71, no. 15. - P. 5457-5467.
14. McCann J. L, Rauk A, Wieser H. Infrared absorption and vibrational circular dichroism spectra of poly(vinyl ether) containing diastereomeric menthols as pendants // J. Mol. Struct. 1997. - Vol. 408-409. - P. 417-420.
15. The organic chemistry of sugars / Eds. Levy D. E, Fiigedi P. Boca Raton: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2005. - 880 p.
16. Riick-Braun K., Kunz H. Chiral auxiliaries in cycloadditions. Weinheim, Chichester: Wiley-VCH, 1999. - 188 p.
17. Трофимов Б. А. Гетероатомные производные ацетилена. Новые полифункциональные мономеры, реагенты и полупродукты. М.: Наука, 1981.-319 с.
18. Трофимов Б. А. Некоторые аспекты химии ацетилена // ЖОрХ. 1995. -Т. 31, вып. 9.-С. 1368-1387.
19. Trofimov В. A. Acetylene and its derivatives in reactions with nucleophiles: recent advances and current trends // Curr. Org. Chem. 2002. - Vol. 6, no. 13.-P. 1121-1162.
20. Шостаковский M. Ф. Простые виниловые эфиры. M: Изд. АН СССР, 1952.-280 с.
21. Reppe W. Vinylierung // Liebigs Ann. Chem. 1956. - Bd. 601. - S. 81138.
22. Михантьев Б. И., Михантьев В. Б., Лапенко В. JI., Воинова В. К. Некоторые винильные мономеры. Воронеж: ВГУ, 1970. - С. 163-198.
23. Watanabe W. Н., Conlon L. Е. Homogeneous metal salt catalysis in organic reactions. 1. The preparation of vinyl ethers by vinyl transetherification // J. Am. Chem. Soc. 1957. - Vol. 79, no. 11. - P. 2828-2833.
24. Пат. DRP 715268 (1935). Vinyl ethers / W. Reppe, O. Hecht // Chem. Abstr. 1944. - Vol. 38. - 2049.
25. Пат. Британии 462903 (1937). Vinyl ethers / W. Reppe, O. Hecht // Chem. Abstr. 1937. - Vol. 31.-5811.
26. Пат. США 2157347 (1938). Vinyl ethers / W. Reppe, O. Hecht // Chem. Abstr., 1939. Vol. 33, 6342.
27. Копенхавер Д., Бигелоу M. Винилирование // В кн.: Химия ацетилена / Под ред. Петрова А. Д. М: Изд. иностранной литературы, 1954. - С-174-239.
28. Шостаковский М. Ф., Прилежаева Е. Н., Цымбал JL В. К вопросу о синтезе и превращениях виниловых эфиров высших многоатомных спиртов и целлюлозы. Тетравиниловый эфир а-метилглюкозида // Докл. АН СССР. 1954. - Т. 96, №. 1. - С. 99-102.
29. Шостаковский М. Ф., Прилежаева Е. Н., Цымбал Л. В. К вопросу о синтезе и превращениях виниловых эфиров высших многоатомныхспиртов и целлюлозы. II. Виниловые эфиры на основе целлюлозы // ЖОХ. 1956. - Т. 26, вып. 3. - С. 739-745.
30. Михантьев Б. И., Лапенко В. Л. Винилирование d-глюкозы и ее ацетонпроизводных. I // ЖОХ. 1957. - Т. 27, вып. 10. - С. 2840-2841.
31. Михантьев Б. И., Лапенко В. Л., Пономаренко Э. Ю. Виниловые и аллиловые эфиры циклогексилиденпроизводных d-глюкозы // Изв. ВУЗов, хим. и хим. технол. 1969. - Т. 12, вып. 12. - С. 1698-1700.
32. Лапенко В. Л., Сопина В. Е. Виниловые и аллиловые эфиры метиленпроизводных d-глюкозы и сорбита // В кн.: Мономеры и высокомолекулярные соединения / Под ред. Михантьева Б. И. -Воронеж: ВГУ, 1969. С. 16-18.
33. Михантьев Б. И., Лапенко В. Л. Винилирование диацетон^-галактозы // ЖОХ. 1961. - Т. 31, вып. 6. - С. 1843-1844.
34. Whistler R. L., Panzer Н. P., Goatley J. L. Preparation and polymerization of 6-<>vinyl-l,2;3,4-di-(9-isopropylidene-D-galactopyranose//J. Org. Chem. -1962. Vol. 27, no.8. — P. 2961-2962.
35. Пономаренко Э. Ю., Лапенко В. Л., Маркова Г. Г. Винильные производные левоглюкозана // В' кн.: Мономеры и высокомолекулярные соединения / Под ред. Михантьева Б. И. — Воронеж: ВГУ, 1972. С. 72-74.
36. Reppe W. Neue Entwicklungen auf dem Gebiete der Chemie des Acetylens und Kohlenoxids. Berlin, Gottingen, Heidelberg: Springer, 1949 - 184 p.
37. Михантьев Б. И., Лапенко В. Л. Винилирование моноацетон^-глюкозы // ЖОХ. 1957. - Т. 27, вып. 11. - С. 2972 - 2974.
38. Михантьев Б. И., Лапенко В. Л., Сопина В. Е. Синтез некоторых непредельных: эфиров этилиден- и хлорэтилиден- производных D-глюкозы //ЖОХ. -1968.-Т. 38, вып. 12. С. 2616-2618.
39. Кочетков Р. К., Бочков А. Ф., Дмитриев Б. А., Усов А. И., Чижов О. С., Шибаев В. Н. Химия углеводов. М.: Химия, 1967. - 672 с.
40. Чичибабин А. Е. Основные начала-органической химии-Т. 1. — М: Государственное научно-техническое изд. химической литературы, 1963.-С. 621-729.
41. Общая органическая химия. Т. 11 / Под ред. Бартона Д., Оллиса У. Д. — М.: Химия, 1986. С. 127-299.
42. Deutschman A. J., Kircher Н. W. Vinyl ethers of carbohydrates. 1. Methyl 2-Ovinyl-a-D-glucopyranoside // J. Am. Chcm. Soc. 1961. - Vol. 83, no. 19.-P. 4070-4073.
43. Marvel J-T., Berry J. W., Kuchl R. O., Deutschman A. J. Vinylation of methyl a-D-glucopyranoside // Carbohyd. Res. 1969. - Vol. 9, no. 3. - P. 295-303.
44. Лапенко В. Л., Сопина В. Е. Полиаллйловые и поливиниловые эфиры на основе D-глюкозы // В кн.: Мономеры и высокомолекулярные-соединения / Под ред. Михантьева Б. И. Воронеж: ВГУ, 1972. - С. 9193.
45. Лапенко В. Л., Васильева Н. Л., Сопина В. Е. Виниловые эфиры а-метил^-маннозида // В кн.: Мономеры и высокомолекулярные соединения / Под ред. Михантьева Б. И. Воронеж: ВГУ, 1969. - С. 7577. :
46. Никитин В. М., Оболенская А. В., Щеголев В. П. Химия древесины и целлюлозы. М.: Лесная промышленность, 1978. - 368 с.
47. Роговин 3. А., Гальбрайх Л. С. Химические превращения и модификация целлюлозы. М.: Химия, 1979. — 205 с.
48. Chiddix M, Glickman J, Hecht O. Vinylated cotton. I. Vinylation of cotton slivers and print cloth // Textile Res. J. 1965. - Vol. 35, no. 10. - P. 942950. // Chem. Abstr. - 1966. - Vol. 64. - 3749h.
49. Фаворский A. E, Иванов В. И, Кузнецова 3. И. Простые виниловые эфиры целлюлозы // ДАН СССР. 1941. - Т. 32, № 9. - С. 630-632.
50. Штишевский В. В, Оболонская Н. А, Никитин Н. И. К вопросу о винилировании целлюлозы. // ЖПХ. 1951. - Т. 24, № 10. - С. 10451051.
51. Chiddix М, Dunkan J, Fredericks G, Glickman J, Hecht O. Vinylated cotton. II. Preliminary examination of physical and textile properties. // Textile Res. J. 1965. - Vol. 35, no. 11. - P. 965-972. // Chem. Abstr. -1966.-Vol. 64. - 6813g.
52. Black W. A. P, Dewar E. T, Rutherfold D. A polyvinyl ether containing sugar residues // Chem. and Ind. 1962. - No. 36. - P. 1624.
53. Black W. A. P, Dewar E. T, Rutherfold D. Polymerisation of unsaturated derivatives of l,2:5,6-di-0-isopropylidene-D-glucofuranose // J. Chem. Soc. 1963. -No. 9. - P. 4433-4439.
54. Kaluza Z, Fudong W, Belzecki C, Chmielewski-M. Synthesis of /^-lactams, from sugar vinyl ethers and isocyanates // Tetrahedron Lett. 1989. - Vol. 30,no. 38.-P. 5171-5172.
55. Kaluza Z, Abramski W, Belzecki C, Grodner J, Mostowicz D.', Urbanski R, Chmielewski M. Cycloaddition of chlorosulfonyl isocyanate to sugar vinyl ethers // Synlett. 1994. - No. 7. - P. 539-541.
56. Kaluza Z, Furman B, Patel M, Chmielewski M. Asymmetric induction in 2+2.cycloaddition of chlorosulfonyl isocyanate to 1,2-0-isopropylidene-3
57. O-vinyl-glycofuranoses // Tetrahedron: Asymmetry. 1994. - Vol. 5, no. 11.-P. 2179-2186.
58. Kaluza Z., Furman В., Chmielewski M. Asymmetric induction in 2+2. cycloaddition of chlorsulfonyl isocyanate to 1,2-Oisopropylidene-5-(3-vinyl-D-glycofuranoses // Tetrahedron: Asymmetry. 1995. - Vol. 6, no. 7. -P. 1719-1730.
59. Perrine T. D., Glaudemans C. P. J., Ness R. K., Kyle J., Fletcher H: G. Syntheses with partially benzylated sugars. VII. The anomeric vinyl D-glucopyranosides // J. Org. Chem. 1967. - Vol. 32, no. 3. - P. 664-669.'
60. Ferrier R. J., Vethaviyasar N. Unsaturated carbohydrates. Part XVII. Synthesis of branched-chain sugar derivatives by application of the Claisen rearrangement // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1. 1973. - No. 16. - P. 1791-1793.Y
61. Barker S.A., Brimacombe J. S., Harnden M. R., Jarvis J. A. Sucrose derivatives. Part II. Some silyl and cyanoethyl ethers and a hepta-acetal // J. Chem. Soc. 1963.-No. 6.-P. 3403-3406.
62. Handerson S., Schlaf M. Palladium(II)-catalyzed transfer vinylation of protected,monosaccharides // Org. Lett. 20021 — Voll 4, no. 3. — P. 407409.
63. Chayajarus K., Chambers D. J., Chughtai M. J., Fairbanks, A. J: Stereospecific synthesis of 1,2-cis glycosides by vinyl-mediated IAD // Org. Lett. 2004. - Vol. 6, no. 21. - P. 3797-3800.
64. Olimoto Y., Sakaguchi S., Ishii Y. Development of a highly efficient catalytic method for synthesis of vinyl ethers // J. Am. Chem. Soc. 2002. -Vol. 124, no. 8.-P. 1590-1591.
65. Furman В., Molotov S., Thurmer R., Katuza Z., Voelter W., Chmielewski M: Synthesis of a 1-oxacephem structurally related to clavulanic acid from D-glucuronolactone // Tetrahedron. 1997. - Vol. 53, no. 16. - P. 58835890.
66. Chery F., Desroses M., Tatibouet A., De Lucchi O., Rollin P. Synthesis of sugar-based ethenyl ethers through vinyl bis-sulfone methodology // Tetrahedron. 2003. - Vol. 59, no. 4. - P. 4563-4572.
67. Tebbe F. N., Parshall G. W., Reddy G. S. Olefin homologation with titanium. methylene compounds // J. Am. Chem. Soc. 1978. - Vol. 100, no.ll. - P. 3611-3613.
68. Marra A., Esnault J., Veyrieres A., Sinay P. Isopropenyl glycosides and congeners as novel classes of glycosil donors: theme and variations // J. Am. Chem. Soc.- 1992.-Vol. 114,no. 16.-P. 6354-6360.
69. Barresi F., Hindsgaul O. Synthesis of Д-mannopyranosides by intramolecular aglycon delivery // J. Am. Chem. Soc. 1991. - Vol. 113, no. 24.-P. 9376-9377.
70. Barresi F., Hindsgaul O. Improved synthesis of y#-mannopyranosides by intramolecular aglycon delivery-//'Synlett. 1992. - No. 9. - P.,759-761.
71. Barresi F., Hindsgaul O. The synthesis of /^-mannopyranosides by intramolecular aglycon delivery: scope and limitations of the existing methodology // Canad. J. Chem. 1994. - Vol. 72, no. 6. - P. 1447-1465.
72. Ennis S. C., Fairbanks A. J., Tennant-Eyles R. J., Yeates H. S. Stereoselective synthesis of a a-glucosides and /2-mannosides: tethering andactivation with N-iodosuccinimide // Synlett. 1999. - No. 9. - P. 13871390.
73. Ennis S. C, Fairbanks A. J, Slinn C. A, Tennant-Eyles R. J., Yeates H. S. N-Iodosuccinimide-mediated intramolecular aglycon delivery // Tetrahedron. 2001. - Vol. 57, no. 19. - P. 4221-4230.
74. Chenault H. K, Chafin L. F, Hydrolysis of Oisopropenyl glucopyranosides involves C-protonation and alkenyl ether cleavage and exhibits a kinetic influence of anomeric configuration // J. Org. Chem. 1994. - Vol. 59, no. 21.-P. 6167-6169.
75. Chenault H. K, Castro A, Chafin L. F, Yang J. The chemistry of isopropenyl glycopyranosides. Transglycosylations and other reactions // J. Org. Chem. 1996. - Vol. 61, no. 15. - P. 5024-5031.
76. Godage Y. H, Fairbanks A. J. Stereoselective synthesis of C-glucosides via Tebbe methylenation and Claisen rearrangement // Tetrahedron Lett. 2000. - Vol. 41, no. 39. - P. 7589-7593.
77. Godage Y. H, Fairbanks A. J. Synthesis of a-C-glucosides via tandem Tebbe methylenation and Claisen rearrangement // Tetrahedron Lett. 2003. -Vol. 44, no. 18.-P. 3631-3635.
78. Коротченко В. H, Ненайденко В. Г, Баленкова Е. С, Шастин А. В. Олефинирование карбонильных соединений. Новейшие и классические методы // Успехи химии. 2004. - Т. 73, № 10. - С. 1039-1074.
79. Petasis N. A, Bzowej Е. I. Titanium-mediated carbonyl olefinations. 1. Methylenations of carbonyl compounds with dimethyltitanocene // J. Am. Chem. Soc. 1990. - Vol. 112, no. 17. - P. 6392-6394.
80. Cuningham J, Gigg R, Warren C. D. The allyl ether as a protecting group in carbohydrate chemistry // Tetrahedron Lett. 1964. - Vol. 5, no. 19. - P. 1191-1196.
81. Gigg R, Warren C. D. Use of the allyl ether as a protecting group in a new synthesis of L-lyxose // J. Chem. Soc. 1965. - No. 3. - P. 2205-2210.
82. Gigg J., Gigg R. The allyl ethers as a protecting group in carbohydrate chemistry//J. Chem. Soc. (C). 1966. - No. 1. - P. 82-86.
83. Gigg R., Warren C. D. The allyl ethers as a protecting group in carbohydrate chemistry. Part II//J. Chem. Soc. (C). 1968. - No. 15. - P. 1903-1911.
84. Gent P. A., Gigg R., Conant R. The allyl ether as a protecting group in carbohydrate chemistry. Part III. The but-2-enyl ether group // J. Chem. Soc.,PerkinTrans. 1.- 1972.-No. 12.-P. 1535-1542.
85. Gent P. A., Gigg R. The allyl ether as a protecting group in carbohydrate chemistry. Part V. Preparation of benzyl ethers of carbohydrates for use in oligosaccharide synthesis // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1. 1974. - No. 12.-P. 1446-1455.
86. Gent P. A., Gigg R. The allyl ether as a protecting group in carbohydrate chemistry. Part VI. The allyl ether as a 'temporary' protecting group in oligosaccharide synthesis // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1. 1974. - No. 15.-P. 1835-1839.
87. Gent P. A., Gigg R. The allyl ether as a protecting group in carbohydrate chemistry. Isomerisations with tristriphenylphosphinerhodium (I) chloride // J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1974. - No. 7. - P. 277-278.
88. Gent P. A., Gigg R. The allyl ether as a protecting group in carbohydrate chemistry. Part VII. The 2-Oallyl group as a non-participant in 1,2-cis-glycoside synthesis // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1. 1975. - No. 4. - P. 361-363.
89. Gent P. A., Gigg R., Penglis A. A. E. The allyl ether as a protecting group in carbohydrate chemistry. Part IX. Synthesis of derivatives of 1,6-anhydro-/?
90. D-galactopyranose // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1. 1976. - No. 13. - P. 1395-1404.
91. Gigg R. The allyl ether as a protecting group in carbohydrate chemistry. Part
92. Synthesis of 3-0-(/?-D-galactopyranosyl 3-sulphate)-2-0-hexadecanoyl-1 -O-hexadecyl-L-glycerol, 'seminolipid' // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1. -1979. No. 3.- P. 712-718.
93. Gigg R. The allyl ether as a protecting group in carbohydrate chemistry. Part
94. The 3-methylbut-2-enyl ('prenyl') group // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1. 1980. - No. 3. - P. 738-740.
95. Ganz I., Kunz H. Carbohydrates as chiral auxiliaries. 2+2. cycloaddition of ketenes to enol ethers // Synthesis. 1994. - No. 12. - P. 1353-1358.
96. Bullock A. L., Cirino V. O., Rowland S. P. Mono-O-(methylsulfonylethyl)-D-glucoses // Canad. J. Chem. 1967. - Vol. 45, no. 3. - P. 255-260:
97. Schumacher R., Reissig H-U. Stereoselective cyclopropanation of chiral carbohydrate-derived enol ethers // Synlett. 1996. - No. 11. - P. 1121-: 1122.
98. Boons G-J., Isles S. Vinyl glycosides in oligosaccharide synthesis. 2. The use of allyl and vinyl glycosides in oligosaccharide synthesis // J. Org. Chem. 1996. - Vol. 61, no. 13. - P. 4262-4271.
99. Seward С. M. P., Cumpstey I., Aloui M., Ennis S. C., Redgrave A. J., Fairbanks A. J. Stereoselective cis glycosylation of 2-O-allyl protected glycosyl donors by intramolecular aglycon delivery // Chem. Commun. -2000.-No. 15.-P. 1409-1410.
100. Arnold Т., Orschel В., Reibig H-U. Diacetonglucose als hilfsgruppe bei der asymmetrischen hetero-Diels-Alder-reaktion mit nitrosoalkenen // Angew. Chem. 1992. - Bd. 104, Nr. 8. - S. 1084-1086.
101. Lysek R., Kahiza Z., Furman В., Chmielewski M. 2+2. Cycloaddition of chlorosulfonyl isocyanate to (Z) 3-0-(2'-silylvinyl) ethers of 1,2-0-isopropyHdene-5-0-trityl-a-D-xylofuranose // Tetrahedron. 1998. - Vol; 54, no. 19. - P. 14065-14080.
102. Furman В.,, Kaluza Z., Chmielewski M. Stereochemical course of 2+2. cycloaddition; of chlorosulfonyl; isocyanate to cis and trans 3-0-but- 1-enyl-l,2-0-isopropylidene-<2-D-xylofuranose // Tetrahedron. 1996. - Vol. 52, no. 16.- P. 6019-6024.
103. Raadt A., Feirier R. J. A simple, efficient synthesis of vinyl /3-D-glucopyranosides //J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1987. - No. 13. - P. 1009-1010:
104. Cottier L., Remy G., Descotes G. Photochemical synthesis of 0-vinyl glycosides and their transformation into C-branched sugars // Synthesis: -1979.-No. 9.-P. 711-712.
105. А. с. СССР 63682 (1940). Ушаков С. H., Геллер И. М.
106. Кочетков Н. К., Свиридов А. Ф., Ермоленко М. С., Яшунский Д. В., Чижов О. С. Углеводы в синтезе природных соединений. — Ml: Наука, 1984.- 288 с.
107. Трофимов Б. А. Суперосновные катализаторы и реагенты: концепция, применение, перспективы // В сб. № 14: Современные проблемы органической химии / Под ред. Потехина А. А., Костикова Р. Р., Бэрда М. С. Санкт-Петербург: Изд. С-ПГУ, 2004. - С. 131-175.
108. Трофимов Б. А., Опарина JI. А., Паршина JI. Н., Вине В. В., Лавров В. И. Образование винилоксиэтена из 1,2-дивинилоксиэтана в системе КОН ДМСО // Изв. АН СССР. Сер. хим. - 1989. - № 12. - С. 28732874.
109. Trofimov В: A., Malysheva S. F., Sigalov М. V., Vyalykh Е. P., Kalabin G.
110. A. One-pot synthesis of divinyloxy propenes by reaction of glycerol with acetylene // Tetrahedron Lett. 1984. - Vol. 25, no. 38. - P. 4257-4258.
111. Трофимов Б. А., Кудякова P. H., Опарина Л. А., Паршина Л. H., Вине В.
112. B. Синтез дивиниловых эфиров диолов- в системе КОН ДМСО // ЖПХ. - 1991. - № 4. - С. 873-877.
113. Трофимов Б. А., Опарина Л. А., Лавров В. И., Паршина Л. Н'. Нуклеофильное присоединение к ацетиленам в сверхосновных каталитических системах. VII. Винилирование низших спиртов // ЖОрХ. 1995. - Т. 31, вып. 5. - С. 647-650.
114. Трофимов Б. А., Паршина Л. Н., Лавров В. И., Опарина Л. А. Щелочной катализ ацетализации моновинилового эфира этиленгликоля // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1984. - № 7. - С. 1670-1671.
115. Кривдин JI. Б., Щербаков В. В, Бжезовский В. М, Калабин Г. А. Константы спин-спинового взаимодействия {13}С-{13}С в структурных исследованиях. II. Конформационное строение виниловых эфиров // ЖОрХ. 1986. - Т. 22, вып. 5. - С. 972-978.
116. Трофимов Б. А, Шергина Н. И, Атавин А. С, Косицына Э. И, Гусаров А. В, Гаврилова Г. М. Строение и вращательная изомерия виниловых эфиров //ЖПС. 1971. - Т. 14, № 2. - С. 282-287.
117. Трофимов Б. А, Шергина Н. И., Атавин А. С, Косицына Э. И, Гусаров А. В, Гаврилова Г. М. Влияние строения на соотношение и характер ротамеров виниловых эфиров // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1972. - № 1.-С. 116-121.
118. Bernardi F, Epiotis N. D, Yates R. L, Schlegel H. B. Nonbonded attraction in methyl vinyl ether // J. Am. Chem. Soc. 1976. - Vol. 98, no. 9. - P. 2385-2390.
119. Durig J. R, Gerson D. J.Vibrational spectra, methyl torsional potential functions, internal rotational potential functions, and conformational properties of ethyl vinyl ether // J. Mol. Struct. 1981. - Vol. 71. - P. 131145.i j
120. Trofimov В. A. New Intermediates for Organic Synthesis Based on Acetylene HZ. Chem. 1986. - Bd. 26, Nr. 2. - S. 41-49.
121. Sinegovskaya L. M., Keiko V. V., Trofimov B. A. Rotational Isomerism of Vinyl Ethers and Sulfides // Sulfur Rep. 1987. - Vol. 7, no. 5. - P. 337378.
122. Синеговская JI. M., Трофимов Б. А. Пространственное и электронное строение винил- и алленилхалькогенидов // Успехи химии. 1996. - Т. 65, № 12.-С. 1091-1123.
123. Taskinen Е. Nuclear magnetic resonance, force field, and MNDO studies on 1 -methoxycycloalkenes // Tetrahedron. 1994. - Vol. 50, no. 19. - P. 57955806.
124. Abramov A. V., Vashchenko A. V., Frolov Yu. L. Quantum chemical investigation of methyl vinyl ether and sulfide // J. Mol. Struct. THEOCHEM. 2002. - Vol. 594, no. 1-2. - P. 101-105.
125. Vashchenko A. V., Abramov A. V., Frolov Yu. L. The fine difference in electronic structure of heteroatoms in methyl vinyl ether and sulfide // J. Mol. Struct. THEOCHEM.-2002.-Vol. 594, no. 1-2.-P. 107-111.
126. Шорыгин И. П., Шкурина Т. Н., Шостаковский М. Ф., Грачева Е. П. Спектры и строение виниловых эфиров // Изв. АН СССР. ОХН. 1961. — № 6. - С. 1011-1015.
127. Kochetkov N. К., Wulfson N. S., Chizhov О. S., Zolotarev В. М. Mass spectrometry of carbohydrate derivatives // Tetrahedron. 1963. — Vol. 19; no. 12.-P. 2209-2224.
128. Кочетков H. К., Вульфсон H. С., Чижов О. С., Золотарев Б. М. Масс-спектрометрическое исследование углеводов. Метиловые эфиры и ацетаты гликозидов // ДАН СССР. 1963. - Т. 151, № 2. - С. 336-339.
129. Масс-спектрометрические характеристики органических и элементоорганических соединений / Под ред. Толстикова Г. А. Уфа: Изд. БФАН СССР, 1987. - 149 с.
130. Doelker E. Cellulose derivatives // Adv. Polym. Sci. 1993. - Vol. 107. - P. 200-265.
131. Baumgartner S., Kristl J., Peppas N. A. Network structure of cellulose ethers used in pharmaceutical applications during swelling and at equilibrium // Pharm. Res.-2002.-Vol. 19, no. 8. P. 1084-1090.
132. Baumgartner S., Planinsek O., Srcic S., Kristl J. Analysis of surface properties of cellulose ethers and drug release from their matrix tablets // Eur. J. Pharm. Sci. 2006. - Vol. 27, no. 4. - P. 375-383.
133. Murtinho D., Lagoa A.R., Garcia F. A. P., Gil M. H. Cellulose derivatives membranes as supports for immobilization of enzymes // Cellulose. 1998. -Vol. 5, no. 4.-P. 299-308.
134. Stefansson M. Characterization of cellulose derivatives and their migration behavior in capillary electrophoresis // Carbohydr. Res. 1998. - Vol. 312, no. 1-2.-P. 45-52.
135. Yue Z., Cowie J. M. G. Synthesis and characterization of ion conducting cellulose esters with PEO side chains // Polymer 2002. - Vol. 43, no. 16. — P. 4453-4460.
136. Оболенская А. В., Ельницкая 3. П., Леонович А. А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. М.: Экология, 1991.-320 с.
137. Siggia S., Edsberg R. L. Iodometric determination of vinyl alkyl ethers // Anal. Chem. 1948. - Vol. 20, no. 8. - P. 762-763.
138. Aboul-Seoud A. Reaction of cellulose with methanolic sodium hydroxide // Faserforsch. Textiltechn. 1968. - Bd. 19, Nr. 5. - S. 228-230.
139. Фенгел Д., Вегенер Г. Древесина: химия, ультраструктура, реакции. — М.: Лесная промышленность, 1988. — 512 с.
140. Fengel D. Versuche zur alkalischen Extraktion von Polyosen aus Fichten-Holocellulose // Papier-BRD. 1980. - Bd. 34, Nr. 10. - S; 428-433.
141. Калабин Г. А., Трофимов Б. А., Бжезовский В. М., Кушнарев Д. Ф., Амосова G. В., Гусарова И. К., Альперт М. Л. Спектры ЯМР 13С и эффекты сопряжения в алкокси- и алкилтиоэтиленах // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1975. - № 3. - С. 576-581.
142. Роговин 3. А. Химия целлюлозы. М.: Химия, 1972. - 520 с.
143. Целлюлоза и ее производные. Т. 1. / Под ред. Байклза Н., Сегала Л. -М: Мир, 1974-499 с.
144. Isogai A., Atalla R. I I. Dissolution of cellulose in aqueous NaOH solutions // Cellulose. 1998. - Vol. 5, no. 4: P. 309-319.
145. Кабачник М. И, Садыков А. С, Годовиков Н. Н, Асланов X. А, Абдувахабов А. А., Торемуратов К. Сложные эфиры лупинина и N-(/?-оксиэтил) анабазина с р -замещенными бензойными кислотами // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1972. - № 4. - С. 952-953.
146. Абдувахабов А. А., Тлегенов Р, Хаитбаев X. X, Вайзбург Г. И, Далимов Д. Н, Утениязов К. У. Синтез сложных эфиров лупинина и. их взаимодействие с холинэстеразами // Химия природ, соед. 1990. - № 1.-С. 75-79.
147. Тлегенов Р. Т, Далимов Д. Н, Хаитбаев X. X, Абдувахабов А. А, Утениязов К. У. Синтез и антихолинэстеразная активность ряда производных алкалоида лупинина // Химия природ, соед. 1990. - № 4.-С. 513-515.
148. Абдувахабов А. А, Асланов X. А, Годовиков Н. Н, Кабачник М. И, Садыков А. С, Рахматуллина В. У. Получение бислупининовых эфиров дикарбоновых кислот // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1972. - № 4. - С. 946-947.
149. Noyori R. Asymmetric catalysis in organic synthesis. New York: John Wiley and Sons, 1994. - 378 p.
150. Seyden-Penne J. Chiral auxiliaries and ligands in asymmetric synthesis. — New York, Chichester, Brisbane, Toronte, Singapore: John Wiley and Sons, 1994.-736 p.
151. Nugent W. A., RajanBabu Т. V., Burk M. J. Beyond nature's chiral pool: enantioselective catalysis in industry // Science 1993. - Vol. 259, no. 5094.-P. 479-483.
152. Толстиков А. Г., Хлебникова Т. Б., Толстикова О. В., Толстиков Г. А. Природные соединения в синтезе хиральных фосфорорганических лигандов // Успехи химии. 2003. - Т. 72, № 9. - С. 902-922.
153. Nanchen S., Pfaltz A. Chiral phosphino- and (phosphinooxy)-substituted N-heterocyclic carbene ligands and their application^ in iridium-catalyzed asymmetric hydrogenation // Helv. Chim. Acta 2006. - Vol. 89, no. 8. - P. 1559-1573.
154. Li W., Zhang Z., Xiao D., Zhang X. Synthesis of chiral1 hydroxyl phospholanes from D-mannitol and their use in asymmetric catalytic reactions // J. Org. Chem. 2000. - Vol. 65, no. 11. - P. 3489-3496.
155. Brauer D. J., Kottsieper K. W., Nickel Т., Stelzer O:, Sheldrick W. S. Novel electron-rich hydrophilic phosphanes with carboxylated cyclohexyl substituents // Eur. J. Inorg. Chem. 2001. - No. 5. - P. 1251-1259.
156. Bunlaksananusorn Т., Knochel P. ?-BuOK-catalyzed addition phosphines to functionalized alkenes: a convenient synthesis of polyfunctional phosphine derivatives // Tetrahedron Lett. 2002. - Vol. 43, no. 33. - P. 5817-5819.
157. Dombek B. D. Acid-catalyzed addition of secondary phosphines to vinyl ethers // J. Org. Chem. 1978. - Vol. 43, no. 17. - P. 3408-3409.
158. Малышева С. Ф., Гусарова Н. К., Белогорлова Н. А., Никитин М. В., Гендин Д. В., Трофимов Б. А. Реакция виниловых эфиров с вторичными фосфинами // ЖОХ. 1997. - Т. 67, вып. 1. - С. 63-66.
159. Trofimov В. A., Gusarova N. К., Malysheva S. F., Ivanova N. I., Sukhov В. G., Belogorlova N. A., Kuimov V. A. Hydrophosphination of vinyl sulfides and vinyl selenides: first examples // Synthesis. 2002. - No. 15. - P. 22072210.
160. Trofimov B. A., Malysheva S. F., Sukhov B. G., Belogorlova N. A., Schmidt E. Yu., Sobenina L. N., Kuimov V. A., Gusarova N. K. Addition of secondary phosphines to N-vinylpyrroles // Tetrahedron Lett. 2003. - Vol. 44, no. 13.-2629-2632.
161. Гусарова H. К., Малышева С. Ф., Белогорлова Н. А., Арбузова С. Н., Гендин Д. В., Трофимов Б.А. Синтез несимметричных третичных фосфиноксидов с пиридиновыми фрагментами // ЖОрХ. 1997. - Т. 33, вып. 8.-С. 1231-1234.
162. Трофимов Б. А., Арбузова С. Н., Гусарова Н. К. Фосфин в синтезе фосфорорганических соединений // Успехи химии. 1999. - Т. 68, № 3. -С. 240-253.
163. Gusarova N. K., Bogdanova M. V., Ivanova N. I., Chernysheva N. A., Sukhov B. G., Sinegovskaya L. M., Kazheva O. N., Alexandrov G. G.,
164. D'yachenko О. A., Trofimov B.A. Hydrothiophosphorylation of vinyl sulfoxides: first examples // Synthesis. 2005. - No. 18. - P. 3103-3106.
165. Садыков А. С., Асланов X. А., Кушмурадов Ю. К. Алкалоиды хинолизидинового ряда. Химия, стереохимия, биогенез. М.: Наука, 1975. - 292 с.
