10

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 15 - ЦВА 3·10^-3 М 4-оксо-2,2,6,6-ТМП-1-оксила (26) на СУ-аноде в среде СН₃CN/ 0,1 M Bu₄NBF₄ и 2,4·10^-2 моль 2-пропанола при разных скоростях развертки потенциала: 1 - 0,2 В/с; 2 - 0,1 В/с; 3 - 0,02 В/с

Этот факт подтверждает протекание медленной редокс-реакции между ионом оксоаммония (27) и амином (2). В главе 4 (раздел 4.2, рисунок 7 а, с.15) было показано, что при проведении процесса окисления амина (2) на обратной ветви ЦВА-кривой фиксируется пик ре-восстановления при потенциалах редокс-пары НР (26)/ион оксоаммония (27) (E_p,red = +0,40 В). Интенсивность этого пика возрастает при введении в раствор НР (26). Следовательно, окисление амина (2) непосредственно на электроде приводит к образованию иона оксоаммония (27). Можно полагать, что так же с образованием иона оксоаммония (27) протекает и процесс медиаторного (НР (26)) и непосредственного (на электроде) окисления 4-оксо-2,2,6,6-ТМП (2).

Отдельно было изучено взаимодействие иона оксоаммония (27) с этиловым и изопропиловым спиртами, при контроле методом ЦВА процесса окисления НР (26) в отсутствии и в присутствии этих спиртов. В отличие от пиперидина (2) введение даже 1000 кратного избытка изопропанола слабо отражается на ЦВА-кривых радикала (26) (рисунок 15), что означает малую скорость межмолекулярного электронного переноса между молекулой спирта и ионом оксоаммония (27). Данные ЦВА свидетельствуют о том, что спирты реагируют с ионами оксоаммония, образующимися на аноде, медленно. В то же время известно, что химическое взаимодействие оксоаммониевой соли и спирта протекает относительно быстро, даже при низкой (0 ⁰С) температуре. Этот факт говорит о том, что поведение частиц, находящихся на границе раздела фаз электрод-раствор отличается от их поведения в растворе.

Глава 6. Электрохимическое окисление спиртов с применением каталитической системы нитроксильный радикал (НР) ряда 2,2,6,6-тетраметилпиперидина (2,2,6,6-ТМП) - йодид калия и 1-галогенпроизводных ряда 2,2,6,6-ТМП

Селективное окисление спиртов до альдегидов является актуальной проблемой органического синтеза. Хотя известно множество методов окисления, часто трудно найти метод, который позволяет провести селективное окисление спиртов с применением доступных реагентов и простых способов выделения продуктов реакции. Оксоаммониевые катионы, образующиеся при окислении НР ряда 2,2,6,6-ТМП, окисляют первичные и вторичные спирты до соответствующих карбонильных соединений, а образующийся гидроксиламин окисляется до НР, т.о. каталитический цикл замыкается (схема 8).

Схема 8 - Окисление спиртов с использованием НР в качестве катализаторов

Известно, что при электрохимическом окислении спиртов в присутствии только йодида калия первичные спирты окисляются до эфиров кислот, а вторичные - до соответствующих кетонов. Полагают, что окислителем в этом случае является ион йодония. Однако образование последнего в водных растворах в результате электрохимического окисления йодид-аниона на аноде маловероятно, так как для этого процесса требуется достижение высокого потенциала (+1,8 В). Возможно, что в качестве первичного окислителя выступают и другие продукты электрохимических превращений йодид-аниона (J₂, J•).

Предложенный в работе новый электрохимический способ окисления первичных и вторичных спиртов до соответствующих карбонильных соединений с применением двухмедиаторной системы йодид калия - НР (33-35) показывает, что присутствие каталитического количества НР ряда 2,2,6,6-ТМП в электролите, содержащем йодид калия и спирт, меняет направление реакции коренным образом. Первичные спирты в этом случае окисляются только до соответствующих альдегидов. Предложен возможный механизм реакции окисления спиртов системой НР - йодид калия (схема 9), где первичным окислителем является электрогенерируемый йод.

Схема 9 - Механизм реакции окисления спиртов двухмедиаторной системой НР - йодид калия

Реакцию окисления проводили в двухфазной системе органический растворитель - водный раствор йодида калия. В качестве органической фазы использовали хлористый метилен, толуол, четыреххлористый углерод. Существенных различий по выходу продуктов реакции в зависимости от органической фазы не наблюдалось. Строение НР (33-35) также практически не влияло на выход карбонильного соединения. Различия в выходе продуктов не превышали 5 %. Установлено, что скорость реакции окисления спиртов существенным образом зависит от рН среды. В слабощелочной среде (0,1 М NaHCO₃) реакция проходит быстрее, чем в нейтральной (таблица 3; опыты 4, 7). Это связано с тем, что спирт в щелочной среде вступает в реакцию окисления в виде алкоксида, который легче взаимодействует с катионом оксоаммония. Окисление спиртов в присутствии меньшего количества НР и йодида калия (таблица 3; опыты 3, 6, 8) приводит к снижению выхода соответствующего карбонильного соединения в расчете на исходный спирт.

Таблица 3 - Электрохимическое окисление спиртов с применением каталитической системы йодид калия - 4-ацетиламино-2,2,6,6-ТМП-1-оксил (33) в двухфазной системе CH₂Cl₂- водный раствор 0,5 М NaHCO₃ (рН 8,6); концентрации реагентов: 0,05 М спирт / 0,005 М (10 мол.%) (33) / 0,01 М (20 мол.%) KI

№ опыта	Спирт	Количество пропущенного электричества (Q, F)	Выход по току, %
		2	4
		Выход а альдегида или кетона (на исходный спирт), %
1	2	3	4	5
1	Бензиловый спирт	62,5	95 (85)г	47
2	Фенилэтиловый спирт	60,3	90 (75)г	45
3 б	Фенилэтиловый спирт	43,6	72	36
4 в	Фенилэтиловый спирт	23	52	26
5	Циклогексанол	48,7	85 (80)г	42
1	2	3	4	5
6 б	Циклогексанол	30	65	32
7 в	Циклогексанол	25	67	33
8 д	Циклогексанол	27	57	28
9	1-Бутанол	42	85	42
10	1-Пентанол	46,5	89	44
11	2-Пропанол	38,7	80	40

^а по данным ГЖХ;

^б концентрация реагентов 0,05 М спирт/0,005 М (10 мол.%) (33)/0,005 М (10 мол.%) KI;

^в рН электролита 6,86 (буферный раствор Na₂HPO₄ и KH₂PO₄);

^г выход по выделению;

^д концентрация реагентов 0,05 М спирт/0,0005 М (1 мол.%) (33)/0,001 М (2 мол.%) KI

Таким образом, селективное электрохимическое окисление первичных и вторичных спиртов с применением каталитической системы НР - йодид калия приводит к образованию альдегидов и кетонов соответственно с хорошим выходом по веществу и току.

Возможности препаративного использования электрохимического метода окисления спиртов с применением 1-хлор-2,2,6,6-ТМП (5) или 2,2,6,6-ТМП (1) показаны на примере окисления циклогексанола и других спиртов. Для проведения реакции в электролит, содержащий спирт, воду, хлористый метилен и хлорид натрия добавляют соединение (5) или (1) и проводят электролиз в бездиафрагменном электролизере на Pt-аноде, при плотности тока 0,15 А/см². Хлорамин (5) или амин (1) используют в каталитических количествах (5-10 мол. %). При этом окисление спирта до циклогексанона проходит с высоким выходом по веществу и току. После пропускания 3 F электричества электролит по данным ГЖХ содержит 97 % циклогексанона; 1,5 % циклогексанола и 1,5 % НР (13). Если не вводить в электролит хлорамин (5) или амин (1), то окисление циклогексанола практически не происходит. Как оказалось, непрямое электрохимическое окисление первичных и вторичных спиртов с использованием галогенаминов (5), (9) или амина (1) приводит к образованию альдегидов и кетонов с высоким выходом по веществу (65-95 %).

Глава 7. Электрохимическое галогенирование 4-оксо-2,2,6,6-тетраметилпиперидина (ТАА) в кислой среде

7.1 Электрохимическое хлорирование ТАА

Хлорирование ТАА (2) ранее практически не изучалось. Известно только, что монохлорпроизводные ТАА можно получить при действии хлористого сульфурила на раствор гидрохлорида ТАА в хлористом метилене. В процессе изучения реакции электрохимического хлорирования ТАА (2) установлено, что состав продуктов электролиза можно регулировать, и в зависимости от условий электролиза могут быть получены 3-хлор-4-оксо-2,2,6,6-ТМП (36), 3,5-дихлор-4-оксо-2,2,6,6-ТМП (37), 3,3,5,5-тетрахлор-4-оксо-2,2,6,6-ТМП гидрохлорид (38) и 1-хлор-4-оксо-2,2,6,6-ТМП (6) (схема 10). Попытка получить в аналитически чистом виде (36) и (37) не удалась, так как в результате синтеза образовывались смеси, содержащие моно-, ди- и тетрахлорзамещенные производные ТАА (2). Хотя содержание примесей было незначительным, они кристаллизовались совместно с основным веществом. Анализ смеси соединений (36) и (37) был проведен путем их превращения в амиды (39) и (40) при обработке аммиаком. Состав смеси амидов определяли спектрофотометрическим методом. При восстановлении смеси амальгамой натрия образуется амид (39), который используется для синтеза спиновых меток. 4-Оксо-3,3,5,5-тетрахлор-2,2,6,6-ТМП обладает очень слабыми основными свойствами, и его хлороводородная соль (38) при действии воды полностью гидролизуется с образованием амина (41). Строение 4-оксо-3,3,5,5-тетрахлор-2,2,6,6-тетраметилпиперидина (41) подтверждено данными элементного анализа, ИК- и ПМР-спектроскопии.

Схема 10 - Электрохимическое хлорирование ТАА (2) в кислой среде

В таблице 4 приведены данные о влиянии условий электролиза на состав и выход продуктов реакции. Как видно из данных таблицы выход продуктов электролиза и состав смеси зависит от концентрации соляной кислоты, от количества пропущенного электричества и материала анода.

Таблица 4 - Влияние условий электролиза на выход продуктов реакции электрохимического хлорирования ТАА (2 ) в кислой среде; плотность тока 0,1 А/см²

Материал электрода	Диаф-рагма	Темпера-тура, оС	Концен-трация HCl, М	Q, F	Продукты, выход по веществу, % *
					38	36	37	6
Платина **	+	20	3	4	-	-	-	57
Платина	+	20	6	4	-	42	18	-
Платина	+	20	6	8	55	20	10	-
Платина	+	20	12	4	34	24	6	-
Платина	+	20	12	8	70	-	-	-
Платина	+	50	6	4	-	51	18	-
Платина	-	50	6	4	-	39	27	-
Платина	+	50	6	2	-	6	49	-
Платина	+	50	12	4	-	65	14	-
Платина	+	50	12	8	68	-	-	-
Платина	-	50	12	8	67	-	-	-
Платина	+	70	12	8	23	-	-	-
Графит	+	20	12	8	19	40	10	-
Графит	+	50	12	8	60	-	-	-
СУ	+	50	12	8	-	18	7

* состав смеси соединений (36) и (37) был определен путем их превращения в соответствующие 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпирролидин (39) и 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпирролин (40). Соединение (6) было выделено и охарактеризовано;

** синтез проведен в двухфазной системе в присутствии хлористого метилена

Значительное влияние на процесс электрохимического галогенирования ТАА (2) оказывает концентрация соляной кислоты. При проведении электролиза в 3 М соляной кислоте в диафрагменном или бездиафрагменном электролизере, при температуре 20 ⁰С и плотности тока 0,1 А/см² основным продуктом реакции является соединение (6). При увеличении концентрации кислоты до 6 М образуется смесь (36) и (37). Электрохимическое хлорирование ТАА (2) в концентрированной соляной кислоте (12 М) приводит к образованию продукта полного хлорирования (38). Селективность процесса хлорирования ТАА (2), возможно, связана с понижением реакционной способности 3-хлор-4-оксо-2,2,6,6-ТМП (36) по сравнению с ТАА (2). Вероятно, это связано с тем, что в концентрированной кислоте изменяется стадия, определяющая скорость реакции (енолизация - в разбавленной соляной кислоте, присоединение хлора - в концентрированной кислоте).

Изучение механизма процесса хлорирования ТАА (2) методом ЦВА показало, что соединение (2) не является деполяризатором по отношению к Pt или графитовому анодам, так как введение его в раствор (5·10^-3 М) затрудняет электрохимический процесс и сдвигает потенциал окисления хлорид-иона от 0,9 до 1,0 В. Вероятно, это связано с адсорбцией вещества (2) на аноде. Таким образом, на аноде происходит только окисление хлорид-аниона, что наблюдается в области разряда фона, с дальнейшим образованием молекулярного хлора, а процесс хлорирования идет в растворе. Сам ТАА (2) окисляется при достаточно высоких потенциалах, значительно превышающих потенциал разряда фона и окисления хлорид-анионов. Это подтверждается данными ЦВА раствора ТАА (2) (5·10^-3 М) в хлорной кислоте на Pt-аноде. В этом случае наблюдается волна окисления ТАА (2) при потенциале 2,1 В, что значительно превышает потенциал выделения хлора из 10 %-ной соляной кислоты в присутствии (2) (1,1 В). Окисление ТАА (2) является, по-видимому, причиной низкого выхода продуктов хлорирования при плохом перемешивании электролита.

7.2 Электрохимическое бромирование 4-оксо-2,2,6,6-тетраметилпипе-ридина (ТАА)

7.2.1 Электрохимическое бромирование ТАА в бромистоводородной кислоте

Наибольшее значение среди других галогенпроизводных ТАА (2) имеет 3,5-дибром-4-оксо-2,2,6,6-тетраметилпиперидин (42). Его используют для получения НР ряда 2,2,5,5-тетраметилпирролина и 2,2,5,5-тетраметилпирролидина. Соединение (42) может быть получено бромированием ТАА (2) бромом в растворе уксусной кислоты при 20 ⁰С или в растворе бромистоводородной кислоты при 80-90 ⁰С.

В работе показано, что удобным методом получения гидробромида 3,5-дибром-4-оксо-2,2,6,6-ТМП (43) является электрохимическое бромирование ТАА (2) в бромистоводородной кислоте на Pt-аноде. Метод прост в исполнении и позволяет получать (43) с выходом более 90 % в широком интервале условий. Электрохимическое бромирование ТАА (2) проходит избирательно. Реакция останавливается на стадии образования соли (43), которая практически не растворима в бромистоводородной кислоте. Выбор условий электролиза основан на данных препаративного электролиза и ЦВА. Решающее влияние на процесс бромирования оказывает температура. При 20 ⁰С реакция бромирования ТАА (2) идет медленно. Образующийся на аноде бром не успевает полностью прореагировать с ТАА (2). Для препаративного электролиза необходимо поддерживать температуру в интервале 60-70 ^оС, так как в этом случае процесс можно провести достаточно быстро с приемлемой объемной плотностью тока (0,01 А/см³). Силу тока необходимо регулировать таким образом, чтобы в реакционной смеси не накапливался бром. Изменение плотности тока в пределах 0,02-0,10 А/см² не оказывает существенного влияния на выход 3,5-дибром-4-оксо-2,2,6,6-ТМП гидробромида (43). Реакцию можно провести в бездиафрагменном электролизере, но в этом случае выход по току снижается на 15-20 %. При использовании графитового анода выход соединения (43) снижается на 5-10 %. Графит в процессе синтеза постепенно разрушается и загрязняет выпадающий в осадок гидробромид (43). Для электролиза используют раствор ТАА (2) в бромистоводородной кислоте при соотношении мольных концентраций 1:4 соответственно. В конце электролиза бромистоводородная кислота должна иметь концентрацию не ниже, чем 1,0-1,5 М, так как гидробромид (43) в водном растворе при нагревании подвергается гидролизу с образованием 3,4-диоксо-2,2,6,6-ТМП. Кроме этого при снижении концентрации бромистоводородной кислоты возможно окисление брома до бромноватой кислоты.

С целью установить механизм электрохимического бромирования ТАА (2), процесс был изучен методом ЦВА. Согласно анализу данных ЦВА добавка ТАА (2) к раствору бромистоводородной кислоты не влияет на потенциал Pt-анода, при котором происходит разряд бромид-анионов. На основании этого можно считать процесс бромирования ТАА (2) непрямым. Кроме этого процесс окисления ТАА (2) на Pt происходит при более положительном потенциале, чем окисление бромид-анионов. Анализ зависимости величины I_pa и I_pk от скорости развертки потенциала показывает, что бромирование ТАА (2) проходит по механизму ЕС. При низких скоростях развертки потенциала I_pa > I_pk, а при увеличении скорости развертки I_pk > I_pa. Скорость электрохимического процесса окисления бромид-аниона возрастает с увеличением температуры, растет величина пика анодного тока, то есть повышение температуры способствует увеличению скорости как химической реакции бромирования ТАА (2), так и электрохимической реакции разряда бромид-аниона.

При электрохимическом бромировании 2,2,6,6-ТМП (1) и 4-гидрокси-2,2,6,6-ТМП (3) (соединений, не содержащих карбонильной группы) получены пербромиды соответствующих гидробромидов. Сходство потенциодинамических кривых разряда бромид-аниона в присутствии ТАА (2), 2,2,6,6-ТМП (1) или 4-гидрокси-2,2,6,6-ТМП (3) свидетельствует о том, что процесс бромирования этих соединений проходит по одному и тому же механизму, то есть первоначальным продуктом реакций бромирования указанных соединений является образование соответствующих пербромидов. Таким образом, реакция ТАА (2) с электрохимически генерируемым бромом ведет к получению соединения (43) через образование пербромида (44), что представлено на схеме 11:



Схема 11 - Электрохимическое бромирование ТАА (2)

Попытка провести электрохимическое бромирование 4-оксо-2,2,6,6-ТМП-1-оксила (26) не удалась, так как бром мгновенно реагирует с нитроксильной группой с образованием соответствующей высокореакционноспособной оксоаммониевой соли (ОС).

7.2.2 Электрохимическое бромирование 4-оксо-2,2,6,6-тетраметилпиперидина (ТАА) в электролите бромид калия - серная кислота - вода

С целью использовать в препаративном синтезе вместо бромистоводородной кислоты более доступный и удобный реагент - бромид калия, изучен процесс электрохимического бромирования ТАА (2) в электролите бромид калия - серная кислота - вода (схема 12).

Схема 12 - Электрохимическое бромирование ТАА (2) в электролите бромид калия - серная кислота - вода

Синтез проводили в условиях, аналогичных электрохимическому бромированию ТАА (2) в бромистоводородной кислоте. Оказалось, что в этом случае выход гидробромида (43) не превышает 25-30 %. В связи с этим было изучено электрохимическое поведение этой системы. Синтез, проведенный в гальваностатическом режиме, показал, что процесс бромирования ТАА (2) проходит при постоянном потенциале (0,78-0,80 В), который не изменяется в процессе всего синтеза (количество пропущенного электричества 4 F). При этом потенциале происходит только окисление бромид-ионов, а ТАА (2) не окисляется. Это подтверждается также поляризационными измерениями. Введение в электролит ТАА (2) практически не влияет на вид поляризационной кривой (рисунок 16). Таким образом, снижение выхода гидробромида (43) связано либо с его разложением, либо с восстановительными процессами, происходящими на катоде.

Препаративный синтез в диафрагменном электролизере показал правильность последнего предположения, выход гидробромида (43) в этом случае составил 80 %. Кроме этого, при восстановлении соединения (43) на Pt-катоде в растворе серной кислоты основным продуктом реакции является ТАА (2), а на свинцовом катоде образуется сложная смесь продуктов восстановления (по данным ГЖХ), включающая ТАА (2), 4-гидрокси-2,2,6,6-ТМП (3), 2,2,6,6-ТМП (1). Восстановление соединения (43) в растворе бромистоводородной кислоты не происходит, вероятно, из-за низкой растворимости.

Зависимость выхода гидробромида (43) от условий проведения электролиза представлена в таблице 5.

Таблица 5 - Зависимость выхода гидробромида 3,5-дибром-4-оксо-2,2,6,6-ТМП (43) от условий электролиза (анод и катод - Pt-пластинки площадью 10 см², t = 60 ^оС, количество пропущенного электричества - 4 F)

Номер опыта	Соотношение исходных реагентов, ТАА(2) : KBr : H2SO4,М	j, А/см2	Наличие диафрагмы	Выход по веществу *,%
1 2 3 4 5** 6*** 7	0,1 : 0,25 : 0,2 0,1 : 0,40 : 0,2 0,1 : 0,40 : 0,2 0,1 : 0,40 : 0,2 0,1 : 0,40 : 0,2 0,1 : 0,40 : 0,2 0,1 : 0,50 : 0,2	0,1 0,1 0,1 0,05 0,2 0,1 0,1	+ + - + + + +	55 78 21 74 39 75 80

* Полученный в результате электролиза продукт содержал кроме соединения (43) 0,73 % гидросульфата калия;

** Cинтез проведен при температуре 30 ^оС. При его проведении образуется пербромид ТАА (2), который постепенно переходит в гидробромид 3,5-дибром-4-оксо-2,2,6,6- ТМП (43);

***Температура электролита 80 ^оС

Как видно из данных таблицы, процесс может быть реализован только в диафрагменном электролизере. Снижение выхода соединения (43) при проведении электролиза в бездиафрагменном электролизере связано с восстановлением продукта на катоде (данные препаративного электролиза и ГЖХ).

Глава 8 Электрохимический синтез соединений ряда 2,2,5,5-тетраметилпирролидина

8.1 Электрохимическое иодирование 4-оксо-2,2.6.6-тетраметилпиперидина (ТАА) в электролите йодид калия -гидроксид калия -водный раствор аммиака. Синтез 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпирролидина

Электрохимическое иодирование ТАА (2) представляет особый интерес, так как открывает путь к одностадийному синтезу производных 2,2,5,5-тетраметилпирролидина - важнейших исходных веществ для получения НР этого ряда и спиновых меток в частности. Каталог фирмы “Aldrich” предлагает более 50 наименований НР, половина из которых представляют собой соединения ряда 2,2,5,5-тетраметилпирролидина.

В работе показано, что синтез 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпирролидина (39) может быть осуществлен электрохимически в бездиафрагменном электролизере на Pt-аноде. Общая схема синтеза представлена ниже (схема 13). Электрохимический вариант синтеза 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпирролидина (39) позволяет провести перегруппировку Фаворского без расходования йода и в практически неизменяющихся условиях. Образующийся побочно в процессе электрохимического йодирования в щелочной среде KIO₃ восстанавливается на катоде до KI. Таким образом, в процессе иодирования ТАА (2) в бездиафрагменном электролизере концентрация KI существенно не изменяется.



Схема 13 - Электрохимическое иодирование ТАА (2). Электрохимический синтез 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпирролидина (39) и 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпирролина (40)

Электролиз проводили в электролите ТАА (2) - KI - KOH - NH₃ на Pt-аноде при температуре 20 - 40 ^оС. Выход продуктов реакции cоставил 70-75 % по веществу и 15-30 % по току после их выделения из реакционной смеси. Иодпроизводные (45) и (46) в условиях реакции не выделяются и в момент образования в результате перегруппировки Фаворского превращаются в соответствующие амиды (39) и (40).

Механизм процесса электрохимического иодирования ТАА (2) изучен методом ЦВА. В системе КI - KOH - NH₃ процесс электрохимического образования йода происходит при потенциале 0,2 В и является необратимым. При увеличении скорости развертки потенциала катодный пик увеличивается. При введении в электролит ТАА (2) процесс становится полностью необратимым, катодный пик исчезает. Эти данные подтверждают механизм ЕС (A - e > B > C), то есть быструю химическую реакцию, следующую за переносом электрона.

Реакция электрохимического иодирования ТАА (2) исследовалась также препаративными методами. Выход продуктов реакции определяли после их выделения из реакционной смеси. Полученные данные о влиянии условий электролиза на выход продуктов реакции и их состав представлены в таблице 6. Данные таблицы показывают, что хороший выход по веществу может быть достигнут в широком диапазоне условий. Выход по току значительно увеличивается при проведении электролиза в диафрагменном электролизере. Однако в этом случае анолит надо регенерировать, так как в процессе электролиза в анолите накапливается иодат калия.

В электрохимическом синтезе образуется смесь соединений (39) и (40), которые разделить кристаллизацией или возгонкой не удается. Для того, чтобы можно было использовать этот метод получения 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпирролидина (39) в препаративных целях была исследована реакция электрохимического восстановления 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпирролина (40). Эта реакция приводит к восстановлению двойной связи в пирролине (40) и образованию с количественным выходом соответствующего пирролидина (39). Реакция электрохимического восстановления пирролина (40) детально рассматривается в разделе 8.3.

Таблица 6 - Влияние условий электролиза на выход смеси соединений (39) и (40) в реакции электрохимического иодирования ТАА (2)

№ п/п	Состав электролита ТАА(2):КОН:KI, моль/л	j, A/ см2	Q ,F	Диа-фраг-ма	Кон-вер-сия	Выход по ве-ществу, %**	Содержание в продукте реакции *, %
							соединения (39)	соединения (40)
1 2 3 4*** 5*** 6 7 8	0,5:1:0,5 0,5:2:0,5 0,5:2:0,5 0,5:2:0,5 0,5:2:0,5 0,5:2:0,5 0,5:2:0,5 0,5:2:0,5	0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,5	4 2 4 4 8 2 4 4	- - - - - + + -	28 20 50 60 64 42 89 48	64 76 70 55 65 78 70 75	95 93 92 87 85 93,5 93,5 97	5 7 8 13 15 6,5 6,5 3

* по данным ГЖХ;

**выход рассчитан, исходя из того, что основным продуктом реакции является соединение (39);

***синтез проведен в двухфазной системе в присутствии бензола

8.2 Электрохимическое галогенирование 4-оксо-2,2,6,6-тетраметилпиперидина (ТАА) в растворе метилата (или этилата) натрия

В работе предложен метод синтеза производных 3-карбметокси-2,2,5,5-тетраметилпирролидина (47). Для этого была изучена реакция электрохимичекого галогенирования ТАА (2) в электролите КВг (КI, КС1) - СН₃ОNа. Показано, что галогенпроизводные ТАА (2) в присутствии метилата натрия в момент образования подвергаются перегруппировке Фаворского с образованием соответствующих эфиров кислот (47) и (48). Вероятно, промежуточными продуктами в этом синтезе являются моно- и дигалогенпроизводные ТАА (2) (схема 14).

Схема 14 - Электрохимическое галогенирование ТАА (2) в растворе метилата натрия

Синтез эфиров проводят в бездиафрагменном электролизере, снабженном обратным холодильником и электродным пакетом: анод -Pt-пластинка, катод - две пластины из коррозионностойкой стали, расстояние между электродами 3 мм, при плотности тока 0,1 А/см², температуре 30-40 ⁰С, перемешивании и заканчивают после пропускания 8 F электричества. Состав смеси эфиров (47) и (48) определяют с помощью ГЖХ и спектрофотометрического метода (таблица 7).

Таблица 7 - Влияние условий электролиза на выход 3-карбметокси-2,2,5,5-тетраметилпирролидина (47) и 3-карбметокси-2,2,5,5-тетраметилпирролина (48) в реакции электрохимического галогенирования ТАА (2) в растворе метилата натрия

№ опыта	Состав электролита, (М)	Q, F	Выход смеси соединений (47) и (48), %.*	Состав смеси по данным ГЖХ, %	Состав смеси по данным УФ-спектров, % **
				(2)	(47)	(48)	(2)	(47)	(48)
1	ТАА(2)-КCl-CH3ONa 1 : 1,7 : 2,6	2	86	79	7	14	-	-	-
2	- // -	4	84	38	12	50	-	-	-
3	- // -	8	80	0	16	84	0	15	85
4	ТАА(2)-КBr-CH3ONa 1 : 1,7 : 2,6	2	87	76	6	18	-	-	-
5	- // -	4	85	28	20	52	-	-	-
6	- // -	8	85	0	38	62	0	40	60
7	ТАА(2)-КI-CH3ONa 1 : 1,7 : 2,6	2	84	82	8	10	-	-	-
8	- // -	4	81	31	30	39	-	-	-
9	- // -	8	82	0	46,8	53,2	0	48	52

* выход смеси соединений на вступивший в реакцию ТАА (2);

** для опытов 1, 2, 4, 5, 7, 8 этот метод анализа не использовался, т.к. в смеси оставался ТАА (2)

Согласно данным, приведенным в таблице, независимо от природы галогенид-иона выход смеси продуктов реакции составил 80-87 % и зависел от количества пропущенного электричества. При пропускании 8 F электричества происходило полное превращение исходного вещества ТАА (2), что значительно упрощало выделение продуктов реакции. Количественный анализ смеси 3-карбметокси-2,2,5,5-тетраметилпирролина (48) и 3-карбметокси-2,2,5,5-тетраметилпирролидина (47) проведен спектрофотометрическим методом. Спектры поглощения чистых веществ и их смеси представлены на рисунке 17.

10

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 17 - УФ-спектры поглощения соединений (47) и (48) (С = 5·10^-5 М) в метаноле: 1 - 3-карбметокси-2,2,5,5-тетраметилпирролин (48)*; 2 - 3-карбметокси-2,2,5,5-тетраметилпирроли-дин (47)*; 3 - смесь продуктов (47) и (48)**;

* получен по известной методике; ** cмесь получена в результате электрохимического синтеза

Расчет проводили, исходя из допущения, что насыщенный эфир (47) прозрачен - молярный коэффициент поглощения () для 3-карбметокси-2,2,5,5-тетраметилпирролидина (47) равен при 204 нм 980, а для 3-карбметокси-2,2,5,5-тетраметилпирроллина (48) при этой же длине волны - 12800.

Процесс электрохимического превращения ТАА (2) в растворе метилата натрия и йодида калия изучен методом ЦВА. Показано, что окисление I- происходит при потенциале 0,20 В и является необратимым. Добавка ТАА (2) к электролиту, содержащему CH₃ONa - KI, приводит к исчезновению катодного пика и смещению потенциала окисления I- от 0,2 В до 0,6 В, таким образом, реакция окисления I- становится полностью необратимой, а процесс иодирования ТАА (2) является непрямым. При увеличении скорости развертки потенциала значение потенциала анодного пика смещается в положительную область, увеличивается величина тока этого пика. При низких скоростях развертки потенциала катодный пик практически исчезает, а при увеличении скорости развертки потенциала катодный пик растет, что подтверждает механизм ЕС для процесса иодирования ТАА (2), т.е. быструю химическую реакцию, следующую за переносом электрона (А - е > В > С).

Аналогично электрохимическому галогенированию ТАА (2) в растворе метилата натрия проведены реакции в растворе этилата натрия. В результате была также получена смесь соединений 3-карбэтокси-2,2,5,5-тетраметилпирролидина (49) и 3-карбэтокси-2,2,5,5-тетраметилпирролина (50). хлорирование бромирование триацетонамин окисление

8.3 Электрохимическое восстановление соединений ряда 2,2,5,5-тетраметилпирролина до соединений ряда 2,2,5,5-тетраметилпирролидина на ртутном катоде

В электрохимическом синтезе 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпирролидина (39) образуется смесь соединений, содержащая главным образом, пирролидин (39), (выход по веществу 70 - 75 %, по току 25 - 30 %) с примесью соединения (40). Хотя примесь этого соединения незначительна (от 3 до 15 %) отделить ее от основного продукта кристаллизацией или возгонкой не удается. Для того, чтобы можно было использовать этот метод получения 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпирролидина (39) в препаративных целях изучена реакция электрохимиического восстановления на амальгаме натрия 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпирролина (40). Эта реакция приводит к восстановлению двойной связи и образованию с количественным выходом соответствующего пирролидина (39) .

Аналогичным образом из 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпирролин-1-оксила (51) получен восстановлением на ртутном катоде 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпирролидин-1-оксил (52). Предложенный электрохимический метод восстановления двойной связи в радикале (51) является, по-видимому, наиболее простым и удобным (схема 15), так как применение других методов ограничено из-за восстановления нитроксильной группы до амина. Образующийся в результате электрохимического процесса 3-карбоксамидо-1-гидрокси-2,2,5,5-тетраметилпирролидин (53) легко с количественным выходом окисляется в соответствующий НР (52).

Схема 15 - Восстановление двойной связи в 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпирролин-1-оксиле (51) на ртутном катоде

*- окисление можно провести кислородом воздуха

Как видно на рисунках 18 и 19 восстановление нитроксильной группы является прямым процессом, а восстановление двойной связи происходит амальгамой, образующейся при электролизе раствора NaОН на ртутном катоде. При проведении процесса восстановления при потенциале 0,80 В, когда образование амальгамы исключено, единственным продуктом реакции является соединение (53).

10

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 18 - Поляризационные кривые восстановления 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпирролин-1-оксила (51). Катод - ртуть, анод - платина; 1- фон: 7 %-ый NaOH; 2- фон/10^-4 М соединения (51); 3 - фон/210^-4 М соединения (51); = 0,002 В/с; t = 20 ^оС

10

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 19 - Поляризационные кривые восстановления 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпирролина (40). Катод - ртуть, анод - платина; 1- фон: 7 %-ый NaOH; 2- фон/10^-4 М соединения (40); 3 - фон/210^-4 М соединения (40); = 0,002 В/с; t= 20 ^оС

Разработанный метод восстановления двойной углерод-углерод связи в смеси соединений ряда пирролина и пирролидина на амальгаме натрия был применен также для получения эфиров (47, 49) ряда 2,2,5,5-тетраметилпирролидина. Использовать прямое электрохимическое восстановление двойной связи в соединениях (48) и (50) провести не удалось, так как смесь эфиров не растворима в воде. Поэтому восстановление проводили в этаноле на предварительно полученной электролизом раствора NaOH амальгаме натрия. Выход пирролидинов (47) и (49) при восстановлении пирролинов (48) и (50) на амальгаме натрия количественный. Происходящие превращения представлены на схеме 16.

Схема 16 - Восстановление двойной связи в 3-карбметокси-2,2,5,5-тетраметилпирролидине (48) и 3-карбэтокси-2,2,5,5-тетраметилпирролидине (50)

Предложенный метод восстановления пирролинов до пирролидинов существенно повышает перспективы использования одностадийного метода получения производных ряда 2,2,5,5-тетраметилпирролидина.

Глава 9 Использование галогенпроизводных ряда 2,2,6,6-тетраметилпиперидина (2,2,6,6-ТМП) в органическом синтезе

9.1 Применение 1-галогенпроизводных ряда 2,2,6,6-ТМП в качестве дегидрирующих и галогенирующих агентов ароматических соединений

Изучение новых реагентов для окисления фенолов является важной задачей вследствие разнообразия окислительных реакций фенолов и зависимости результатов от строения субстрата и окислителя. Исследовалась возможность использования 1-галогенпроизводных ряда 2,2,6,6-ТМП в качестве окислителей и галогенирующих агентов. Полученные результаты показали, что галогенамины ряда 2,2,6,6-ТМП имеют хорошую перспективу использования в реакциях окисления фенолов.

Направление реакции окисления фенолов 1-галогенпроизводными ряда 2,2,6,6-ТМП в значительной мере определяется строением фенола. 2,6-Ди-трет-бутил-4-метилфенол (54) окисляется 1-хлор- (7) или 1-бром-4-гидрокси-2,2,2,6-ТМП (11) в нейтральной среде (рН 6-7) с образованием 3,3',5,5'-тетра-трет-бутилстильбенхинона (55):

При окислении в нейтральной среде (рН 6-7) 2,6-ди-трет-бутилфенола (56) 1-хлор- (5) или 1-бром-2,2,6,6-ТМП (9) также происходит димеризация и образование 3,3',5,5'-тетра-трет-бутилдифенохинона (57). В органическом растворителе, по-видимому, реакция димеризации проходит по радикальному механизму. Скорость реакции зависит от скорости протонирования N-галогенпроизводного. Стабильность образующегося феноксильного радикала определяется структурными особенностями молекулы исходного фенола.

При окислении 2,4,6-три-трет-бутилфенола (58) из реакционной среды (рН 6-7) были выделены 2,6-ди-трет-бутилбензохинон-1,4 (59) и исходный фенол (58). 2,4,6-Три-трет-бутилфенол (58) практически не подвергается димеризации, вследствие высокой стабильности образующегося из него радикала - 2,4,6-три-трет-бутилфеноксила. 1-Хлор-2,2,6,6-ТМП (5) в органическом растворителе окисляет гидрохинон (60) до п-бензохинона (61):

Известно, что феноксильные радикалы с объемными заместителями в 2,4,6-положениях не склонны к С-С димеризации, но достаточно легко взаимодействуют с кислородом с образованием органических пероксидов. Последние легко расщепляются по О-О связи, образуя новые радикалы, которые стабилизируются путем превращения в орто- или пара- бензохиноны. При этом происходит отщепление заместителя. Именно этим, вероятно, объясняется образование хинона (59). в-Нафтол (62), взаимодействуя с 1-хлорпроизводными ряда 2,2,6,6-ТМП в гомогенной среде, превращается в 1-хлор-2-нафтол (63) и продукты окисления, среди которых хроматографически обнаружен 1,2-нафтохинон. Фенол (64) при взаимодействии с 1-хлорпроизводными ряда 2,2,6,6-ТМП образует 2,4,6-трихлорфенол (65 а), а c 1-бромпроизводными - 2,4,6-трибромфенол (65 б):

В кислой среде (рН 1-3), по-видимому, реакции протекают по электрофильному механизму, происходит галогенирование субстрата. Такой механизм подтверждается взаимодействием ацетанилида (66) с 1-хлор- (5) или 1-бром-2,2,6,6-ТМП (9). В данном случае образуется единственный продукт - п-хлор- (67 а) или п-бромацетанилид (67 б):



N-Галогенпроизводные ряда 2,2,6,6-ТМП также реагируют с диметилфениламином (68), диэтилфениламином (69) с образованием п-галогенпроизводных этих ароматических аминов. В кислой среде (рН 1-3) 2,4,6-три-трет-бутилфенол (58) взаимодействует с 1-галогенпроизводными 2,2,6,6-ТМП с образованием продукта присоединения в пара-положение кольца - 2,4,6-три-трет-бутил-4-галогенгексадиенона (70 а, б).

Подобные структуры являются результатом диспропорционирования феноксильного радикала под действием хлористо- и бромистоводородных кислот. Строение всех полученных соединений подтверждено данными элементного анализа, ПМР-спектроскопии и сравнением с заведомыми образцами. Все синтезированные структуры образуются с выходом 80-90 %. Соединения (59) и (63) получаются с выходом 50-55 %.

9.2 Синтезы на основе галогенпроизводных 4-оксо-2,2,6,6-тетраметилпиперидина (ТАА)

В работе на основе 3,3,5,5-тетрахлор-4-оксо-2,2,6,6-ТМП (41) (глава 7) были проведены превращения, показанные на схеме 17.



Схема 17 - Химические превращения 3,3,5,5-тетрахлор-4-оксо-2,2,6,6-ТМП (41)

При восстановлении соединения (41) получен соответствующий спирт (71), а при действии аммиака на (41) вследствие перегруппировки Фаворского образуется 3-гидрокси-3-карбоксамидо-4-оксо-2,2,5,5-тетраметилпирролидин (72).

При электрохимическом синтезе гидробромида 3,5-дибром-4-оксо-2,2,6,6-ТМП (43) наблюдалось образование побочных продуктов, связанное с его разложением, поэтому были изучены некоторые свойства этого соединения. Так при кипячении гидробромида (43) с водой с выходом 50 % образуется дикетон (73). Дикетон (73) был восстановлен боргидридом натрия в соответствующий диол (74) (схема 18). Дикетон (73) и диол (74) системой перекись водорода-вольфрамат натрия окислить в соответствующие НР не удалось.

Схема 18 - Химические превращения 3,5-дибром-4-оксо-2,2,6,6-ТМП гидробромида (43)

Для получения НР ряда 2,2,5,5-тетраметилпирролина изучено электрохимическое бромирование 4-оксо-2,2,6,6-ТМП-1-оксила (26). Так как НР неустойчивы в кислой среде, то радикал (26) был превращен в соль соответствующего гидроксиламина (75). Оказалось, что при электрохимическом бромировании (75) в растворе бромистоводородной кислоты происходят глубокие деструктивные изменения, и образуется смесь соединений, состав которой не изучался. Вследствие того, что 3,5-дибром-4-оксо-2,2,6,6-ТМП-1-оксил (76) является важной спиновой меткой, был разработан метод его получения бромированием гидроксиламина (75) в уксусной кислоте, и изучены некоторые его превращения (схема 19).

Схема 19 - Синтез З,5-дибром-4-оксо-2,2,6,6-ТМП-1-оксила (76)

Следует отметить, что соединение (77), также как некоторые другие пиперидиновые галогензамещенные гидроксиламины не окисляются системой H₂O₂- Na₂WO₄.

Возможность осуществления реакций НР без затрагивания парамагнитного центра распространили на получение бирадикала 4,4-бис-4-гидрокси-2,2,6,6-ТМП-1-оксила (79) (схема 20). Это соединение синтезировали с перспективой изучения реакционной способности и условий его полимеризации.

Схема 20 - Синтез бирадикала (79)

При взаимодействии радикала (76) с аминами происходит перегруппировка Фаворского, и образуются производные 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпирролин-1-оксила. На основе этой реакции при взаимодействии радикала (76) с 4-амино-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксилом (81) был получен бирадикал 4-(3-карбоксамидо-2,5-дигидро-2,2,5,5-тетраметил-1Н-пиррол)-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксил (82). Это соединение было получено также встречным синтезом из 3,5-дибром-4-оксо-2,2,6,6-ТМП (42) (схема 21).

Соединение (82) было использовано в качестве добавки к активной массе в источниках тока. Строение всех полученных соединений подтверждено данными ИК-, ПМР-спектроскопии и элементного анализа.

Схема 21 - Синтез бирадикала (82)

Разработанные методы применяются для получения соединений (71-74, 75, 79, 82) в качестве реактивов в органическом синтезе и биотехнологии.

Проведенные комплексные исследования, накопленные новые экспериментальные данные позволили осуществить теоретические обобщения и разработать технологические решения по созданию эффективных электрохимических методов галогенирования и окисления ПЗА, НР ряда 2,2,6,6-ТМП и на их основе новых путей синтеза практически важных соединений ряда 2,2,6,6-ТМП и 2,2,5,5-тетраметилпирролидина. Изучение свойств полученных 1-галогенаминов ряда 2,2,6,6-ТМП показало, что эти соединения можно использовать в качестве галогенирующих и дегидрирующих реагентов, позволяющих проводить реакции органического синтеза в мягких условиях. Кроме этого, впервые на примере окисления спиртов показано, что 1-галогенамины и их предшественники - ПЗА ряда 2,2,6,6-ТМП могут эффективно использоваться в каталитических процессах непрямого электрохимического окисления. Значение технических приложений данной работы подтверждается патентами, актами внедрения результатов работы и утвержденными лабораторными методиками и ТУ на способы получения реактивов 7 наименований.

ВЫВОДЫ

1. Разработаны эффективные электрохимические методы синтеза 1-хлор- и 1-бромпроизводных ряда 2,2,6,6-тетраметилпиперидина, которые образуются с высоким выходом по веществу (80-95 %) и току (75-90 %). Изучена стабильность 1-галогенпроизводных ряда 2,2,6,6-тетраметилпиперидина на примере 1-хлор-2,2,6,6-тетраметилпиперидина и 1-хлор-4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметил-пиперидина. Показано, что стабильность этих соединений зависит от их строения и уменьшается в растворах с понижением рН, при облучении УФ-светом и продолжительности хранения.

2. Найдены основные закономерности электрохимических превращений пространственно-затрудненных аминов и галогенаминов ряда 2,2,6,6- тетраметилпиперидина в условиях реакции окисления, что позволило впервые разработать и предложить препаративные электрохимические методы получения нитроксильных радикалов из этих соединений. Показано, что промежуточным продуктом в синтезе нитроксильных радикалов из пространственно-затрудненных аминов ряда 2,2,6,6- тетраметилпиперидина является соответствующий 1-хлор- или 1-бром-2,2,6,6- тетраметилпиперидин.

3. Впервые показано, что электрохимическое окисление 1-хлор(бром)-производных ряда 2,2,6,6- тетраметилпиперидина является обратимым и приводит к образованию соответствующих устойчивых катион-радикалов, образование которых подтверждено методами ЦВА и ЭПР. На основе данных ЦВА, ЭПР и препаративного электролиза предложен механизм окисления 1-хлор-2,2,6,6- тетраметилпиперидина до НР и оксоаммониевого катиона.

4. Установлено, что электрохимическое поведение пространственно-затрудненных аминов ряда 2,2,6,6-тетраметилпиперидина отличается от поведения 1-галогенаминов ряда 2,2,6,6- тетраметилпиперидина. Показано, что процесс окисления пространственно-затрудненных аминов необратим и приводит к образованию неустойчивых катион-радикалов, которые превращаются в соответствующие аминильные радикалы, а затем нитроксильные радикалы. ЭПР-спектры этих радикалов зафиксированы при проведении электролиза в ячейке ЭПР-спектрометра.

5. Впервые проведено селективное электрохимическое окисление спиртов каталитической системой нитроксильный радикал ряда 2,2,6,6- тетраметилпиперидина - йодид калия до соответствующих карбонильных соединений. Первичные спирты в этом случае окисляются только до альдегидов. Процесс образования карбонильных соединений проходит с выходом 80-95 % по веществу и 40-47 %по току.

6. Показано, что в качестве катализатора в реакциях непрямого электрохимического окисления спиртов вместо НР можно использовать амины и 1-галогенпроизводные ряда 2,2,6,6-тетраметилпиперидина, при этом окисление спиртов проходит с хорошим выходом по веществу (65-95 %).

7. Установлено, что при электролизе раствора 4-оксо-2,2,6,6- тетраметилпиперидина (ТАА) в соляной кислоте основным продуктом реакции является 3,3,5,5-тетрахлор-4-оксо-2,2,6,6-тетраметилпиперидин. Изучено влияние на процесс температуры, плотности тока, материала анода, количества пропущенного электричества. Предложен способ получения 3,3,5,5-тетрахлор-4-оксо-2,2,6,6- тетраметилпиперидина с выходом по веществу 70-80 %.

8. Разработан способ получения гидробромида 3,5-дибром-4-оксо-2,2,6,6- тетраметилпиперидина (выход по веществу 80-85 %) электролизом раствора бромистоводородной кислоты или электролизом системы бромистый калий-серная кислота-вода.

9. Показано, что электрохимическое галогенирование 4-оксо-2,2,6,6- тетраметилпиперидина в кислой среде происходит путем взаимодействия образующегося в электрохимическом процессе хлора или брома с 4-оксо-2,2,6,6- тетраметилпиперидином.

10. Электрохимическое галогенирование 4-оксо-2,2,6,6-тетраметилпиперидина в щелочной среде в присутствии аммиака или в растворе метилата (этилата) натрия сопровождается перегруппировкой Фаворского и приводит к образованию смеси амидов или эфиров ряда тетраметилпирролина и тетраметилпирролидина. Разработаны препаративные электрохимические методы получения 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпирролидина, 3-карбметокси- и 3-карбэтокси-2,2.5,5-тетраметилпирролидина при восстановлении на ртутном катоде смеси соответствующих пирролинов и пирролидинов.

11. Разработаны новые методы синтеза пространственно-затрудненных аминов, моно- и бирадикалов ряда 2,2,6,6-тетраметилпиперидина и 2,2,5,5-тетраметилпирролидина на основе тетра- и дигалогенпроизводных 4-оксо-2,2,6,6-тетраметилпиперидина и научно-техническая документация на их производство.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ (НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, МОНОГРАФИИ, ПАТЕНТЫ)

1. Ожогина, О.А. Аномальная устойчивость дииминоксилпинакона в условиях дегидратации./ О.А. Ожогина, Е.Ш. Каган, И.Ю. Жукова, И.С. Кашпаров // Докл. АН СССР.- 1990.-Т.310, №3.- С. 619-621.

2. Каган, Е.Ш. Нитроксильные радикалы и пространственно-затрудненные амины, их применение/ Е.Ш. Каган, И.Ю. Жукова// Реактив: РИОР - 1992.-Вып.8.-С.12-13.

3. Каган, Е.Ш. Синтез и свойства 3,5-дибром-4-оксо-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксила./ Е.Ш. Каган, И.Ю. Жукова, В.А. Смирнов //Химия гетероциклических соединений. -1992.-№ 1.-С. 73-74.

4. Жукова, И.Ю. Электрохимическое хлорирование и бромирование производных 2,2,6,6-тетраметилпиперидина /И.Ю. Жукова, Е.Ш.. Каган, С.А. Пожидаева, В.А. Смирнов //Журнал органической химии.-1993.-Т. 29,-вып.4.-С.751-757.

5. Каган, Е.Ш. Электрохимическое иодирование триацетонамина. Синтез 3-карбоксамидо-2,2,5,5-тетраметилпиперидина. /Е.Ш. Каган, И.Ю. Жукова, С.А. Пожидаева, Е.И. Коваленко// Электрохимия.-1996.-Т.32, № 1.-С. 100-104.

6. Каган, Е.Ш. Электрохимическое бромирование триацетонамина в электролите бромистый калий - серная кислота/ Е.Ш. Каган, И.Ю. Жукова, С.А. Пожидаева, И.С. Кашпаров // Электрохимия.- 1996.-Т.32, № 6.- С. 781-783.

7. Каган, Е.Ш. Необычное поведение нитроксильных радикалов в процессе их электрохимического окисления на платиновом аноде./ Е.Ш. Каган, С.А. Пожидаева, И.Ю. Жукова, И.С. Кашпаров// Журнал органической химии. -1997.-Т. 33. Вып. 9. -С. 1439-1440.

8. Каган, Е.Ш. Электрохимические превращения триацетонамина / Е.Ш. Каган, И.Ю. Жукова.//...