Размещено на http://www.allbest.ru/

Самарский государственный университет

Кафедра органической, биоорганической и медицинской химии

Взаимодействие б-бромкетонов адамантанового ряда с углерод- и кислородсодержащими нуклеофилами

Степанов Евгений Александрович,

Пурыгин Петр Петрович,

Чунаев Александр Олегович

г. Самара

Аннотация

Нами было синтезировано двенадцать соединений содержащих адамантановый фрагмент, не описанных ранее в литературе. Практическая ценность настоящей работы состоит в синтезе новых адамантансодержащих соединений, представляющих определенный интерес для исследования их биологической активности. А также в изучении взаимодействия б-бромкетонов адамантанового ряда с некоторыми реагентами.

Ключевые слова: адамантан, б-бромкетоны, реактивы Гриньяра, С-нуклеофилы.

Химия органических каркасных соединений за последнее время достигла значительных успехов в теоретической и практической областях. В связи с этим актуальной задачей является поиск новых функциональных производных каркасных соединений. Постоянный интерес химиков-синтетиков к различным производным адамантана обусловлен наличием у большинства таких соединений выраженной физиологической активности и широкими возможностями получения новых фармацевтических препаратов [1]. Кроме того, присутствие адамантанового каркаса в составе б-галогенкетонов может существенным образом влиять на их свойства, которые могут отличаться от свойств галогенкетонов алифатического и ароматического рядов.

Объектами нашего исследования были следующие б-бромкетоны адамантанового ряда:

бромметил(адамантил-1)кетон

щ,щ'-бром(адамантил-1)-ацетон

б-Бромкетоны адамантанового ряда имеют несколько разноплановых реакционных центров. Взаимодействие их с нуклеофильными агентами может протекать по нескольким направлениям - бимолекулярное нуклеофильное замещение по связи С-Hal, нуклеофильное присоединение, либо присоединение-отщепление по карбонильной группе, а также отщепление кислого протона метиленовой группы в в-положении по отношению к карбонилу.

В литературе описано большое количество реакций б-галогенкетонов адамантанового ряда с О- и N-нуклеофилами. Взаимодействие же б-галогенкетонов с С-нуклеофилами изучено недостаточно. В ходе нашей работы были синтезированы адамантансодержащие замещенные фураны и производные циануксусного эфира.

Результаты и их обсуждение

Исходными веществами для выполнения настоящей дипломной работы служили адамантансодержащие б-бромкетоны. Синтез, которых, осуществлялся путем последовательной функционализации адамантана. Синтезированные до настоящего этапа адамантансодержащие б-бромкетоны не являются новыми, хотя многие методики в той или иной степени нами были модифицированы.

Для синтеза щ,щ'-бром(адамантил-1)-ацетона мы проводили взаимодействие 1-адаман-танола с винилиденхлоридом, с последующим получением хлорангидрида 1-адамантилуксус-ной кислоты. Далее происходит взаимодействие хлорангидрида 1-адамантилуксусной кислоты с диазометаном и последующее разложение промежуточного соединения бромоводородом.

Логично предположить, что взаимодействие реактивов Гриньяра с б-галогенкарбонильными соединениями может протекать как по карбонильному атому углерода, так и по атому галогена. Соотношение скоростей этих реакций, а следовательно и выход продукта, будут, очевидно, определяться соотношением активностей данных функциональных групп. В данной работе показано, что при стандартных условиях в присутствии катализаторов (солей одновалентной меди) б-бромкетоны адамантанового ряда: бромметил(адамантил-1)кетон и щ,щЧ-бром(адамантил-1)ацетон реагируют с реактивами Гриньяра по схеме бимолекулярное нуклеофильное замещение по связи С-Наl, с образованием кетонов адамантанового ряда:

В отсутствии солей одновалентной меди и кислот Льюиса б-бромкетоны адамантанового ряда взаимодействуют с реактивами Гриньяра по карбонильной группе, образуя с выходами 70-90% адамантансодержащие б-бромзамещенные третичные спирты:

В литературе описаны взаимодействия различных б-галогенкетонов с натриевыми производными малононитрила и циануксусного эфира. Установлено, что в зависимости от структуры б-галогенкетонов и растворимости промежуточных продуктов реакции, в случае использования натриймалононитрила могут образовываться г-кетонитрилы, либо замещённые б-аминофураны, а в случае натрийциануксусного эфира - г-кетонитрилы или диалкилированные ациклические продукты.

Нами было осуществлено взаимодействие бромметил(адамантил-1)кетона и щ,щЧ-бром (адамантил-1)ацетона с натриймалононитрилом в среде абсолютного этанола:

где n = 0.1

Анализ продуктов реакции показал, что в нашем случае образуются только адаманта-нсодержащие г-кетонитрилы. Невозможность образования фуранового цикла связана, по-видимому, с тем, что образующиеся г-кетонитрилы малорастворимы в реакционной среде и выпадают в осадок во время реакции. Очевидно, также сказываются электронодонорные свойства адамантанового фрагмента, которые, как было установлено, затрудняют процесс циклизации [2, 3].

При взаимодействии б-бромкетонов адамантанового ряда с натрийциануксусным эфиром продукты диалкилирования обнаружены не были. По-видимому, это связано с тем, что объёмистые адамантильные радикалы в образовавшемся г-кетонитриле и исходном б-бромкетоне не позволяют молекулам сблизиться, что затрудняет процесс диалкилирования.

где n = 0.1

В рамках данной работы были осуществлены синтезы адамантансодержащих 1,3-оксазо-лов, на основе бромметил(адамантил-1)кетона и щ,щЧ-бром(адамантил-1)ацетона. На первой стадии синтеза проведены реакции О-алкилирования бензойной и о-бромбензойной кислот по следующей схеме:

R = H (XIII), Br (XIV)

Далее, используя в качестве катализатора BF₃, была осуществлена циклизация полу-ченных сложных эфиров:

R = Ph (XI), o-BrC₆H₄ (XII)

Было показано, что атом брома расположенный в о-положении фенильного кольца, не препятствует процессу циклизации. Данное предположение подтверждается данными ЯМР ¹Н спектров синтезированных 1.3-оксазолов.

Экспериментальная часть

В работе использовались растворители и реактивы отечественного производства фирмы РЕАХИМ квалификации х.ч. или о.с.ч., которые в случае необходимости очищались и абсолютировались в соответствии с описанными методиками [4].

Контроль за ходом реакций и оценку индивидуальности веществ проводили с помощью ТСХ на пластинах Silufol UV-254 (ЧССР), проявление в парах иода и УФ. ИК спектры регистрировали на приборе ИКС-29 в таблетках KBr (для кристаллических веществ), в виде тонкой плёнки (для маслоподобных). ЯМР ¹Н спектры регистрировали на приборе Bruker AC-200, с рабочей частотой 200 МГц, растворитель DMSO-d₆, внутренний стандарт ГМДС.

С детальным описанием методик синтеза можно ознакомиться в работе [5].

Индивидуальность полученных соединений подтверждена данными ТСХ, структура - методами ИК и ЯМР ¹Н спектроскопии.

Выводы

адамантановый бромкетон реагент синтезирование

1. Проведен многостадийный синтез бромметил(адамантил-1)кетона и щ,щ'-бром (адаман-тил-1) ацетона, основанный на последовательной функционализации адамантана.

2. Проведены синтезы различных кетонов адамантанового ряда путём селективного взаи-модействия реактивов Гриньяра с б-бромкетонами. Показано, что в присутствии катализатора - иодида меди (CuI) б-бромкетоны селективно реагируют с реактивами Гриньяра по схеме бимолекулярного нуклеофильного замещения по связи C-Hal.

3. Синтезированы адамантансодержащие г-кетонитрилы. Показано, что при взаимодействии бромметил(адамантил-1)кетона и щ,щ'-бром(адамантил-1)-ацетона с натрий-малоно-нитрилом и натрийциануксусным эфиром не образуются замещённые б-аминофураны и продукты диалкилирования.

4. Проведены синтезы 4-(адамантил-1)-2-(2-бромфенил)оксазола-1,3 и 4-(адамантил-1)-2-фенилоксазола-1.3. Показано, что атом брома, расположенный в о-положении фенильного кольца, не препятствует процессу циклизации.

Литература

1. Морозов И.С., Петров В.И., Сергеева С.А. Фармакология адамантанов. Волгоград: Волгоградская медицинская академия. 2001. 320с.

2. Темникова Т.И., Шаранин Ю.А. Журн. орг. химии. 1965. Т.2. В.11. С.2018-2020.

3. Тёмникова Т.И., Семёнова С.Н., Бондарь Н.Ф. Журн. орг. химии. 1973. Т.9. В.9. С.1809-1814.

4. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга. М.: Высшая школа. 1974. С.51-55.

5. Степанов Е.А. Взаимодействие б-бромкетонов адамантанового ряда с углерод- и кислородсодержащими нуклеофилами. Дипломная работа. Самара. 2007. 59с.

Размещено на Allbest.ru