КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Синтез 3-фенилзамещенных карбоновых кислот.Авторами Hidenori Someya и др. предложен метод получения фениладамантанов реакцией кросс-сочетания с реактивами Гриньяра, катализируемой солями серебра [17]. Несмотря на умеренные выходы, стоит отметить широкий спектр возможностей введения заместителей: Реакцией с магнийорганическими соединениями был получен фениладамантан с высоким выходом в методе, предложенном авторами [18]. Основным отличием данного метода от предыдущего является проведение реакции в атмосфере азота, что позволяет не использовать катализаторы: Использование в качестве растворителя THF снижает конверсию субстратов до 40% и увеличивает время проведения синтеза, однако, снижает материальные затраты на проведение синтеза [19]. Исследователями из России [20] предложен метод получения замещенных адамантанов путем алкилирования их бромпроизводных в присутствии соединений рутения ([RuCl3, Ru(OH)Cl3 ,Ru(PPh3)3Cl2) в дихлорметане, что позволяет достичь практически 100% конверсии. Хлорпроизводные дают низкие выходы: В основе метода ученых из Масачуссетского университета [21] лежит использование борорганических соединений. Несмотря на их большие размеры и, как следствие, пространственные затруднения, выходы оказываются велики (75%): Реакция адамантильного радикала с замещенными галогенфенолами лежит [22] в основе получения широкого спектра продуктов. К сожалению, радикальные процессы приводят к нескольким продуктам, что нонижает выход целевого: Использование дигалогенфенолов позволяет получать необходимые орто-, пара-, или мета- производные фениладамантанов [23] Использование трифлата бора в синтезе фенил-, толиладамантанов из бромадамантана и бромбензола и бромтолуола в нитрометане позволяет в короткое время получить соответствующий продукт [24]: Алкилирование по Фриделю-Крафтсу в классическом виде позволяет получать высокие выходы и не требует больших затрат времени или сложной методики проведения синтеза. Однако, стоит отметить важность выбора кислоты Льюиса в качестве катализатора, так как ее сила влияет на вышеперечисленные факторы. При алкилировании толуолом, ксилолами, по утверждению авторов [25], наиболее подходящим катализатором является ZnCl2: В синтезе замещенных фениладамантанов находит место использование минералов монтмориллонитов – слоистых силикатов, имеющих широкое применение, которое обусловлено его доступностью и простотой обработки. Различные комбинации с предложенной кислотой Льюиса (FeCl3) позволяют получать целевой продукт с умеренными выходам. Этот метод позволяет не только моно-, но и дизамещенные производные, в зависимости от субстрата и соответствующих реагентов [26]. Исследователи из японского института прикладной химии предлагают использовать хлорид четырехвалентного титана для генерации адамантильного катиона. Их выбор объясняется тем, что для образования положительно заряженной частицы не требуется создавать сложных условий: реакция идет при стандартных условиях. Однако, эта модификация вряд ли найдет применение, ввиду доступности более дешевых реактивов, которые позволяют добиваться лучших выходов [27]. Использование в алкилировании по Фриделю-Крафтсу бромидов и хлоридов индия, в соответствии с недавними исследованиями учеными Mosset и др. [28], позволило получить замещенный фениладамантан с выхом 94% в мягких условиях. Авторы смешивали исходный галогенадамантан и безводный галогенидиндия в бензоле в инертной атмосфере, после чего оставляли герметично закрытый реакционный сосуд в темном месте.
2. Обсуждение результатов Целью работы являлось изучение различных способов получения фенилзамещенных производных адамантана, составление литературного обзора на тему «Способы получения фенилзамещенных адамантанов», а также выбор оптимального способа их получения. Актуальность работы заключается в синтезе фенилзамещенных адамантанов, являющихся исходными веществами получения некоторых лекарственных препаратов. Выбранные нами пути получения целевых продуктов отражены на схеме:
Первая стадия представляет собой получение 3-гидроксиадамантан- карбоновой кислоты. Механизм данной реакции выглядит так:
На второй стадии происходит мономолекулярное замещение гидроксильной группы на бром. На первой стадии происходит ионизация субстрата, т.е. образование катиона. На второй стадии идет нуклеофильная атака образовавшегося катиона бромид-анионом, что приводит к образованию целевого продукта:
Ввиду того, что последующие параллельные реакции являются однотипными для них можно предложить сводный механизм реакции. Эти превращения являются типичными представителями именной реакции алкилирования Фриделя – Крафтса. Стоит отметить причину выбора в качестве кислоты Льюиса ZnCl2: · Легкая доступность реагента · Несложная очистка · Данная кислота является одной из самых слабых в алкилировании по Фриделю – Крафтсу (попытка работы с AlCl3 привела к осмолению реакционной массы и требовала смены условий проведения реакции). Ряд активности кислот Льюиса в алкилировании по Фриделю-Крафтсу представлен ниже[29]: AlBr3>AlCl3>GaBr3>GaCl3>FeCl3>SbCl5,SbF5>SnCl4,BCl3, BF,>TiCl4>ZnCl2 Механизм реакции алкилирования предполагает, что сначала алкилгалогенид и катализатор образуют реагент (быстрая стадия), представляющий собой комплекс с переносом заряда (I) или ионную пару (II), который затем реагирует с ареном (медленная стадия), давая соединение III, которое переходит в продукт при разложении реакционной массы [30]: Контроль каждой из выполненных стадий осуществлялся по теплотам плавления, структура промежуточных и конечных продуктов подтвержена методом ИК-спектрометрии, ход реакции мономолекулярного нуклеофильного замещения контроллировался с помощью метода ХМС. Для подтверждения целевых продуктов использовался метод ЯМР на 1Н и ядрах 13С. Анализ спектров ЯМР 1Н, 13C показал несоответствие сигналов по литературным данным в случае 3-фениладамантанкарбоновой килоты. Дальнейший анализ показал образование 3,3'-бензол-1,4-диилбисадамантан-1-карбоновой кислоты:
Характерные значения химических сдвигов предствлены в таблице: Таблица 1.
*данные для 3-(4'-метилфенил)-адамантан карбоновой кислоты взяты из литературы [31]. 3. ЭкспЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
|