Синтез похідних хлоркарбоксилатів

Размещено на http://www.allbest.ru/

(Z)-Алкіл б-Cl-б,в-ненасичені складні ефіри отримують стереоселективно дегідробромуванням алкіл-б-Br-б-Cl-карбонової кислоти з LiCl-Li₂CO₃ в диметилформаміді. До того ж спостерігаються хороші виходи в даному методі синтезу (схема).

Схема. Дегідробромуванням алкіл-б-Br-б-Cl-карбонової кислоти з LiCl-Li₂CO₃ в ДМФ при температурі 70⁰С

До LICl(2,4 ммоль) і Li₂CO₃ (0,55 ммоль) в трубку Шленка були додані ДМФ (2 мл) і алкіл-б-Br-б-Cl-карбонової кислоти (2 ммоль) в атмосфері N₂. Суміш перемішували при температурі 70⁰С протягом 3 годин. Опісля суміш розбавили водою (3 мл) і екстрагували сумішшю 1:4 диетиловий ефір \ петролейний ефір (30-50⁰С) (2*3 мл). Органічні фази збирають, сушать над Na₂CO₃ і випаровують розчинник . Метил б-Cl-б,в- ненасичений ефір очищають шляхом перегонки. Вихід продукту становить 97%.[1995]

Передача радикального приєднання атома галогену (ХАТРА) метилового ефіру 2-бром-2-хлор-карбоксилату до алкену отримують з хорошими виходами шляхом каталітичної кількості залізної тирси в диметилформаміді \ 1,2-дихлороетані при температурі 80⁰С в атмосфері аргону (схема).

Схема. Додавання метилового ефіру 2-бром-2-Cl-карбоксилатiв до алкенів при температурі 80⁰С, 3,5 години.

Виходи становлять 99-100 %.[1996]

Для отримання кінцевого продукту змішували алкільне похідне
(0,2 ммоль) з адуктор (0,6 ммоль) і додавали як каталізатор RhCl(CO)(PPh₃)₂ (0,002 ммоль) розчинений в толуолі (0,5 мл) нагрівали при температурі 110⁰С протягом 10 годин (схема ). Отримали 2 продукти у співвідношеннях які вказані в таблиці.[1998]

Cхема. Додавання алкільних похідних до похідних хлоркарбоксилатів при використанні Rh, при 110⁰С, 10 годин.

Таблиця.

Хлороестерифікація термінальних алкінів

Простий і ефективний метод для високо регио- і стереоспецифічного синтезу (Z)-3-хлоракрилат ефірів описаний. Використання термінальних ацетиленів і первинні, вторинні і третинні аліфатичні спирти як субстратів, реакції карбонілювання проводили при монооксиді вуглецю (1 атм) при кімнатній температура в присутності каталітичної кількості PdCl₂ і 3 екв хлориду міді. Були отримані виходи (Z) -3-хлоракрилат ефірів в діапазоні від 30% до 72%. Результати показують, що полярність спирто-бензольного розчинника грає важливу роль в стереохімії продуктів. Стереоспецифічний синтез 3-хлоракрилатного похідного представлений на схемі .

Схема. Реакція фенілацетилену (1a) з MeOH (2а) при СО в присутності PdCl₂ і CuCl₂.

Попередні результати показали, що полярність розчинника (спирто-бензольного) може вплинути на відношення границі плинності і Z / E 3а. Таким чином, спробували додавати різні кількості метанолу, щоб змінювати полярність розчинника. Суміш фенілацетилену (1а, 102 мг, 1 ммоль) і метанолу (2a, 0,04 мл, 1 ммоль) піддають взаємодії в CO (1 атм) в бензолі (10 мл) при кімнатній температурі протягом 2 год у присутності PdCl₂ (10 мг, 0,056 ммоль) і CuCl₂ (269 мг, 2 ммоль) (вхід 1 в таблиці 1). Перетворення 1а було тільки 50%, і метил-3-хлор-3-фенілакрілат (3a) отримують в 20% виходом.[1999]

Взаємодія 2,3-ацетиленових кислот (1а-г) з тіонілхлоридом в ДМФ в м'яких умовах дали E, Z-3-хлор-2-алкенові кислоти (2а-г) або складних ефірів (3а-г) в залежності від взаємодії реакційної суміші з водою або спиртами. Вихід продуктів становив 85-90%(схема).

Схема.Гідрохлорування 2,3-ацетиленових кислот, з використанням тіонілхлориду в ДМФ як розчинника, при кімнатній температурі протягом 45 хвилин.

До розчину ацетиленового кислоти 1 (1 ммоль) в сухому ДМФА (1 мл) повільно додають тіонілхлорид (1,2 ммоль), підтримуючи температуру нижче 30°С. Після перемішування протягом 45 хв, надлишок хлористого тіонілу видаляли при зниженому тиску. Залишок виливають на лід і отриманий водний розчин екстрагують диетиловим ефіром. Органічний шар був потім промитий водою, сушать над безводним Na₂SO₄, фільтрували і концентрували під вакуумом з отриманням суміші відповідних алкенових кислот (2а). У разі складних ефірів (3а) були проведені аналогічні процедури, що і для 3-хлор-2-алкенових кислот. Але після видалення тіонілхлориду, додавали н-пентан (3 мл), а потім відповідний спирт (4 ммоль). Опісля виділену суміш з відповідними складними ефірами отримували з високим ступенем чистоти і подальше очищення було не потрібне. Суміші Е, Z-кислоти розділяли за допомогою колонкової хроматографії на основі силікагелю, з n-гексан і етилацетату як елюент (80: 20). Для E,Z-ефірних сумішей були використані аналогічні процедури, елюент n-гексан і EtOAc (97: 3). [2002]

Ще один простий у виконанні синтез Е і Z 3-хлоро-2-естерів і кислот, по реакції 2,3-ацетиленових кислот з оксалілхлоридом в ДМФ з подальшою обробкою відповідного 3-хлор-2-пропеоніх хлоридного похідного з спиртами і водою (схема).

Схема 1. Умови (1) DMF 0⁰C і (COCl2); (2) H₂O; (3) н-пентан і алкоголь,6 годин, к.т.

Таблиця 1.

E,Z-3-хлор-2-алкенові кислоти 2а-з і складні ефіри 3а, отримані відповідно до схеми.

До розчину ацетиленової кислоти 1 (2 ммоль) в сухому ДМФ (1,5 мл) охолодженого до 0⁰C повільно додавали оксалілхлорид (4.1mmol). Після перемішування протягом 45 хв реакційну суміш виливали на лід і отриманий водний розчин екстрагують диетиловим ефіром або дихлорметаном. Органічний шар потім промивають водою, сушать над безводним Na₂SO₄, фільтрують і концентрують під вакуумом з отриманням суміші відповідної алкенової кислоти (2а-с).

В випадку ефірів (3а), після перемішування протягом 45 хв., додають н-пентан (3 мл), а потім етанол (4 ммоль) з додатковим перемішуванням при кімнатній температурі протягом 6 ч. Cуміші поділяли за допомогою колонкової хроматографії на силікагелі, з н-гексан і етилацетат як елюент, (80: 20) і (75: 25), відповідно.[2004]

Ще одним методом синтезу (Z)-3-галоакрилатів є синтез в присутності каталітичного PdX2 і 5 еквівалентів CuX2 (Х=Cl, Br), термінальних алкінів, які були карбонільовані в результаті чого отримували потрібні нам продукти з хорошими виходами. Також було відзначено що на активність каталізаторів безпосередньо впливав розчинник і найкращі виходи були отримані в гексан\етилацетаті(таблиця).

Таблиця 2.

PdBr2-каталітичне карбонілювання термінальних алкінів

Умови: якщо не вказано інше, умови реакції були наступними: a)1 (1 ммоль), PdBr2 (5 моль%), CuBr2 (5 екв), СО (1 атм,бульбашки), спирт (0,2 мл), і DCE (10 мл) протягом 5 годин при кімнатній температурi. b) 2d (0,4 мл). d) реакція не була чистою. Суміш (Z)-10 і (Е)-10 було отримано з 66% виходом,і співвідношення становило 1: 1 (визначено аналізом GC і ЯМР ¹Н). e) cпирт (0,1 мл).[2005]

Нижче представлений ще один метод отримання б-галогенакрилатів. Потенціал цього методу в збільшенні масштабу операцій проілюстровано в таблиці.

Таблиця .

Ti (IV) -опосередковани стереоселективний синтез (Z)-б-хлор, (Z) -б-фтор, і (Z) -б-йодакрилатів

Умови: альдегід ( 1,0 екв), б-галогенацетат ( 1,1 екв), TiCl₄ (1,2 екв.), Et3N (2,0 екв.), 2-4 години.

Фенільні гідрокси групи при дії основ можуть вступати в реакію з алкілгалогенідом, що призводить до О-алкілювання продуктів з допомогою SN₂ реакції. І навпаки безпрецедентна хемеоселективність спостерігалась при використанні саліцилового альдегіду, якого вводили в реакцію з метилбром ацетатом в присутності системи реагентів TiCl₄- Et3N, після чого отримали бажаний продукт (схема)

Схема . Хемоселективноа реакція системи реагентів TiCl₄-NEt₃ на саліцилальдегіді.

атом хлоркарбоксилат алкен кислота

Методика синтезу. До розчину альдегіду (0,01 моль) і б-галоацетату (0,011 моль) в DCM (15 мл) в атмосфері азоту був доданий TiCl₄ (0,012 моль, 1,0 М в DCM) у вигляді крапель з інтервалом додавання 10 хвилин. Потім отриману суміш перемішують при кімнатній температурі протягом 30 хв. До цього розчину додають Et₃N (0,02 моль) краплями, протягом 10 хвилин при підтримці температури реакційної суміші не нижче 30⁰С. отриману коричневу суміш потім перемішують при кімнатній температурі протягом 2-5 год. Коли реакція завершилась, суміш розбавляють DCM (20 мл) і промивають 1,0 н водним розчином HCl (15 мл) і водою. Органічну фазу сушать над Na₂SO₄. Розчинник видаляли при зниженому тиску і сирий продук пропускали через шар діоксиду кремнію, в результаті чого отримали бажаний продукт.[2013]

Список використаної літератури

1. Stereoselective Dehydromination of Alkyl б-Br-б-Cl-Carboxylates / Luca Forti, Franco Ghelfi, Ugo M. Pagnoni.//Tetrahedron Letters. - Vol. 36. - Nb. 17. - 1995. - P. 3023-3026.

2. Fe⁰ Initiated Halogen Atom Transfer Radical Addition of Methyl 2-Br-2-Cl-Carboxylates to Olefins / Luca Forti, Franco Ghelfi, Ugo M. Pagnoni.//Tetrahedron Letters. - Vol. 37. - Nb. 12. - 1996. - P. 2077-2078.

3. The First Example of Rhodium(I)-Catalyzed Regioand Stereoselective Chloroesterification of Alkynes with Chloroformate Esters / Ruimao Hua, Shigeru Shimada, and Masato Tanaka.// Journal of the American Chemical Society. - Vol. 120. - 1998. - P. 121365-12366.

4. Novel Stereospecific Synthesis of 3-Chloroacrylate Esters via Palladium-Catalyzed Carbonylation of Terminal Acetylenes / Jinheng Li, Huanfeng Jiang, Aiqun Feng, and Lanqi Jia.// Journal of Organic Chemistry- Vol. 64. - 1999. - P. 5984-5987.

5. Hydrochlorination of 2,3-Acetylenic Acids with Thionyl Chloride in Dimethylformamide / Neudo A. Urdaneta, Julio C. Herrera, Jose' Salazar, and Simoґn E. Lo'pez.// Synthetic Communications - Vol. 32. - Nb. 19. - 2002. - P. 3003-3009.

6. A Facile Synthesis of (E,Z)-3-Chloro-2-propenamides, Acids, and Esters from 2,3-Acetylenic Acids with Oxalyl Chloride in DMF / Neudo A. Urdaneta, Julio C. Herrera, Jose' Salazar, and Simoґn E. Lo'pez.// Synthetic Communications - Vol. 34. - Nb. 4. - 2004. - P. 657-664.

7. General and Selective Synthesis of (Z)-3-Haloacrylates via Palladium-Catalyzed Carbonylation of Terminal Alkynes / Jin-Heng Li, Shi Tang, and Ye-Xiang Xie.// Journal of Organic Chemistry - Vol. 70. - Nb. 2. - 2005. - P. 447-479.

8. Titanium mediated olefination of aldehydes with б-haloacetates: an exceptionally stereoselective and general approach to (Z)-б-haloacrylates / John Kallikat Augustine, Agnes Bombrun, Srinivasa Venkatachaliah, Anandh Jothi.// Organic &Biomolecular Chemistry - Vol. 11. - 2013. - P. 8065-8072.

Размещено на Allbest.ru