close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Ацетилены в алюминийорганическом синтезе циклопропанов.

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Рамазанов Ильфир Рифович
АЦЕТИЛЕНЫ В АЛЮМИНИЙОРГАНИЧЕСКОМ СИНТЕЗЕ
ЦИКЛОПРОПАНОВ
02.00.03. - органическая химия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора химических наук
Уфа – 2014
2
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки
Институте нефтехимии и катализа РАН
Научный консультант:
доктор химических наук,
профессор,
член-корреспондент РАН
Джемилев Усеин Меметович
Официальные оппоненты:
доктор химических наук,
профессор
Костиков Рафаэль Равилович
доктор химических наук,
профессор
Томилов Юрий Васильевич
доктор химических наук,
профессор
Докичев Владимир Анатольевич
Ведущая организация:
Федеральное государственное
бюджетное учреждение науки Институт
элементоорганических соединений
им. А.Н. Несмеянова РАН
Защита диссертации состоится 10 июня 2014 года в 1000 часов на заседании
диссертационного совета Д 002.062.01 при Федеральном государственном
бюджетном учреждении науки Институте нефтехимии и катализа РАН по адресу:
450075, Уфа, проспект Октября, 141. Тел./факс: (347) 2842750. E-mail: ink@anrb.ru.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Федерального
государственного бюджетного учреждения науки Института нефтехимии и катализа
РАН и на сайте ИНК РАН, а с авторефератом - на сайтах ВАК Министерства
образования и науки РФ и ИНК РАН.
Автореферат разослан
2014 года.
Ученый секретарь
диссертационного совета
доктор химических наук
Шарипов Г.Л.
1
Введение
Актуальность темы. Создание новых методов синтеза замещенных
циклопропановых соединений, перспективных в органическом и металлоорганическом
синтезе с использованием широкодоступных исходных реагентов, всегда являлось важной
и актуальной задачей в органической химии. Особо широкое применение для получения
циклопропановых соединений нашли карбеновые методы, такие как циклопропанирование
олефинов по Макоша, с помощью диазометана и реагента Симмонса-Смита. На основе
последнего были разработаны альтернативные металлоорганические реагенты,
представляющие собой, главным образом, карбеноиды цинка. Несмотря на то, что
формально карбеноиды алюминия относят к группе металлоорганических соединений,
близких по строению к реагенту Симмонса-Смита, они обладают отличающейся от
последнего региоселективностью присоединения метиленовой группы к замещенным
диенолам, что указывает на возможные различия в механизме реакции
циклопропанирования. Триэтилалюминий, используемый для генерации карбеноидов
алюминия из CH2I2, является доступным и дешевым реагентом, поскольку представляет
собой одно из немногих металлоорганических соединений, производимых в
промышленных масштабах. Кроме того, простота получения карбеноидов алюминия, их
термическая стабильность и высокая реакционная способность по отношению к
ненасыщенным соединениям, а также крайне малая изученность делает их интересными
объектами для химического исследования с целью создания новых реагентов
циклопропанирования ацетиленов и олефинов. Интересно, что карбеноиды алюминия
были открыты практически одновременно с карбеноидами цинка, однако реагент
Симмонса-Смита получил гораздо большее применение в органической химии. До
настоящего времени были известны единичные примеры успешного использования
карбеноидов алюминия в органической химии, в частности для циклопропанирования
гераниола, периллилового спирта и бензилового эфира гераниола, а также γкремнийзамещенных
аллиловых
спиртов.
С
точки
зрения
получения
бицикло[1.1.0]бутанов, интересно взаимодействие карбеноидов алюминия с ацетиленами.
В работе Гоберга 1962 года сообщалось о том, что бутин-2 при обработке CH2N2 в
присутствии Et2AlCl при -50 oС превращался в 1,2-диметилциклопропен с выходом 9% по
бутину-2. Низкий выход продукта мог быть обусловлен побочными процессами,
проходящими при взаимодействии ацетилена с CH2N2 и образующегося циклопропена с
алюминийорганическим соединением. К сожалению, вплоть до нашего времени данное
направление не получило развития. В 1985 году Маруока и Ямамото обнаружили, что
стабильность карбеноида алюминия, образующегося из CH2I2 и Et3Al, определяется,
главным образом, растворителем и соотношением реагентов. Таким образом, можно
предположить, что взаимодействие ацетиленов с CH2I2 и триалкилаланами в
углеводородном или галогенсодержащем растворителе будет приводить к образованию
циклопропановых или полициклопропановых соединений. До момента начала настоящего

Автор выражает искреннюю благодарность академику РАН Нефедову О.М. за поддержку и постоянную
помощь при обсуждении и интерпретации полученных результатов.
2
исследования в мировой литературе полностью отсутствовали сведения, касающиеся
реакций ацетиленов с R3Al и CH2I2.
Альтернативный метод синтеза циклопропановых и полициклопропановых
соединений заключается в циклизации гомоаллильных алюминийорганических
соединений. В лаборатории чл.-корр. РАН Джемилева У.М. был разработан метод синтеза
пятичленных алюминийорганических соединений реакцией ненасыщенных углеводородов
с Et3Al в присутствии каталитических количеств Cp2ZrCl2. Ацетилены в условиях реакции
превращаются в алюминациклопент-2-ены, которые формально являются замещенными
винилаланами и гомоаллилаланами, что позволяет рассматривать их в качестве синтонов
при получении циклопропановых соединений. Однако до настоящего времени практически
не было известно о превращении функционально-замещенных ацетиленов в
алюминациклопент-2-ены и соответствующие циклопропаны, перспективные для
практического применения. Таким образом, разработка новых методов получения
функционально-замещенных алюминациклопент-2-енов для последующей их гомоаллилциклопропилметильной перегруппировки в циклопропаны, а также прямое превращение
ацетиленов в замещенные циклопропаны, являются перспективными подходами к
конструированию циклопропановых соединений.
Работа выполнена в соответствии с планами НИР Федерального государственного
бюджетного учреждения науки Института нефтехимии и катализа РАН по теме
«Комплексные катализаторы в химии непредельных, металлорганических и кластерных
соединений» № Госрегистрации 0120.0850048 от 08.03.08, а также при поддержке гранта
РФФИ № 08-03-97007-р_поволжье_а (2008-2009) «Разработка нового эффективного метода
прямого циклопропанирования ацетиленов», по программе № 1 ОХНМ РАН (2009)
«Карбеноиды алюминия. Синтез, механизм образования и реакционная способность» и
ОХ-01 РАН (2010-2011) «Карбеноиды алюминия. Синтез, механизм образования и
реакционная способность».
Цель работы. Целью диссертационной работы является проведение
фундаментальных исследований по разработке эффективных однореакторных методов
превращения ацетиленов в замещенные циклопропаны в реакциях с карбеноидами
алюминия, полученными in situ из R3Al и CH2I2. В развитие этих работ впервые
планируется осуществление каталитического циклоалюминирования функциональнозамещенных ацетиленов с помощью Et3Al под действием катализатора Cp2ZrCl2 в
соответствующие алюминациклопентены. Будут также изучены закономерности
гомоаллил-циклопропилметильной
перегруппировки
алюминациклопентенов
в
циклопропаны. Реализация упомянутых выше направлений исследований, как мы
полагаем, приведет к созданию универсальных методов однореакторного превращения
ацетиленов и алюминациклопентенов в соответствующие циклопропаны, что откроет
перспективы для разработки новых металлоорганических реагентов и реакций,
используемых в новых химических технологиях получения богатых энергией, практически
важных соединений, а также лекарственных препаратов, построенных из малых циклов.
Научная новизна. В рамках данной диссертационной работы впервые разработаны
эффективные однореакторные методы синтеза замещенных циклопропанов различной
3
структуры, основанные на проведении реакций моно- и дизамещенных ацетиленов с R3Al
(где R=Me, Et, i-Bu) и CH2I2 или алюминациклопентенов, получаемых in situ из
дизамещенных ацетиленов и Et3Al в присутствии катализатора Cp2ZrCl2, с алкиловыми
эфирами сульфоновых кислот. Упомянутые выше методы синтеза замещенных
циклопропанов перспективны для практического применения не только в лабораторной
практике, но и в промышленности. Впервые осуществлено селективное одностадийное
превращение моно- и дизамещенных ацетиленов в циклопропансодержащие
алюминийорганические соединения с использованием карбеноидов алюминия R2AlCH2I,
генерируемых in situ из R3Al и CH2I2. Разработан универсальный региоселективный
однореакторный метод превращения моно- и дизамещенных ацетиленов под действием
Me3Al и CH2I2, взятых в соотношении 1:4:6, в -иодэтилзамещенные циклопропаны с
высокими выходами. Впервые показана возможность одностадийного синтеза
циклопропилсиланов реакцией триметилсилилзамещенных ацетиленов с R3Al (где R= Et, iBu) и CH2I2, взятых в соотношении 1:3:3. Разработан общий метод синтеза 1,1’дизамещенных бис-циклопропанов с высокими выходами, основанный на взаимодействии
замещенных пропаргиловых спиртов с R3Al (где R = Et, i-Bu) и CH2I2. В опытах с гомо- и
бисгомо-пропаргиловыми спиртами в описанных выше условиях образуются
циклопропансодержащие
алюминийорганические
соединения.
Замещенные
пропаргиламины в реакции с R3Al (где R= Et, i-Bu) и CH2I2 образуют моно- и
дициклопропансодержащие амины. Взаимодействием тризамещенных фосфинов с CH2I2 и
R3Al получены алюминийорганические фосфониевые соли. Установлено, что при
взаимодействии замещенных аллилацетиленов с карбеноидами алюминия, генерируемых
in situ из R3Al и CH2I2, первоначально происходит циклопропанирование двойной связи в
аллильном фрагменте с получением соответствующих циклопропилацетиленов, а затем
реагирует ацетиленовая связь в последних, что способствует образованию
(циклопропилметил)циклопропанов. Впервые показано, что циклические и ациклические,
алифатические и ароматические 1,2-диены реагируют с R3Al и CH2I2, давая с высокими
выходами спиропентаны. Впервые осуществлено региоселективное циклоалюминирование
функционально-замещенных
ацетиленов
–
замещенных
пропаргиловых,
гомопропаргиловых и бисгомопропаргиловых спиртов, пропаргиламинов различной
структуры с помощью Et3Al в присутствии катализатора Cp2ZrCl2 с получением
соответствующих алюминациклопентенов, содержащих алюминаокисиметильные и
аминометильные заместители. В аналогичное превращение вступают замещенные
аллиламины
и
аллилсульфиды
с
образованием
функционально-замещенных
алюминациклопентанов. В развитие этих исследований разработан новый метод синтеза
2,3-дизамещенных алюминациклопентенов c помощью катализирумой Cp2TiCl2 реакции
дизамещенных ацетиленов с EtAlCl2 и этиленом, генерируемым in situ из 1,2-дихлорэтана
и Mg. Исследование химических трансформаций синтезированных алюминациклопентенов
позволило впервые разработать препаративный метод направленного превращения
последних в соответствующие замещенные циклопропаны под действием алкиловых
эфиров сульфоновых кислот.
4
Практическая ценность работы. Практическая значимость проведенных
исследований заключается в разработке новых эффективных методов синтеза ранее
труднодоступных циклопропансодержащих соединений, основанных на проведении
реакций гомоаллил-циклопропильной перегруппировки алюминациклопентенов, а также
однореакторного превращения ацетиленов в замещенные циклопропаны с помощью
карбеноидов алюминия. Разработанные в диссертационной работе методы и подходы к
синтезу циклопропансодержащих соединений перспективны не только в лабораторной
практике, но и для создания на их основе современных химических технологий получения
замещенных циклопропанов, биологически активных соединений и новых материалов.
Апробация работы. Материалы диссертации представлены на Всероссийской
конференции по органической химии, посвященной 75-летию со дня основания Института
органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН (Москва 2009), International symposium on
advanced science in organic chemistry (Miskhor, Crimea 2010), Международной конференции
«Актуальные проблемы физико-органической, синтетической и медицинской химии» (Уфа
2010), The Butlerov's International Congress on Organic Chemistry (Kazan, 2011), 16th
International Electronic Conference on Synthetic Organic Chemistry (2012).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы 19 статей, 2
обзора, тезисы 12 докладов на конференциях, получены 7 патентов РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного
обзора на тему «Карбеновые методы в синтезе полициклопропановых соединений»,
обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой
литературы из 292 наименований. Материал диссертации изложен на 294 страницах
компьютерного набора (формат А4), включает 76 схем, 20 рисунков, 13 таблиц и 3
графика.
Глава II. Обсуждение результатов
К моменту начала наших исследований в литературе отсутствовали сведения о
препаративных методах циклопропанирования ацетиленов карбеноидами алюминия.
Однако из работы Гоберга1 было известно, что бутин-2 при обработке CH2N2 в
присутствии Et2AlCl при -50 oС превращается в 1,2-диметилциклопропен с выходом 9% по
бутину-2. При охлаждении реакционной массы до -80 оС после гидролиза ему удалось
обнаружить в следовых количествах 1-хлор-2-метил-2-бутен, что указывало на участие в
реакции карбеноида алюминия, генерируемого из CH2N2 и Et2AlCl. Низкий выход
продукта мог быть обусловлен побочными процессами, проходящими при взаимодействии
ацетилена с CH2N2 и образующегося циклопропена с алюминийорганическим
соединением. C другой стороны, карбеноид алюминия может быть легко получен
смешиванием эквимольных количеств CH2I2 и триалкилалюминия, например Et3Al, при
комнатной температуре.2 Таким образом, нами было выдвинуто предположение, что
взаимодействие ацетиленов с CH2I2 и триалкилаланами может привести к получению
1
Hoberg H. Zur kenntnis sogenannter carben-reactionen // J. Lieb. Ann. 1962. Vol. 656. P. 1–14.
Miller D.B. Reaction of triethylaluminum and polygalomethanes: formation of cyclopropane and cycloheptatriene derivatives
// Tetrahedron Lett. 1964. Vol. 17. P. 989–993.
2
5
циклопропенов или бицикло[1.1.0]бутанов. Кроме того, можно было ожидать, что
интермедиаты этого превращения могут подвергаться и другим трансформациям. (Схема
1). Данный подход к получению соединений циклопропанового и полициклопропанового
ряда до настоящего исследования не реализовывался.
Схема 1.
Et3Al + CH2I2
Et2AlCH2I
R
R
R
R
Et2 Al
CH2I
Et3Al
- Et2AlI
R
R
Et
Et2 Al
- Et2AlI
+ Et2AlCH2I
R
R
-Et2AlI
R
R
Et3Al
R
R
Et
AlEt2
В предварительных экспериментах октин-4 был вовлечен в реакцию с CH2I2 в
присутствии алюминийорганических соединений различного строения (Et3Al, Me3Al,
i-Bu3Al, i-Bu2AlH, i-Bu2AlCl, Et2AlCl) в среде CH2Cl2 при температуре 20-25 оС.
Взаимодействие октина-4 с CH2I2 в присутствии Me3Al проходило с полной конверсией
ацетилена и селективным образованием одного продукта реакции с высоким выходом.
Оптимальное мольное соотношение реагентов [октин-4]:[CH2I2]:[Me3Al] составило 1:4:6.
Столь же селективно реакция протекала в случае Et3Al и i-Bu3Al. При использовании
диалкилалюминийхлоридов (i-Bu2AlCl, Et2AlCl) и i-Bu2AlH конверсия исходного
ацетилена не превышала 27% через 24 часа (20%, 14% и 27% соответственно), что, повидимому, обусловлено низкой скоростью образования карбеноидов алюминия из CH2I2.
Таким образом, только три вышеупомянутых триалкилалана (Et3Al, Me3Al, i-Bu3Al) из
испытанных алюминийорганических соединений приводили к селективному превращению
октина-4 в присутствии CH2I2 в циклопропансодержащие соединения. С целью изучения
границ приложения данной реакции, а также разработки общего метода превращения
ацетиленов в соединения циклопропанового и полициклопропанового ряда,
идентификации
интермедиатов,
выяснения
влияния
структуры
исходных
алюминийорганических соединений и ацетиленов на направление реакции в рамках
настоящей диссертационной работы исследовано взаимодействие моно- и дизамещенных
ацетиленов, в том числе функционально-замещенных, с CH2I2 и триалкилаланами.
2.1. Превращение ацетиленов в циклопропановые соединения
под действием СH2I2 и Et3Al
Как было обнаружено в предварительных экспериментах, взаимодействие
симметричных диалкилзамещенных ацетиленов (октин-4, децин-5, гексин-3) с 4 мольными
эквивалентами CH2I2 и 6 мольными эквивалентами Et3Al при комнатной температуре в
среде дихлорметана приводило через 1 час к селективному образованию
алюминийорганических соединений 1a-с, содержащих в своей структуре 1,1-
6
дизамещенный циклопропановый фрагмент (Схема 2). Однако, при увеличении
продолжительности реакции до 8-12 часов наблюдалась перегруппировка 1,1дизамещенных циклопропанов 1a-с в 1,1,2,2-тетразамещенные циклопропаны 2a-с, причем
последние получались в виде смеси цис- и транс-изомеров, находящихся в соотношении ~
1:1.
Взаимодействие с октином-2 проходило с образованием региоизомеров 2e и 2f,
гидролиз которых приводил к получению стереоизомера 5e, стереоконфигурацию которого
методами ЯМР установить не удалось. Реакция фенилметилацетилена с CH2I2 и Et3Al
селективно давала алюминийорганическое соединение 1d, содержащее в своей структуре
1,1-дизамещенный циклопропановый фрагмент. Увеличение продолжительности реакции
не способствовало перегруппировке и образованию тетразамещенного циклопропана.
Терминальные алкилзамещенные ацетилены реагировали с CH2I2 и Et3Al в вышеуказанных
условиях с образованием 1,1,2-тризамещенных циклопропанов 2g-l с выходами 71-87%.
Схема 2
R1
R2
CH2I2 (4 экв.)
Et3Al (6 экв.)
CH2Cl2, 22 0C
1ч
a: R1=n-C3H7, R2=n-C3H7;
b: R1=n-C4H9, R2=n-C4H9;
c: R1=n-C2H5, R2=n-C2H5;
d: R1=Ph, R2=CH3;
e: R1=n-C5H11, R2=CH3;
f: R1=CH3, R2=n-C5H11;
g: R1=n-C4H9, R2=H;
h: R1=n-C5H11, R2=H;
i: R1=n-C6H13, R2=H;
j: R1=n-C8H17, R2=H
k: R1=n-C10H21, R2=H;
l: R1=n-C12H25, R2=H;
R1
R2
220C
12 ч
R2
Et
R1
2a-c (цис+транс 1:1)
2e-l (один стереоизомер)
Et
AlEt 2
AlEt 2
1a-d
H2O (D2O)
R1
R2
R2
Et
H2O (D2O)
Et
H(D)
3a-d; (4a) 51%; (4b) 58%;
(4c) 56%; (4d) 62%
R1
5a-c (цис+транс 1:1)
5e-l (один стереоизомер);
(6a) 78%; (6b) 83%;
(6c) 84%; (6e+6f 1:1) 75%;
(6g) 72%; (6h) 79%;
H(D)
(6i) 74%; (6j) 71%;
(6k) 87%; (6l) 77%
Наилучшие результаты были получены при проведении реакции в
галогенсодержащих растворителях (дихлорметан, дихлорэтан, дибромэтан), что связано,
по-видимому, с увеличением стабильности образующегося in situ карбеноида алюминия3
за счет специфической сольватации. Более предпочтительным является использование
дихлорметана, поскольку дихлор- и дибромэтан склонны к быстрому спонтанному
разложению в присутствии Et3Al, особенно при нагревании. С меньшей скоростью и с
более низкими выходами проходило образование циклопропанов в углеводородных
растворителях (гексан, бензол). Использование эфирных растворителей (диэтиловый эфир,
ТГФ) препятствует реакции, что, по-видимому, связано с образованием устойчивых
малореакционноспособных эфиратов Et3Al*OR2. Изменение температуры в интервале 0400С в случае дихлорметана и 23-60oС в случае гексана мало влияло на выход
циклопропана. В кипящем толуоле через 8 часов помимо циклопропана 2а получалась
3
Maruoka К., Fukutani Y., Yamamoto H. Trialkilaluminum - alkylidene iodide. A powerful cyclopropanation agent with
unique selectivity // J. Org. Chem. 1985. Vol. 50. № 22. P. 4412–4414.
7
сложная смесь неидентифицированных соединений, являющихся, по-видимому,
продуктами электрофильного алкилирования ароматического ядра.
Как уже было отмечено выше, наибольший выход циклопропансодержащих
алюминийорганических соединений (~78% в случае реакции с октин-4) наблюдался при
соотношении исходных реагентов [ацетилен]:[CH2I2]:[Et3Al] равном 1:4:6. При
уменьшении доли CH2I2 ([ацетилен]:[CH2I2]:[Et3Al] = 1:3:6) в реакционной массе через
сутки остается более 20% непрореагировавшего ацетилена. В то же время увеличение
концентрации CH2I2 ([ацетилен]:[CH2I2]:[Et3Al] = 1:5:6) не способствует дальнейшему
увеличению выхода циклопропана (относительно указанного выше соотношения реагентов
[ацетилен]:[CH2I2]:[Et3Al] = 1:4:6). При использовании эквимольных количеств реагентов
([ацетилен]:[CH2I2]:[Et3Al] = 1:1:1)) образуется сложная смесь соединений, включающая,
по-видимому, продукты олигомеризации и полимеризации. Конверсия ацетилена при этом
не превышает 25%.
На основании литературных и собственных экспериментальных данных
предложена схема реакции (Схема 3), начальной стадией которой является генерация
иодметил(диэтил)алюминия,
карбоалюминирующего
ацетилен
с
образованием
иодсодержащего алкенилалана A. Взаимодействие интермедиата А с Et3Al приводит к
образованию ненасыщенного алюминийорганического соединения B. При последующем
циклопропанировании двойной связи и внедрении метиленовой группы по связи Al-C
формируется алюминийорганическое соединение 1, которое затем перегруппировывается в
2 в результате 2-циклопропилэтильной перегруппировки. Согласно предложенной схеме
реакции, в формировании одной молекулы циклопропана 2 участвуют три молекулы CH2I2
и четыре молекулы Et3Al, что хорошо согласуется с экспериментально найденным
оптимальным
мольным
соотношением
реагентов
с
учетом
использования
полуторакратного избытка Et3Al и CH2I2 по отношению к ацетилену.
Схема 3
CH2I2 + Et3Al
R
2
R
1
Et2AlCH2I
R
Et2AlCH2I
2
R
Et 2Al
1
Et3Al
I
-Et2AlI
A
2
R
R
1
R
Et
Et
2
2
AlEt 2
1
Et2AlCH2I
- Et2AlI
AlEt2
1
2
R
1
Et
Et2Al
B
Et2AlCH2I - Et2AlI
R1,R2=алкил, алкил; Ph,H; алкил,H
R
R
R
2
R
1
Et
Et 2Al
C
Квантовохимическое моделирование стадии карбоалюминирования ацетилена
методом
PM3
демонстрирует
энергетическую
предпочтительность
процесса
(иодметил)алюминирования по сравнению с этилалюминированием. Было также показано,
что энергетический барьер активации стадии иодметилалюминирования бутина-2 с
8
помощью Me2AlCH2I примерно на 8 ккал/моль меньше, чем у стадии присоединения к
тому же ацетилену MeZnCH2I. Поскольку многие комплексы переходных металлов, такие
как Cp2ZrCl2, Cp2TiCl2 катализируют протекание реакции карбоалюминирования, была
сделана попытка ускорить с помощью них стадию карбоалюминирования ацетилена.
Однако использование каталитических количеств этих металлорганических комплексов в
изучаемой реакции не оказало влияния на скорость реакции, конверсию ацетилена и состав
продуктов. Последующие стадии взаимодействия соединения A с Et3Al, а также
циклоалюминирования ненасыщенного алюминийорганического соединения B имеют
известные аналоги в литературе. Стадия взаимодействия соединения A с Et3Al известна
как нуклеофильное сопряженное (или аллильное) замещение SN2’ и, как правило, имеет
место в аллильных системах со стерически затрудненным насыщенным атомом углерода.
В случае соединения A стерический фактор не играет большой роли и можно ожидать, что
нуклеофильное замещение будет проходить по механизму SN2, а не SN2’. Однако, согласно
Полингу, степень ионности Al-C связи в алюминийорганических соединениях составляет
лишь 21%. По-видимому, степени нуклеофильности алкильного заместителя при атоме
алюминия недостаточно для осуществления замещения иода по механизму SN2. C другой
стороны, менее напряжѐнное 6-членное переходное состояние обуславливают
энергетическую предпочтительность нуклеофильного замещения по SN2’ механизму.
Последующее циклопропанирование соединения B идет аналогично процедуре,
разработанной Ямамото и Маруока для олефинов и ненасыщенных спиртов. Впрочем,
нужно отметить, что ненасыщенные металлоорганические соединения до настоящего
времени в реакцию с карбеноидами алюминия не вовлекались. Интересно
проанализировать факторы, препятствующие образованию замещенных циклопропенов из
соединения A. Как было указано выше, при взаимодействии бутина-2 с диазометаном в
присутствии EtAlCl2 при -50 oС получали 1,2-диметилциклопропен с выходом 9% по
ацетилену. EtAlCl2 является намного более слабым С-нуклеофилом, нежели Et3Al.
Алкилирующая способность алюминийорганических соединений падает в ряду R3Al >
R2AlCl > R3Al2Cl3 > RAlCl2, вследствие образования более прочных димерных комплексов.
Хотя реакции алкилирования ненасыщенных соединений типичны для алкилаланов, но для
EtAlCl2 являются необычными. Таким образом, в случае взаимодействия бутина-2 с CH2N2
и EtAlCl2, соединение A в отсутствие подходящего нуклеофила превращается в
циклопропен, который в присутствии сильных кислот Льюиса подвергается дальнейшим
неселективным превращениям. Следует обратить внимание на упомянутый выше
эксперимент, в котором использовалось эквимольное количество реагентов: октин-4, CH2I2
и Et3Al. Можно предположить, что в этих условиях проходило циклопропанирование
ацетилена в циклопропен, который в присутствии Et2AlCH2I и Et2AlI образовывал
продукты олигомеризации и полимеризации. Использование избытка Et3Al способствует
превращению соединения A в B и более селективному прохождению реакции.
Следующий момент, который следует осветить, связан с 2-циклопропилэтильной
перегруппировкой соединения 1 в 2 (Схема 4). Нужно отметить, что ранее в
металлоорганической химии данный феномен не наблюдался и изучаемая реакция
представляет уникальный пример этого явления. Более того, опубликовано исследование,
9
в котором изучалась возможность перегруппировки 2-циклопропилэтильных
магнийорганических соединений различного строения в различных растворителях 4 и в
ходе которого не удалось осуществить такое превращение, хотя авторы и сделали
замечание о преждевременности вывода о невозможности 2-циклопропилэтильной
перегруппировки. Таким образом, изучение этой нетривиальной перегруппировки
представляет большой интерес для физической органической химии. По-видимому,
движущей силой 2-циклопропилэтильной перегруппировки является образование более
стабильного циклопропанового соединения. Вычисленные методом B3LYP/6-31G*
значения стандартной свободной энергии образования ряда циклопропанов показывают,
что формирование 1,1,2,2-тетразамещенного циклопропана 2 из 1,1-дизамещенного 1
является энергетически выгодным процессом.
Схема 4.
1
1
R
R
2
R
Et
Et 2Al
1


Et 2
R
1
2
R
R

Al
Et
Et
Et
Et 2Al
G0r, 298 (1→2), ккал/моль:
-12.21 (R1= n-Pr, R2= n-Pr);
-5.27 (R1= n-Am, R2= H);
-11.07 (R1= Ph, R2= Me);
2
Важным является также вопрос о региоселективности реакции. Реакция
карбоалюминирования ацетиленов проходит через четырехцентровое переходное
состояние, в котором атом металла координируется с атомом углерода тройной связи,
обладающим наибольшей -электронной плотностью. Теоретические расчеты методом
B3LYP/6-31G* с последующим NBO анализом заселенностей молекулярных орбиталей
показывают, что в терминальных ацетиленах тройная связь сильно поляризована и ее
электронная плотность смещена в сторону терминального атома углерода. В случае же
диалкилзамещенных ацетиленов большого разделения зарядов не происходит, и реакция
проходит нерегиоселективно. Поляризация тройной связи в метилфенилацетилене
способствует ее региоселективному карбоалюминированию. Как уже отмечалось выше, в
результате реакции получался исключительно 1,1-дизамещенный циклопропан 1d.
Увеличение продолжительности реакции до 48 часов, а также повышение температуры до
40 оС (8 часов) не привели к перегруппировке 1d в тетразамещенный циклопропан. Повидимому, в данном случае 2-циклопропилэтильной перегруппировке препятствуют
неблагоприятные стерические факторы, возникающие в переходном состоянии. Барьер
активации
2-циклопропилэтильной
перегруппировки,
рассчитанный
методом
B3LYP/6-31G*, в случае реакции с метилфенилацетиленом составляет 96.64 ккал/моль, что
на 67.16 ккал/моль больше величины, полученной для превращения октина-4.
Согласно схеме 2 стереоконфигурация тетразамещенного циклопропана 2,
определяется на стадии 2-циклопропилэтильной перегруппировки 1 в 2. Поскольку данная
перегруппировка является одной из самых медленных стадий превращения, можно
предположить, что соотношение стереоизомеров будет подчиняться принципу Куртина4
Maercker A., Theysohn W. Versuche zur Umlagerung von 2-Cyclopropyl-athyl- Anionen // Lieb. Ann. Chem. 1972. Vol.
157. P. 132–157.
10
Гамметта, то есть константа интерконверсии конформаций I и II будет значительно
больше константы перегруппировки I в V и II в VI (Схема 5). В таком случае соотношение
стереоизомеров будет определяться разностью энергий переходных состояний III и IV.
Схема 5
2
R1
R
R1
Et
2
AlR2
2
AlEt2
CH2
R1
R
R1
R
I
Et
AlEt2
CH2
Et
II
2
Et
R
V
R1
R1
CH2
AlR2
AlEt2
III
R1
Et
R2
Et
R2
IV
AlEt2
CH2
AlEt2
R2
Et
VI
Методом B3LYP/6-31G* были локализованы переходные состояния III и IV. В
случае октина-4 разница между стандартной свободной энергией образования переходных
состояний III и IV составляла 2.70 ккал/моль, в то время как для гептина-1 переходное
состояние IV было стабильнее, чем III на 6.65 ккал/моль, что согласуются с
экспериментально наблюдаемым фактом получения в случае октина-4 двух
стереоизомеров, а в реакции с гептином-1 – одного стереоизомера. Этильный заместитель
при четвертичном атоме углерода в переходном комплексе III и заместитель R2 в
переходном комплексе IV испытывают пространственное взаимодействие с этильным
заместителем при атоме алюминия. Это взаимодействие является основной причиной
стереоселективности реакции с гептином-1. Важно, что эти выводы можно сделать и на
основе качественного рассмотрения стерических факторов, влияющих на стабильность
молекулы образующегося тетразамещенного циклопропана. Самым объемным
заместителем при циклопропановом кольце является фрагмент CH2CH2AlEt2, который
участвует в процессах лигандного обмена с другими молекулами алюминийорганических
соединений, образуя межмолекулярные комплексы, что увеличивает пространственное
взаимодействие с цис-расположенным заместителем.
Таким образом, впервые было установлено, что взаимодействие терминальных и
дизамещенных ацетиленов с CH2I2 и Et3Al проходит с селективным образованием
замещенных циклопропановых алюминийорганических соединений.
2.2. Превращение ацетиленов в циклопропановые соединения
под действием СH2I2 и Me3Al
С целью изучения границ приложения данной реакции, а также разработки общего
метода превращения ацетиленов в соединения циклопропанового ряда, было исследовано
взаимодействие моно- и дизамещенных ацетиленов с CH2I2 в присутствии других
алюминийорганических соединений. Согласно схеме 3, природа использованного
алюминийорганического соединения определяет характер алкильного заместителя при
11
циклопропановом кольце. Особое место среди циклопропансодержащих природных
соединений занимают метилзамещенные производные. Поэтому особый интерес
представляло превращение ацетиленов под действием CH2I2 и Me3Al в метилзамещенные
соединения циклопропанового ряда. Установили, что взаимодействие октина-4 с CH2I2 и
Me3Al в среде дихлорметана при комнатной температуре в течение 8 часов приводит к
получению
диастереоселективно
чистого
(>97%)
1-(2-иодэтил)-2-метил-1,2(Z)дипропилциклопропана 7a с выходом 87% (Схема 6). При дейтеролизе реакционной смеси
не наблюдалось образование дейтерозамещенного циклопропана, что указывает на
отсутствие Al-C связей в молекуле соединения. Как и в случае взаимодействия с CH2I2 и
Et3Al, наилучшие результаты получены при проведении реакции в среде
галогенсодержащих растворителей (дихлорметан, дихлорэтан). Проведение реакции при
различной температуре (0, 20, 40 0C) мало влияет на выход замещенного циклопропана и
состав продуктов реакции. Аналогичным образом проходит взаимодействие
диалкилзамещенных (гексин-3, децин-5) и терминальных (гексин-1, гептин-1, октин-1,
децин-1) ацетиленов с CH2I2 и Me3Al. Во всех случаях с высоким выходом и
стереоселективностью получались иодзамещенные соединения циклопропанового ряда 7.
Следует отметить, что для соединений 7a-c с помощью метода NOESY была однозначно
установлена цис-ориентация алкильных заместителей R1 и R2 при циклопропановом
цикле. В то же время, стереоконфигурацию тризамещенных циклопропанов 7d-g методами
ЯМР-спектроскопии определить не удалось.
Схема 6
R
1
R
2
CH2I2 (4 экв.)
Me3Al (6 экв.)
CH2Cl2, rt
8ч
R1
R
2
Me
I
7a-g
a: R1=n-C3H7, R2=n-C3H7 (87%, транс >97%)
b: R1=n-C4H9, R2=n-C4H9 (85%, транс >97%)
c: R1=C2H5, R2=C2H5 (75%, транс >97%)
d: R1=n-C4H9, R2=H (69%)
e: R1=n-C5H11, R2=H (72%)
f: R1=n-C6H13, R2=H (80%)
g: R1=n-C8H17, R2=H (73%)
Очевидно, что образование иодзамещенного циклопропана идет по схеме,
аналогичной той, что была предложена ранее для взаимодействия ацетиленов с CH2I2 и
Et3Al. Однако в отличие от схемы 3, в случае реакции с Me3Al присутствует стадия Al-I
обмена между циклопропилсодержащим алюминийорганическим соединением и CH2I2.
Взаимодействие октина-4 с Me3Al и CD2I2 дало дейтерозамещенный иодсодержащий
циклопропан с выходом 87%, положение атомов дейтерия в котором полностью
соответствовало ожидаемому.
Анализ переходного состояния стадии 2-циклопропилэтильной перегруппировки
методом B3LYP/6-31G* показывает предпочтительность образования цис-изомеров 7d-g в
случае реакции с алкилзамещенными терминальными ацетиленами. В то же время, в
случае реакции с октином-4 расчеты предсказывают меньшую величину барьера
активации стадии, ведущей к формированию транс-изомера 7a, что находится в согласии
с экспериментальными данными.
Метилфенилацетилен взаимодействует с Me3Al и CH2I2 с селективным образованием
1-[1-(2-иод-1,1-диметилэтил)циклопропил]бензола с выходом 79%. Как было показано
выше, реакция метилфенилацетилен с Et3Al и CH2I2 также останавливается на стадии
12
образования 1,1-дизамещенного циклопропана вследствие неблагоприятных стерических
факторов, возникающие в переходном состоянии при 2-циклопропилэтильной
перегруппировке.
Известно, что карбеноиды металлов могут быть также получены под действием
металлоорганических соединений на другие полигалогенметаны, такие как CHBr3, CCl4.5 В
этой связи изучалось взаимодействие октина-4 с Me3Al и различными
полигалогенметанами, такими как CHI3, CHBr3, CH2BrI, CH2Br2,и CCl4. Установлено, что в
случае использования CH2BrI вместо CH2I2, иодсодержащий циклопропан 7a образуется с
выходом 45%. В то же время CHI3, CHBr3 и CH2Br2 в условиях реакции с октином-4 не
реагировали.
Таким образом, взаимодействие моно- и дизамещенных ацетиленов с CH2I2 и Me3Al
приводит к селективному образованию -иодэтилзамещенных три- и тетразамещенных
циклопропанов.
2.3. Превращение ацетиленов в циклопропановые соединения
под действием СH2I2 и i-Bu3Al
Столь резкое различие в химизме процесса, зависящее от природы
алюминийорганического соединения инициировало исследование по изучению роли
размера алкильного заместителя в триалкилалане и относительной активности
используемых триалкилаланов. С целью изучения влияния стерического фактора на
характер продуктов реакции было исследовано взаимодействие ряда ацетиленов с CH2I2 и
i-Bu3Al, поскольку стерический объем изо-бутильной группы сильно отличается от объема
метильной.
Было установлено, что октин-4 под действием CH2I2 и i-Bu3Al превращается с
выходом 84% в течение 8 часов в циклопропансодержащее алюминийорганическое
соединение 8a, дейтеролиз которого приводит к получению дейтеросодержащего
тетразамещенного циклопропана 9a (Схема 7).
Схема 7
R
1
R
2
CH2I2 (4 экв.)
i-Bu3Al (6 экв.)
CH2Cl2, rt
8ч
R
1
i-Bu2Al
R
2
R
D2O
1
D
8a-e
9a-e
R
2
a: R1=n-C3H7, R2=n-C3H7 (84%)
b: R1=C2H5, R2=C2H5 (65%)
c: R1=n-C4H9, R2=C4H9 (70%)
d: R1=n-C5H11, R2=CH3 (73%)
e: R1=C4H9, R2=H (83%)
f: R1=n-C5H11, R2=H (69%)
g: R1=n-C6H13, R2=H (66%)
h:R1=n-C8H17, R2=H (80%)
На основании того, что в спектре ЯМР 13С тетразамещенного циклопропана 9a
наблюдался только один набор сигналов, был сделан вывод о стереоселективном характере
прохождения реакции, но при анализе NOESY спектра однозначно определить
стереоконфигурацию образующегося тетразамещенного циклопропана не удалось. Однако
из рассмотрения переходных состояний стадии 2-циклопропилэтильной перегруппировки,
расчитанных методом B3LYP/6-31G*, можно предположить предпочтительное
5
Kobrich G., Fischer R.-H. Metall-halogen-austausch und ligandenwechsel an carbenoiden // Chem. Ber. 1968. Vol. 101. P.
3219–3229.
13
образование тетразамещенного циклопропана с транс-ориентированными заместителями
R1 и R2.
Взаимодействие гексина-3, децина-5 и октина-2 с CH2I2 и i-Bu3Al происходило
аналогичным образом с получением после дейтеролиза 1,1,2,2-тетразамещенных
циклопропанов 9b-d. В случае октина-2 реакция проходила нерегиоселективно с
образованием смеси региоизомеров в соотношении 1:1. Терминальные ацетилены (гексин1, гептин-1, октин-1, децин-1) реагировали с CH2I2 и i-Bu3Al, давая тризамещенные
циклопропансодержащие АОС 8e-h. Согласно квантовохимическим вычислениям,
проведенным методом B3LYP/6-31G*, термодинамически более стабильным является
переходное состояние, ведущее к формированию изомера с транс-ориентированными
заместителями R1 и R2. Фенилметилацетилен под действием CH2I2 и i-Bu3Al после
дейтеролиза давал 1-{1-[1-(дейтерометил)-1,3-диметилбутил]циклопропил}бензол с
выходом 82%.
Таким образом, взаимодействие моно- и дизамещенных ацетиленов с CH2I2 и iBu3Al проходит аналогично ранее рассмотренной реакции ацетиленов с CH2I2 и Et3Al с
образованием три- и тетразамещенных циклопропанов, что демонстрирует общий характер
изучаемой реакции, выражающийся в едином механизме реакции, образовании близких по
строению продуктов, аналогичной зависимости от различных факторов.
При изучении кинетических закономерностей взаимодействия триалкаланов с CH 2I2
была выявлена причина «аномального» поведения Me3Al, проявляющегося в селективном
образовании -иодэтилзамещенных циклопропанов. При взаимодействии эквимольных
количеств CH2I2 и Et3Al (или i-Bu3Al) в растворе дихлорметана при комнатной
температуре, по данным газовой хроматографии уже через пять минут CH2I2 не
обнаруживался в реакционной массе, поскольку превращался в карбеноид алюминия. В
случае же Me3Al, конверсия CH2I2 составляла лишь 73% через 2 часа. Данный результат
можно объяснить большей склонностью Me3Al к образованию димера (Me3Al)2 и,
следовательно, меньшей концентрацией мономерного Me3Al. Так, Me3Al, в отличие от
Et3Al, в газовой фазе полностью находится в димерном состоянии.6 Таким образом,
получающееся в ходе реакции циклопропансодержащее алюминийорганическое
соединение реагирует со свободным CH2I2. Следует отметить, что данная методика
позволяет a priori оценить активность в исследуемой реакции любого
алюминийорганического соединения. Так, малоактивные в реакции с CH2I2
диалкилалюминийхлориды (i-Bu2AlCl, Et2AlCl) оказались столь же неактивны и в
изучаемой реакции. Конверсия исходного ацетилена в их случае не превышала 20% через
сутки. Было также проведено кинетическое исследование по установлению относительной
реакционной активности триалкилаланов и ацетиленов. В аналогичных условиях при
температуре 00С изучали кинетику превращения октина-4 в реакции с CH2I2 и рядом
триалкилаланов (Me3Al, Et3Al, i-Bu3Al) в растворе дихлорметана. Установили, что
реакционная способность триалкилаланов увеличивается в ряду Me3Al<i-Bu3Al<Et3Al
(kотн(Et3Al)=1, kотн(Me3Al)≈0.2, kотн(i-Bu3Al)≈0.3). Меньшую активность Me3Al может быть
6
Laubengayer A.W.., Gilliam W.F. The Alkyls of the Third Group Elements. I. Vapor Phase Studies of the Alkyls of
Aluminum, Gallium and Indium // J. Am. Chem. Soc. 1941. Vol. 63. P. 477–479.
14
связана с его большей склонностью к образованию стабильных ассоциатов. В случае
реакции с i-Bu3Al, по-видимому, играет роль стерический фактор. Исследования
относительной реакционной способности ацетиленов показали, что диалкилзамещенные
ацетилены вовлекаются в реакцию с CH2I2 и Et3Al быстрее терминальных (kотн(4-октин)=1,
kотн(1-октин)≈0.7), что согласуется с представлениями об электрофильной природе
карбеноидов алюминия.
2.4. Превращение кремнийорганических ацетиленов
в циклопропановые соединения под действием СH2I2 и i-Bu3Al
В ряду ацетиленов высокой нуклеофильностью обладают кремнийорганические
ацетилены, которые нашли широкое применение в металлорганической химии в качестве
лигандов, наиболее известным из которых является бис(триметилсилил)ацетилен
(BTMSA). Поэтому можно было ожидать, что кремнийорганические ацетилены будут
легко вовлекаться в реакцию с карбеноидами алюминия с получением в одну стадию
замещенных (триметил)циклопропилсиланов. Таким образом, в продолжение
исследования взаимодействия ацетиленов с CH2I2 и триалкилаланами, а также с целью
выяснения влияния природы заместителя в молекуле ацетилена на характер превращения
было изучено поведение в исследуемой реакции кремнийорганических производных
ацетиленовых соединений.
Взаимодействие 1-алкинил(триметил)силанов с CH2I2 и i-Bu3Al в среде
дихлорметана в течение 3 часов при комнатной температуре приводило к получению
циклопропилалана 10, который после дейтеролиза или гидролиза давал диастереомерно
чистые циклопропилсиланы 11 (12) с выходом 61-83% (Схема 8). Наибольший выход 11a
(83%) был получен при использовании i-Bu3Al. При замене i-Bu3Al на Et3Al выход
циклопропилалана падает до 59% вследствие неполной конверсии исходного ацетилена и
образования побочных продуктов. Реакция с участием i-Bu2AlCl приводит к получению
соединения 11а с выходом 53% через 48 часов. В присутствии i-Bu2AlH или Et2AlCl
реакция 1-гексинил(триметил)силана с дииодметаном не давала соединения 10.
Схема 8
R
R
SiMe3
CH2I2 (3 экв), i-Bu3Al (3 экв)
CH2Cl2, rt, 3 ч
al
10a-e
R= n-C4H9 (a), n-C5H11 (b), n-C6H13 (c), n-C8H17 (d), n-C12H25 (e)
SiMe3
D3O+
(H3O+)
R
SiMe3
3
1
2
11a (83%), (12b) (80%),
(12c) (72%), (12d) (65%),
(12e) (61%)
D(H)
Интересно, что при взаимодействии 5-хлор-1-пентинил(триметил)силана с CH2I2 и iBu3Al
после
гидролиза
реакционной
массы
получали
[2-(3-иодпропил)циклопропил](триметил)силан c выходом около 64%. По-видимому, в ходе реакции
происходит нуклеофильное замещение атома хлора на более нуклеофильный атом иода.
Источником иодид анионов служит диизобутилалюминийиодид, образующийся в ходе
разложения карбеноида алюминия.
15
Существенное отличие поведения в исследуемой реакции кремнийорганических
ацетиленов от алкил(арил)замещенных ацетиленов заключается в том, что в структуре
продукта реакции отсутствует фрагмент алкильного заместителя триалкилалана, что
указывает на значительное отличие механизма образования циклопропановых соединений.
Очевидно, что предложенная ранее схема превращения моно- и дизамещенных ацетиленов
не описывает поведение кремнийорганических ацетиленов в изучаемой реакции. Хотя
продукты реакции были надежно охарактеризованы, не удалось предложить адекватного
объяснения механизма образования циклопропилаланов. В литературе отсутствуют
сведения об аналогичных превращениях кремнийорганических ацетиленов, что
свидетельствует о нетривиальности превращения.
Таким образом, был разработан метод диастереоселективного превращения
кремнийорганических ацетиленов строения R-C≡C-SiMe3 (где R=алкил) под действием
CH2I2 и i-Bu3Al в 1,2,3-тризамещенные циклопропаны.
2.5. Взаимодействие (1-алкинил)фосфинов с CH2I2 и триалкилаланами
Как следует из приведенных выше результатов, природа заместителя при тройной
связи ацетиленового соединения оказывает сильное влияние на механизм и направление
исследуемой реакции. С целью изучения влияния электронных факторов на характер
продуктов превращения было изучено взаимодействие фосфорорганических ацетиленов с
карбеноидами алюминия.
Установлено, что 1-гексинил(дифенил)фосфин под действием полученного in situ
диэтил(иодметил)алюминия Et2AlCH2I дает после дейтеролиза реакционной смеси 1гексинил(дейтерометил)дифенилфосфоний иодид 13а с количественным выходом (Схема
9). Таким образом, в результате взаимодействия (1-гексинил)дифенилфосфина с
карбеноидом алюминия (Et2AlCH2I) вместо ожидаемого циклопропилфосфина образуется
фосфониевая соль , причем ацетиленовая связь не принимает участия в реакции. Повидимому, отрицательный индуктивный эффект фосфониевого заместителя способствует
понижению реакционной способности тройной связи за счет уменьшения ее
нуклеофильности.
Поскольку
взаимодействие
1-гексинил(дифенил)фосфина
с
карбеноидами алюминия проходило только по фосфиновому центру, было изучено
поведение в исследуемой реакции ряда фосфинов, таких как Ph3P, Ph2PBun. В результате
реакции после дейтеролиза образовывались дейтеросодержащие фосфониевые соли 13b,c с
высоким выходом, который не зависит от природы триалкилалана (Et3Al, i-Bu3Al),
используемого для генерации карбеноида алюминия.
Схема 9.
CH2I2 + R3Al
Ph2PX
CH2Cl2, rt
R2AlCH2I (2 экв.)
CH2Cl2, rt, 30 мин
R2AlCH2I + RI
+
Ph2P
X
X= 1-гексинил (a); Ph (b); n-Bu (c)
R= Et, i-Bu
AlR2 I
14
D2O
+
[Ph2PCH2D]
X
92-95%
13a-c
I
16
Интересно отметить, что, несмотря на наличие в реакционной смеси иодэтана,
образующегося в результате Al-I обмена при взаимодействии CH2I2 с R3Al (где R= Et, i-Bu),
в реакцию с фосфином вовлекается исключительно карбеноид алюминия R2AlCH2I, что
связано, согласно неэмпирическим расчетам в базисе 3-21+G*, с большей энергетической
предпочтительностью образованием аддукта 14, стабилизированного за счет координации
иодид-аниона с атомом алюминия.
Таким образом, фосфорорганические дизамещенные ацетилены не превращаются
под действием карбеноидов алюминия в соединения циклопропанового ряда, а образуют
алюминийсодержащие фосфониевые соли.
2.6. Реакция замещенных пропаргиловых спиртов с CH2I2 и триалкилаланами
Как следует из вышеизложенного, взаимодействие алкил- и фенилзамещенных
ацетиленов с CH2I2 и триалкилаланами не приводило к получению циклопропенов и
бицикло[1.1.0]бутанов, образование которых можно было бы ожидать согласно известным
литературным данным по взаимодействию ацетиленов с карбеноидами металлов. Вместо
этого превращение проходило сложным образом с получением алюминийорганических
моноциклопропановых
соединений.
Поскольку
в
структуре
образующихся
циклопропановых соединений имеется реакционноспособная Al-C связь, было выдвинуто
предположение, что вовлечение в реакцию ацетиленовых соединений, содержащих легко
уходящие группы, позволит путем циклизации получить в одну стадию бисциклопропаны, спиропентаны, спиро[2.3]гексаны и более сложные циклические
соединения (Схема 10). Так, в результате превращения пропаргиловых спиртов или
галогенидов следовало бы ожидать образование бис-циклопропанов или спирогексанов в
зависимости от региохимии присоединения карбеноида алюминия по тройной связи.
Схема 10.
R
n=0,1,2,..
X
( )n
( )n X
R
CH2I2 - Et3Al
X
( )n
Et
Et2 Al
-Et2AlX
or
R
Et
Et2 Al
-Et2AlX
R
( )n
Et
( )n
R
Et
С целью разработки новых методов получения дициклических соединений, было
изучено взаимодействие функционально-замещенных ацетиленов с CH2I2 и
триалкилаланами. В первую очередь в качестве объектов превращения были использованы
пропаргиловые спирты вследствие широкого их применения в органическом синтезе и
простоты получения. Установили, что 2-нонин-1-ол реагирует с CH2I2 и Et3Al в среде
дихлорметана в течение 3 часов при комнатной температуре с образованием 1-этил-1'гексил-1,1'-бис-циклопропана 15 (R=n-C4H9, R1=H, R’=Et) с выходом 77% (Схема 11).
17
Схема 11.
OH
R
H
R
CH2I2 (5 экв.), R'3Al (6 экв.)
R'
R
1
CH2Cl2, rt, 3 h
R= n-C4H9, n-C5H11, n-C6H13,
n-C8H17, n-C12H25, Ph
R' = Et, i-Bu
R1=H, Me
1
R
H
15
72-89%
Реакция с алкил- и фенилзамещенными пропаргиловыми спиртами проходила
аналогичным образом с образованием бис-циклопропанов с выходом 72-89%. Замена
спиртовой функции на эфирную не влияла на характер взаимодействия. Метиловый эфир
2-нонин-1-ола превращался в бис-циклопропан с выходом 82%. 2-Метилзамещенный 2алкин-1-ол (3-октин-2-ол) в условиях реакции давал смесь региоизомерных бисциклопропанов в соотношении 1:1 с общим выходом 81%. Однако более стерически
затрудненный 2-метил-3-октин-2-ол не вступал в реакцию с CH2I2 и Et3Al. Наличие атома
водорода при тройной связи в пропаргиловом спирте в таких соединениях как
пропаргиловый спирт, 3-метил-1-пентин-3-ол, 1-этинилциклогексанол, 1-гексин-3-ол
препятствует образованию соответствующих бис-циклопропанов. Аналогичное поведение
демонстрируют пропаргиловые эфиры карбоновых кислот (2-пропинилацетат, 2пропинилпропионат). Также не удалось вовлечь в данную реакцию 1,4-бутиндиол и его
диметиловый эфир. При использовании i-Bu3Al вместо Et3Al с высоким выходом (70-90%)
образуются изо-бутилзамещенные бис-циклопропаны. Однако взаимодействие 2-гептин-1ола с CH2I2 и Me3Al не привело к ожидаемому метилзамещенному бис-циклопропану.
Реакция 2-нонин-1-ола с CH2I2 в присутствии i-Bu2AlH, i-Bu2AlCl или Et2AlCl также не
приводила к образованию бис-циклопропанов.
Схема 12.
CH2I2 + R'3Al
R'2AlO
R
OH R'2AlCH2I
R
1
R R
2
I
A
R=alkyl, Ph
R'=Et, i-Bu
R1,R2=H,H; Me,H;
D
D
D
Hex
Et
R'
1
D
D
H
R'2AlO
R
2
1
R
AlR'2
R'3Al
I
R'2Al
R
Dn
R
R'2AlCH2I + R'I
R
R
2
1
R'2AlCH2I
- R'2AlI
R
R
2
2
1
R
AlR'2
- R'2AlI
R'2AlCH2I - R'2AlI
R'
2
R
2
R
R'
D
H
R'2AlO R
1
R
R
AlR'2 B
R'
1
-R'2AlOAlR'2
R'2AlO R
1
R
R
C
AlR'2
R'
R'2AlCH2I - R'2AlI
2
R'2AlO R
1
R
R
16
-R'2AlOAlR'2
E
R' AlR'2
По-видимому, взаимодействие пропаргиловых спиртов с CH2I2 и R3Al идет по схеме,
аналогичной той, что была предложена ранее для реакции с алкил- и фенилзамещенными
ацетиленами (Схема 3). Однако присутствие в структуре интермедиата C вицинально
18
расположенных атомов алюминия и кислорода приводит к реализации нового маршрута
реакции (Схема 12). При элиминировании алюмоксана (R'2Al)2O образуется замещенный
винилциклопропан D, циклопропанирование которого дает замещенный 1,1'-бисциклопропан. В качестве альтернативной схемы образования 1,1'-бис-циклопропана может
быть рассмотрен путь, предполагающий гомологизацию интермедиата С в E и
последующую 1,3-циклизацию. Однако, по-видимому, схема, предполагающая
превращение C в D более предпочтительна, поскольку, как будет показано ниже, в случае
гомопропаргиловых спиртов не происходят 1,3- и 1,4-циклизации. Для подтверждения
предложенной схемы образования бис-циклопропанов было изучено взаимодействие 2нонин-1-ола с CD2I2 и Et3Al. Согласно данным ЯМР 1Н и 13С спектроскопии положение
атомов дейтерия в полученном бис-циклопропане 16 соответствует ожидаемому по схеме
14.
Региоселективность присоединения карбеноида алюминия к алкилзамещенному
пропаргиловому спирту можно объяснить поляризацией тройной связи под действием
алкильной
и
гидроксиметильной
группы,
обладающими
противоположными
индуктивными эффектами. Однако квантовохимический расчет электронной структуры
бутилзамещенного пропаргилового спирта методом B3LYP/6-31G* с последующим анализ
заселенностей молекулярных орбиталей методом NBO показал, что разделение зарядов
между sp-гибридизованными атомами углерода незначительно и составляет всего 0.08
атомных единиц. По-видимому, образованию одного региоизомера способствует
внутримолекулярная координация атома алюминия с атомом кислорода в интермедиате A.
Согласно квантовохимическим вычислениям, проведенным методом PM3, наблюдаемая
региоселективность иодметилалюминирования 2-гептин-1-ола обусловлена эффектом
координации атома алюминия с атомом кислорода, которая, по-видимому, имеет место и в
переходном состоянии.
Инертность терминальных пропаргиловых спиртов и 2-метил-3-октин-2-ола в
изучаемой реакции вызвана низкой реакционной способностью последних на стадии
карбоалюминирования тройной связи карбеноидом алюминия. Расчет распределения
электронной плотности в 1-гексин-3-оле методом B3LYP/6-31G* с последующим NBO
анализом показывает значительное разделение зарядов между sp-гибридизованными
атомами углерода, составляющее 0.24 атомных единицы. Наибольшая электронная
плотность при этом локализована на терминальном sp-гибридизованном атоме углерода
при атоме водорода. Таким образом, электронные факторы способствуют образованию
региоизомера с атомом алюминия при терминальном атоме углерода. В этом случае
невозможна внутримолекулярная координации атома алюминия с атомом кислорода,
способствующая
понижению
энергии
переходного
состояния
реакции
иодметилалюминирования. С другой стороны, в терминальных пропаргиловых спиртах, в
отличие от алкилзамещенных терминальных ацетиленов, ацетиленовая связь проявляет
более низкую нуклеофильность вследствие отрицательного индуктивного эффекта
гидроксиметильной группы.
Инертность в изучаемой реакции 2,2-диметилзамещенного 2-алкин-1-ола (2-метил3-октин-2-ола) вызвана, по-видимому, стерическими факторами – наличием двух
19
алкильных заместителей при третичном атоме углерода. Использование каталитических
количеств солей, катализирующих реакцию карбоалюминирования (Cp2ZrCl2, Cp2TiCl2,
ZrCl4) не способствовало превращению терминальных пропаргиловых спиртов и 2-метил3-октин-2-ола. Следует отметить, что пропаргиловые спирты менее активны в реакции
каталитического карбоалюминирования, чем алкилацетилены. 7
Как уже отмечалось, взаимодействие 2-гептин-1-ола с CH2I2 и Me3Al не привело к
ожидаемому бис-циклопропану. Проведение реакции в кипящем дихлорэтане, а также
использование каталитических количеств Cp2ZrCl2 и Cp2TiCl2 не способствовало ее
прохождению. Меньшую реакционную способностью Me3Al по отношению к CH2I2
(относительно Et3Al и i-Bu3Al) можно связать с его большей склонностью к образованию
ассоциатов.8 Кроме того, инертность замещенных пропаргиловых спиртов по отношению к
Me3Al и CH2I2 можно связать с меньшей, чем в алкилзамещенных ацетиленах
нуклеофильностью ацетиленовой связи.
Следует подчеркнуть существенное отличие между системой реагентов CH2I2-Et3Al
и реагентом Симмонса-Смита, проявляющееся в реакции с пропаргиловыми спиртами.
Пропаргиловые спирты под действием CH2I2 и цинк-медной пары дают с низкими
выходами -циклопропилкетоны (20-30%) и -ненасыщенные кетоны (6-15%),9 а при
использовании системы реагентов CH2I2-R3Al превращаются в бис-циклопропаны с
высоким выходом. Данное различие можно связать с различной природой металла. Для
реагента Симмонса-Смита характерно циклопропанирование ненасыщенных соединений, а
для карбеноидов алюминия – иодметилалюминирование.
Таким образом, впервые было установлено, что взаимодействие замещенных
пропаргиловых спиртов с CH2I2 и триалкилаланами (Et3Al, i-Bu3Al) приводит к
селективному образованию 1,1’-замещенных бис-циклопропанов с высокими выходами.
2.7. Реакция гомопропаргиловых и бисгомопропаргиловых спиртов
с CH2I2 и триалкилаланами
С целью изучения закономерностей взаимодействия ацетиленовых спиртов с CH2I2 и
R3Al в зависимости от степени отдаленности гидроксильной и ацетиленовой функции друг
от друга, а также разработки общего метода превращения функционально-замещенных
ацетиленов в соединения циклопропанового ряда, была исследована реакция
гомопропаргиловых и бисгомопропаргиловых спиртов с CH2I2 и триалкилаланами (Me3Al,
Et3Al).
В случае реакции гомопропаргиловых и бисгомопропаргиловых спиртов с CH2I2 и
R3Al можно ожидать, в соответствии со схемой 12, образования замещенных
циклопропилциклобутанов и циклопропилциклопентанов или же спиро[2.4]гептанов и
спиро[2.5]октанов. Однако было установлено, что реакция 3-нонин-1-ола с CH2I2 и Et3Al в
7
Wipf P., Lim S. Rapid carboalumination of alkynes in the presence of water // Angew. Chem., Int. Ed. 1993. Vol. 32, № 7. P.
1068–1071.
8
Smith M.B. The monomer - dimer equilibria of liquid aliminum alkyls: III. Trimethylaluminum: the monomer−dimer
equilibria of liquid and gaseous trimethylaluminum and triethylaluminum // J. Organomet. Chem. 1972. Vol. 46. P. 31–49.
9
Vidal M., Dumont C., Arnand P. Reaction de l’iodure de methylene et du couple zinc-cuivre sur les alcohols secondaires
acetyleniques substitutes // Tetrahedron Lett. 1966. Vol. 42. P. 5081–5086.
20
среде дихлорметана в течение 24 часов при комнатной температуре с последующим
дейтеролизом реакционной массы дает 1-(2-дейтероксиэтил)-1-этил-2-н-амил-2-(2дейтероэтил)циклопропан 17а с выходом 68% (Схема 13).
Схема 13.
R'
(CH2)2OH
CH2I2 (4 экв.)
R3Al (6 экв.)
R2 Al(CH2)2
CH2Cl2, rt
R'
(CH2)2OAlR2
D2O
D(CH2)2
(CH2)2OD
R'
R
R
17a-g
R’, R=n-C5H11, Et (17a, 68%); n-C4H9, R=Et (17b, 63%); n-C12H25, R=Et (17c, 62%); n-C4H9, R’=Me (17d, 71%);
n-C5H11, R=Me (17e, 75%); n-C8H17, R=Me (17f, 83%); n-C12H25,R=Me (17g, 80%)
Поскольку в спектре ЯМР 13С соединения 17а наблюдался только один набор
сигналов, был сделан вывод о стереоселективном характере прохождения реакции, однако
анализ NOESY спектра не позволил однозначно установить стереоконфигурацию
образующегося тетразамещенного циклопропана. Безуспешным также оказалось
применение описанного выше подхода, заключающегося в оценке энергии переходного
состояния стадии 2-циклопропилэтильной перегруппировки, отвечающего образованию
двух возможных изомеров. Величины стандартной энтальпии образования двух
переходных состояний различаются менее чем на 0.2 ккал/моль, что не позволяет сделать
однозначных выводов относительно стереоконфигурации образующегося циклопропана.
Взаимодействие 3-октин-1-ола и 3-додецин-1-ола с CH2I2 и Et3Al после дейтеролиза
так же приводило к образованию с хорошими выходами тетразамещенных циклопропанов
17b,c.Реакция гомопропаргиловых спиртов с CH2I2 в присутствии Me3Al проходит менее
активно и для завершения реакции требуется не менее 2 суток. В результате превращения
образуются 1,1,2,2-тетразамещенные циклопропаны. Интересно, что аналогичная реакция
диалкилзамещенных ацетиленов с CH2I2 и Me3Al приводила к селективному получению 2иодэтилпроизводных циклопропана, которые образуются в процессе Al-I обмена между
циклопропилсодержащим АОС и CH2I2. Вероятно, что в случае гомопропаргиловых
спиртов Al-I обмену препятствует внутримолекулярная координация атома кислорода с
атомом алюминия (Схема 14).
Схема 14.
R'
R'=alkyl
OH
CH2I2 (4 eq)
Me3Al (6 eq)
Me
Me
Me2Al
Al O
CH2Cl2, rt
+CH2I2 (4 eq)
-Me2AlCH2I
I
OAlMe2
R'
R'
Me
Me
I
OH
H2O
R'
Me
18 (R=n-Bu)
52%
Данное наблюдение может свидетельствовать о транс-конфигурации соединений
17a-g. При увеличении количества вовлекаемого в реакцию CH2I2 (соотношение [3-октин1-ол]:[CH2I2]:[Me3Al]=1:8:6) удается сместить равновесие в сторону образования
иодорганического производного 18 с выходом 52% за 2 суток.
Таким образом, было установлено, что гомопропаргиловые спирты, в отличие от
пропаргиловых, превращаются в изучаемой реакции в тетразамещенные циклопропаны,
21
аналогично тому, что наблюдалось ранее для реакции с алкил- и арилзамещенными
ацетиленами. Очевидно, что начальные этапы реакции в случае пропаргиловых и
гомопропаргиловых спиртов аналогичны до стадии образования циклопропансодержащего
АОС A (Схема 15). Далее в случае пропаргиловых спиртов (n=1) происходит
элиминирование алюмоксана с получением винилциклопропана. Гомопропаргиловые
спирты (n=2) вместо 1,3-элиминирования претерпевают внедрение метилена по Al-C связи.
Дальнейшая перегруппировка C ведет к получению циклопропансодержащего АОС D, при
дейтеролизе которого образуется циклопропан 17.
Схема 15.
R
(CH2)nOH
I
R=alkyl, Ph
R'=Et, Me
n=1,2
R
- R'2AlI
AlR'2
(CH2)nOAlR'2
R'2AlCH2I R
R'
- R'2AlI
AlR'2
R'2AlCH2I
(CH2)2OD
R'
R
(CH2)nOAlR'2 R' Al
3
R
R'2AlCH2I
D2O
R
AlR'2
D
(CH2)2OAlR'2
R'
C
R
R'2 Al
(CH2)nOAlR'2
R'
A
AlR'2
n=2
- R'2AlI
(CH2)2OAlR'2
D2O
R'
B
R
(CH2)2OD
R'
D
19 (R=n-Bu, R'=Me)
16
При взаимодействии 3-октин-1-ола, CH2I2 и Me3Al в соотношении 1:4:6 после
дейтеролиза из реакционной массы было выделено дейтерированное производное 19 с
выходом 15%. Другим косвенным доказательством предложенной схемы превращения
гомопропаргиловых спиртов является эксперимент с участием 4-фенилбут-3-ин-1-ола,
который взаимодействует с Me3Al и CH2I2 с селективным образованием после дейтеролиза
1,1-дизамещенного циклопропана 20 (Схема 16).
Схема 16.
CH2I2 (4 экв.)
Me3Al (6 экв.)
OH
CH2Cl2, rt
2 дня
20
Me2Al
Me
OAlMe2
D
Me
OD
Согласно предлагаемой схеме превращения гомопропаргиловых спиртов, структура
образующегося замещенного циклопропана определяется на стадии присоединения
карбеноида алюминия к ацетилену, то есть зависит от региоселективности
карбоалюминирования ацетиленового спирта. Согласно данным квантовохимических
расчетов методом B3LYP/6-31G*, в н-бутилзамещенных ацетиленовых спиртах, имеющих
одну или две метиленовые группы между ацетиленовой и гидроксильной функцией,
наблюдается небольшое преобладание электронной плотности (0.04-0.08 a.e, NBO) на
атоме углерода при функционально-замещенной группе. По-видимому, как и в случае
алкилзамещенных пропаргиловых спиртов, основным фактором, способствующим
образованию одного региоизомера, является внутримолекулярная координация атома
алюминия с атомом кислорода в продукте карбоалюминирования с формированием
пятичленного цикла. В то же время, характер поляризации ацетиленовой связи в 4-пентин-
22
1-оле противоположен тому, что наблюдается в алкилзамещенных пропаргиловых и
гомопропаргиловых ацетиленовых спиртах, а разница между значениями зарядов атомов
составляет 0.22 атомные единицы, что должно способствовать присоединению атома
алюминия по терминальному атому углерода ацетиленовой связи. Как отмечено выше,
пропаргиловые спирты с терминальной тройной связью оказались неактивны в изучаемой
реакции, однако реакционная способность 4-пентин-1-ола должна быть выше, чем у 3пропин-1-ола, поскольку отрицательный индуктивный эффект гидроксигруппы
разделенный от ацетиленовой связи двумя метиленовыми группами снижает ее
нуклеофильность в значительно меньшей мере. Действительно, при взаимодействии 4пентин-1-ола с CH2I2 и Et3Al в среде дихлорметана после дейтеролиза реакционной массы
был получен замещенный циклопропан 21 с выходом 56% (Схема 17).
Схема 17.
H
(CH2)3OH
CH2I2 (4 экв.)
Et3Al (6 экв.)
CH2Cl2, rt
24 ч
H
(CH2)3OAlEt2
Et
D2O
H
(CH2)3OD
56%
Et
AlEt2
21
D
Таким образом, установлено, что ацетиленовые спирты, имеющие две или три
метиленовые группы между ацетиленовой и гидроксильной функцией, образуют ди-, трии тетразамещенные циклопропановые структуры, аналогичные тем, что наблюдались ранее
в случае реакции с моно- и диалкилзамещенными ацетиленами.
2.8. Реакция замещенных пропаргиламинов с CH2I2 и триалкилаланами
Взаимодействие пропаргиловых спиртов с R3Al и CH2I2 приводит к образованию
бис-циклопропановых соединений вследствие легкости 1,2-элиминирования алюмоксана
от интермедиатного циклопропилсодержащего алюминийорганического соединения.
Можно было ожидать, что при вовлечении в реакцию замещенных пропаргилгалогенидов
аналогичное элиминирование галогенидов алюминия будет проходить еще легче, однако
последние (пропаргилбромид, 1-бромокт-2-ин) под действием Et3Al подвергаются
неселективным превращениям с образованием смеси соединений, которые, по-видимому,
представляют собой продукты кросс-сочетания с триалкилаланами и перегруппировки в
алленовые углеводороды. С другой стороны, замена гидроксильной группы на
аминогруппу может препятствовать стадии элиминирования и способствовать
образованию
азотсодержащих
циклопропановых
соединений.
Действительно,
взаимодействие замещенных пропаргиламинов (N,N-диметил-N-(2-гептинил)амина, N,Nдиметил-N-(2-октинил)амина, N,N-диметил-N-(2-нонинил)амина и N,N-диметил-N-(3фенил-2-пропинил)амина) с CH2I2 и Et3Al в мягких условиях приводит к образованию
циклопропилсодержащих ненасыщенных аминов 22a-d с высоким выходом (Схема 18).
В случае N,N-диметил-N-(2-гептинил)амина, при замене Et3Al на i-Bu3Al выход
продукта реакции снижается до 45% вследствие неполной конверсии исходного ацетилена
и образования побочных продуктов. В присутствии Me3Al реакция N,N-диметил-N-(2гептинил)амина с CH2I2 не приводила к образованию 22a.
23
Схема 18.
NMe2
R
CH2I2 (6 экв.)
Et3Al (6 экв.)
R
CH2Cl2, rt, 5 ч
NMe2
22a (79%)
22b (83%)
22с (89%)
22d (81%)
R= n-С4H9 (a), n-C6H13 (b), Ph (c), n-C5H11 (d)
При увеличении продолжительности реакции до 4 дней при комнатной температуре
происходит накопление продукта циклопропанирования ненасыщенной связи в
соединении 22. В случае N,N-диметил-N-(3-фенил-2-пропинил)амина проходит
селективное образование дициклопропана 23с с выходом 76% (Схема 19).
Схема 19.
R
NMe2
CH2I2 (6 экв.)
Et3Al (6 экв.)
CH2Cl2, rt, 4 дня
R
NMe2 23a (48%), 23b (41%),
23с (76%), 23d (49%)
R = n-C6H13 (a), n-C4H9 (b), Ph (c), n-C8H17 (d)
Добавление двух эквивалентов Et3Al и CH2I2 к реакционной массе через 24 часа
после начала реакции не способствовало ускорению образованию дициклопропанов.
Алкилзамещенные пропаргиламины превращаются в дициклопропановые соединения
23a,b,d с выходом 40-50%. Такой низкий выход обусловлен неселективным прохождением
реакции с побочным образованием неидентифицированного изомерного по составу
продукта (согласно хроматомасс-спектрометрии) в количестве 30-40%, выделение которых
в индивидуальном виде затруднено вследствие близкого значения R f изомеров. Более
эффективный метод получения дициклопропановых производных 23 заключается в
выделении моноциклопропилсодержащего ненасыщенного амина 22 с последующим
вовлечением его в реакцию циклопропанирования с помощью CH2I2 и Et3Al. То
обстоятельство, что пропаргиламины, в отличие от алкинилфосфинов, в условиях реакции
не образуют четвертичные соли, связано, по-видимому, с большей основностью аминов по
сравнению с фосфинами. Известно, что Me3N является более сильным основанием, чем
Me3P по отношению Et3Al, и образует более прочные алюминийорганические комплексы,
что согласуется с теорией ЖМКО Пирсона.
Таким образом, в отличие от пропаргиловых спиртов, замещенные пропаргиламины
реагируют с CH2I2 и Et3Al без элиминирования аминогруппы, что может быть связано с
меньшей электроотрицательностью атома азота по сравнению с атомом кислорода.
2.9. Реакция 1,4-енинов с CH2I2 и триалкилаланами
Полученные выше результаты подтверждают ранее выдвинутое предположение о
возможности синтеза бициклических соединений из функционально-замещенных
ацетиленов путем их взаимодействия с CH2I2 и триалкилаланами. В случае пропаргиловых
спиртов и пропаргиламинов дициклопропановые соединения формировались при
циклопропанировании двойной связи в промежуточно образующихся замещенных
алкенил- и аллилциклопропанах. Можно предположить, что введение олефиновой
функции в молекулу ацетилена также приведет к получению дициклопропановых
24
соединений в изучаемой реакции. То есть при взаимодействии алифатических
алкенилацетиленов с CH2I2 и R3Al будут формироваться замещенные бис-циклопропаны, а
из замещенных аллилацетиленов получаться (циклопропилметил)циклопропаны. С целью
разработки новых методов получения дициклопропановых соединений было изучено
взаимодействие замещенных алкенил- и аллилацетиленов с CH2I2 и триалкилаланами.
Предварительными экспериментами установили, что замещенные винилацетилены
(2-метилокт-1-ен-3-ин, 1-этинилциклогексен) при взаимодействии с 4 эквивалентами CH2I2
и 6 эквивалентами Et3Al при комнатной температуре через 30 часов превращаются в
сложную смесь олигомерных углеводородов, идентификация которых была затруднена.
Данное соотношение реагентов было идентично использованному ранее в реакции с алкили фенилзамещѐнными ацетиленами. Несмотря на полную конверсию исходных
винилацетиленов, анализ реакционной массы методом ЯМР 13С и 1H показал отсутствие в
ней циклопропановых соединений. Замещенные 1,3-диины (дека-4,6-диин, гексадека-7,9диин) и 1,3-диены (изопрен, 1,4-транс,транс-дифенилбутадиен) в аналогичных условиях
проявили инертность в исследуемой реакции. Данный факт можно объяснить снижением
нуклеофильности кратной связи вследствие сопряжения. Однако аллилзамещенные
ацетилены (1-нонен-4-ин, 1-децен-4-ин), в отличие от 1,3-енинов и 1,3-диинов,
реагировали с CH2I2 и Et3Al в вышеуказанных условиях с образованием после дейтеролиза
монодейтеросодержащих (согласно хроматомасс-спектрометрии) углеводородов с
составом С15Н27D и С16Н29D соответственно. На основании предложенной ранее схемы
превращения алкил- и фенилзамещенных ацетиленов в три- и тетразамещенные
циклопропаны можно предположить, что в условиях реакции образуется
дициклопропановые соединения 24a,b и/или 24’a,b, содержащие моно- и тетразамещенный
циклопропановые фрагменты (Схема 20).
Схема 20
R
CH2I2 (4 экв.)
Et3Al (6 экв.)
CH2Cl2, rt, 30 ч
a: R= n-C4H9
b: R= n-C5H11
R
R
R
+
Et
AlEt2
R
D2O
+
Et
Et
Et2 Al
Et
D
24a,b
1:1
D
24'a,b
24a+24'a 83%
24b+24'b 77%
Стереоселективный характер превращения алкилаллилацетиленов в изучаемой
реакции указывает на значительное различие в стерических объемах заместителей при
тройной связи. На основании этого можно предположить, что алкилаллилацетилены
первоначально превращаются в алкил(циклопропилметил)ацетилены. Для подтверждения
этого предположения была изучена зависимость состава продуктов реакции от времени.
Было установлено, что первоначально проходит циклопропанирование двойной связи в
исходном 1,4-енине с образованием (циклопропилметил)ацетиленов 25a-c, что
свидетельствует о большей нуклеофильности двойной связи по сравнению с тройной в
реакции с карбеноидом алюминия. При использовании 2 мольных эквивалентов CH2I2 и
Et3Al селективно получены (циклопропилметил)ацетиленов 25a-e с выходами 43-58%.
25
Через 6 часов после начала реакции в реакционной массе наряду с непрореагировавшим
алкилаллилацетиленом обнаруживали также тетразамещенные циклопропаны 24 и 24’ в
количестве 7-9% (по данным ГЖХ). Еще большую активность в изучаемой реакции
проявили металлилзамещенные ацетилены (время полупревращения 2-метил-1-нонен-4ина было примерно в 2 раза меньше, чем таковое для 1-нонен-4-ина), что соответствует
изменению нуклеофильности двойной связи и согласуется с представлениями об
электрофильной природе карбеноида алюминия (схема 21).
Схема 21
CH2I2 (2 экв.)
Et3Al (2 экв.)
R
CH2Cl2, rt
6 ч (R=allyl)
3 ч (R=metallyl)
R'
a: R= n-C4H9; R'= H
b: R= n-C5H11; R'= H
c: R= n-C4H9; R'= Me
d: R= Ph; R'= H
e: R= Ph; R'= Me
R'
R
25a-e
45%
43%
49%
51%
58%
Дальнейшее взаимодействие (циклопропилметил)ацетиленов с CH2I2 и Et3Al,
приводящее к получению дициклопропановых соединений 24 идет по схеме, аналогичной
той, что была предложена ранее для реакции с алкил- и фенилзамещенными ацетиленами.
Таким образом, нами было исследовано взаимодействие 1,3-енинов, 1,3-диинов, 1,4енинов с CH2I2 и Et3Al и установлено, что только 1,4-енины превращаются в условиях
реакции в циклопропановые соединения.
2.10. Циклопропанировании алленов с помощью CH2I2 и Et3Al
В продолжение исследования реакционной способности карбеноидов алюминия по
отношению к ненасыщенным соединениям, содержащим две кратные связи, а также с
целью разработки новых методов синтеза полициклопропановых соединений, была
изучена реакция 1,2- и 1,3-диенов с CH2I2 и триалкилаланами. Особый интерес
представляла реакция карбеноидов алюминия с алленами, поскольку последние содержат
как sp2-, так sp-гибридизованные атомы углерода. Как показано выше, формирование
циклопропанового фрагмента в изучаемой реакции в случае двойной и тройной связи
проходит различным образом. Двойная углерод-углеродная связь подвергается
циклопропанированию в ходе одностадийного переноса метилена от карбеноида
алюминия, а ацетиленовые соединения претерпевают многостадийное превращение,
приводящее к получению замещенных циклопропанов. Поэтому оставалось неясным,
каким образом будут реагировать аллены с CH2I2 и триалкилаланами.
Схема 22.
H
C
R
CH2I2 (3 экв.)
Et3Al (3 экв.)
CH2Cl2, rt, 8 ч
H
a: R= n-C6H13 (82%)
b: R= PhCH2 (85%)
c: R= Ph
(73%)
R
26a-c
Выяснилось, что монозамещенные аллены (н-гексилаллен, бензилаллен,
фенилаллен) при взаимодействии с 3 мольными эквивалентами CH2I2 и Et3Al в растворе
дихлорметана при комнатной температуре в течение 8 часов давали замещенные
спиропентаны 26a-c с высокими выходами (Схема 22).
26
Аналогично
проходило
циклопропанирование
1,2-циклононадиена,
1,2циклотридекадиена (Схема 23). В случае 1,2-циклононадиена при использовании
эквимольного соотношения реагентов с высоким выходом селективно получался продукт
моноциклопропанирования - бицикло[7.1.0]дец-1-ен 27a, что связано, по-видимому, со
стерическими затруднениями, возникающими при вторичном циклопропанировании.
Взаимодействие 1,2-циклононадиена с 3 мольными эквивалентами CH2I2 и Et3Al
приводило к образованию трицикло[8.1.0.01,3]ундекана 28a с R*R* конфигурацией
хиральных центров, вследствие чего две циклопропильные метиленовые группы являются
магнитно-эквивалентными в спектре ЯМР.
Схема 23.
CH2I2 (1 экв.)
Et3Al (1 экв.)
CH2Cl2, rt, 8 ч
( )n
C
CH2I2 (3 экв.)
Et3Al (3 экв.)
CH2Cl2, rt, 12 ч
( )n
( )n
28a 95% (n=1)
28b 92% (n=4)
27a 88% (n=1)
Из конформационного анализа соединения 27a методом молекулярной механики
следует, что 92% общей заселенности приходится на два основных конформера, которые
при атаке карбеноида по наименее стерически загруженной плоскости двойной связи
превращаются в 28a с R*R* конфигурацией хиральных центров. В отличие от 1,2циклононадиена,
циклопропанирование
1,2-циклотридекадиена
эквимольными
количествами CH2I2 и Et3Al проходило неселективно с преимущественным образованием
продукта двойного циклопропанирования 28b. Взаимодействие 1,2-циклотридекадиена с 3
эквивалентами CH2I2 и Et3Al дает с высоким выходом исключительно трициклический
углеводород 28b.
Неожиданный результат был получен при взаимодействии -метилфенилаллена с 3
эквивалентами CH2I2 и Et3Al в растворе CH2Cl2 при комнатной температуре. Проведение
реакции в течение 8 часов приводило к образованию 1’-метилспиро(циклопропан-1,2’индана) 29 с выходом 83% (Схема 24).
Схема 24.
CH2I2 (3 экв.)
Et3Al (3 экв.)
83%
CH2Cl2, rt, 8 ч
Me
29
Me
Были предложены два возможных пути формирования 1’-метилспиро(циклопропан1,2’-индана) 29 из -метилфенилаллена, которые включают стадию карбоалюминирования
карбеноидом алюминия либо алленовой, либо олефиновой кратной связи, что отличается
от традиционного представления о механизме циклопропанирования олефинов и алленов
карбеноидами металлов.
27
До настоящего исследования был известен единичный пример двойного
циклопропанирования 3,4-пентадиен-1-ола с помощью Me3Al – CH2I2.10 В работе [10] была
показана предпочтительность использования карбеноида алюминия, полученного из Me3Al
и CH2I2. Более того, согласно [10], использование Et3Al и i-Bu3Al приводило к быстрому
разложению образующегося in situ карбеноида. Напротив, в настоящей работе обнаружено,
что в случае алкил- и фенилзамещенных, а также циклических алленов, продукты
циклопропанирования образуются с высокими выходами лишь при использовании в
качестве триалкилаланов Et3Al и i-Bu3Al, в то время как с CH2I2 и Me3Al реакция
проходила медленно. Ранее аналогичное поведение наблюдалось в случае пропаргиловых
спиртов и объяснялось склонностью Me3Al к образованию более прочных комплексов.
Кроме того, необходимо подчеркнуть важность порядка загрузки реагентов в процедуре
циклопропанирования алленов. Так, в работе [10] к раствору CH2I2 и 3,4-пентадиен-1-ола
медленно добавляли Me3Al. Однако медленное добавление R3Al к раствору CH2I2, может
привести к образованию соединений типа RAl(CH2I)2 и Al(CH2I)3, обладающих большей
электрофильностью и являющихся более сильными кислотами Льюиса, что может
способствовать побочной реакции олигомеризации аллена. Особенно это актуально для
Et3Al и i-Bu3Al, реагирующих с CH2I2 с гораздо большей скоростью по сравнению с Me3Al.
Необходимо отметить ряд специфических особенностей применения карбеноида
алюминия в качестве циклопропанирующего агента и его преимущества над
традиционными реагентами в получении спиропентанов и метиленциклопропанов из
алкил- и фенилзамещенных алленов, а также из циклических алленов. Так, в отличие от
карбеноида цинка,11 карбеноиды алюминия реагируют с образованием замещенных
спиропентанов не только с алкилзамещенными алленами, но и с фенилалленом. В то же
время, при взаимодействии фенилаллена с CH2N2/Pd(acac)2 образуется лишь продукт
моноциклопропанирования – бензилиденциклопропан с выходом 49%.12 Аналогично, в
реакции 1,2-циклононадиена с CH2N2 в присутствии палладиевого катализатора
циклопропанированию подвергалась только одна двойная связь алленового углеводорода с
образованием 27a с выходом 85%.12 Повторная обработка 27a с помощью CH2N2/Pd(acac)2
приводила к получению дициклопропанового производного 28a с выходом не более 15%.
Как было показано выше, в реакции 1,2-циклононадиена с карбеноидом алюминия выход
28a составляет 95% в одну стадию. Таким образом, карбеноиды алюминия могут оказаться
полезными реагентами для циклопропанирования алленов.
Итак, в результате исследования взаимодействия моно- и дизамещенных
ацетиленов, в том числе функционально-замещенных, с CH2I2 и триалкилаланами, были
разработаны новые методы превращения ацетиленов и алленов в соединения
циклопропанового и полициклопропанового ряда.
10
Russo J.M., Price W.A. Mild efficient trimethylaluminum-mediated cyclopropanations. An innovative synthesis of the new
dehydrogenase inhibitor spiropentaneacetic acid // J. Org. Chem. 1993. Vol. 58, № 13. P. 3589–3590.
11
Rahman W., Kuivila H.G. Synthesis of some alkylidenecyclopropanes from allenes // J. Org. Chem. 1966. Vol. 31, № 3. P.
772–776.
12
Зефиров Н.С., Лукин К.А., Тимофеева А.Ю. Циклопропанирование алленов диазометаном в присутствии
соединений палладия (II) // Журнал орг. химии. 1987. Vol. 23, № 12. P. 2545–2548.
28
2.11. Алюминациклопент-2-ены в синтезе циклопропановых соединений
Выше был рассмотрен новый поход к синтезу замещенных циклопропанов и
полициклопропанов, заключающийся во взаимодействии ацетиленовых и алленовых
соединений с карбеноидами алюминия, в процессе которого проходило формирование
циклопропанового кольца в результате метиленирования двойной связи с последующей в
случае ацетиленов 2-циклопропилэтильной перегруппировкой. Близким аналогом
последней является циклизация гомоаллильных металлоорганических соединений,
известная как циклопропилметил-гомоаллильная перегруппировка.
Наиболее
простым
и
эффективным
способом
гомоаллильные
алюминийорганические соединения могут быть получены из ацетиленов под действием
Et3Al в присутствии каталитических количеств Cp2ZrCl2.13 Однако, образующиеся при этом
алюминациклопент-2-ены
перегруппировки
не
претерпевают.
Селективная
2
функционализация алюминациклопент-2-енов по Al-C(sp ) связи может дать
гомоаллильные производные, способные превращаться в замещенные циклопропаны
(Схема 25).
Схема 25.
R
R
R
Et3Al
R
Et3Al (3 экв.)
Cp2ZrCl2 (0.1 экв.)
гексан
rt, 18 ч
Et2 Al
R
AlEt2
R
Al
R
R
R'X
Et(X)Al
R
R'
Et(X)Al
R
R'
Квантовохимическое
моделирование
реакции
циклизации
замещенных
гомоаллильных алюминийорганических соединений полуэмпирическим методом PM3
показывает, что большую роль играет характер замещения двойной связи (Схема 26).
Схема 26.
Me
Me
Me
R
AlMe2
R
Me
Al
Me
R
Me
Me
Al
Me
Me
Me
R
G≠, 298, ккал/моль
H
Me
CF3
Ph
Cl
32.9
37.3
44.0
45.0
60.55
В зависимости от заместителя R, энергия активации реакции повышается в ряду
H<Me<CF3<Ph<Cl. Таким образом, наиболее легко циклизация будет проходить в случае
гомоаллильных алюминийорганических соединений, полученных при алкилировании и
гидролизе алюминациклопент-2-енов по Al-C(sp2) связи.
Поскольку примеры селективного гидролиза алюминийорганических соединений
отсутствуют, то основное внимание было уделено разработке методов селективного
алкилирования алюминациклопент-2-енов с целью их последующего превращения в
13
Dzhemilev U.M., Ibragimov A.G., Zolotarev A.P. Synthesis of 1-Ethyl-cis-2,3-dialkyl(aryl)aluminacyclopent-2-enes. A
Novel Class of Five-membered Organoaluminium Compounds // Mendeleev Commun. 1992. Vol. 2. P. 135–136.
29
замещенные циклопропаны. Предварительные эксперименты по взаимодействию
алюминациклопент-2-енов, полученных циклоалюминированием децина-5 и октина-4, с
такими алкилирующими агентами, как MeI, MeOTs и Me2SO4 показали, что MeI не
реагирует с данными алюминийорганическими соединениями, а взаимодействие с MeOTs
или Me2SO4 приводит к образованию замещенных циклопропанов с высоким выходом (8089 %) (Схема 27). Реакция проходила при комнатной температуре за 12 ч. Природа
использованных растворителей (тетрагидрофуран, гексан, циклогексан, бензол, толуол,
диэтиловый эфир) существенно не влияла на выход циклопропана, однако при получении
алюминациклопент-2-енов в качестве растворителей необходимо использовать
алифатические (гексан, циклогексан) или ароматические (бензол, толуол) углеводороды.
Оптимальное соотношение алюминациклопент-2-ена и Me2SO4 составляло 1:3. При
использовании меньшего количества Me2SO4 или при меньшей продолжительности
реакции в продуктах гидролиза реакционной смеси наряду с 1,1-замещенным
циклопропаном 30b был обнаружен (Z)-5-этил-6-метил-5-децен 31b в количестве ~50 %
(по децину-5). При использовании Et2SO4 или EtOTs в качестве алкилирующего агента и
децина-5 как ацетилена, относительно низкий выход 1,1-дизамещенного циклопропана 30с
обусловлен образованием побочного продукта реакции в количестве 25%,
идентифицированного после гидролиза реакционной смеси как (Z)-5,6-диэтилдецен. При
дальнейшем увеличении размера алкильного заместителя в алкилтозилате, в результате
реакции с алюминациклопент-2-еном получись только продукты кросс-сочетания 31d,e. Не
увенчалась успехом попытка осуществить реакцию между алюминациклопент-2-еном,
полученным циклоалюминированием децина-5, и фенилтозилатом.
Схема 27.
R
R
R
Et3Al (3 экв.)
Cp2ZrCl2 (0.1 экв.)
гексан, 23 oC, 18 ч
1) R'OSO2Me
или R'2SO4
(3 экв.)
R
R
гексан, 23 oC.
8ч
Al
2) H2O
R
R'
R
R'
30a-c
a: R= n-Pr ; R’=Me
b: R= n-Bu; R’=Me;
c: R= n-Bu; R’=Et;
d: R= n-Bu; R’=n-Bu;
e: R= n-Bu; R’=n-Hept;
f: R= n-Bu; R’=Ph;
(MeOTs)
(Me2SO4)
(MeOTs)
(EtOTs)
(Et2SO4)
(n-BuOTs)
(n-HeptOTs)
(PhOTs)
85 %
89 %
80 %
65 %
58%
-
+
R
R'
31c-e
0%
0%
0%
25 %
21 %
77 %
61%
-
Для подтверждения предложенной схемы реакции (Схема 28) было проведено ЯМРисследование, в ходе которого фиксировались изменения во времени спектра поглощения
ЯМР 13С реакционной смеси, состоящей из эквимольных количеств Me2SO4, 1-этил-2,3дибутилалюминациклопент-2-ена и Et2O.
30
Схема 28.
Bu
Bu
Bu
Bu
+
Me2SO4
Al
Bu
Al(Et)OSO3 Me
Me
Bu
Me
B
A
Bu
Me2SO4
+
Al(Et)OSO3 Me
Al(Et)(OSO3Me)2
Me
Bu
Me
30b
Роль Et2O сводится к образованию с алюминациклопент-2-еном устойчивого
эфирата, что приводит к замедлению процессов межлигандного обмена с участием
алюминийорганического соединения и более четкому проявлению их резонансных
линий.14 Зафиксировано практически полное исчезновение через 1 ч алюминациклопент-2ена и появление набора сигналов, соответствующих соединению A. В течение 5 ч
наблюдался медленный процесс перегруппировки замещенного гомоаллильного
алюминийорганического соединения A в 1,1-диалкилзамещенный циклопропан 30.
Необходимо отметить полное отсутствие в спектре ЯМР 13С реакционной смеси сигналов
интермедиата B. Таким образом, лимитирующей стадией процесса является
перегруппировка соединения A в B.
При циклоалюминировании октина-2 и децина-4 образуется региоизомерная смесь
алюминациклопент-2-енов в соотношении ~ 1:1, взаимодействие которых с Me2SO4
приводит к получению региоизомерных 1,1-диалкизамещенных циклопропанов 32a,b и
33a,b в том же соотношении (Схема 29).
Схема 29.
R2
R
R1
R2
2
R
Et3Al (3 экв.)
Cp2ZrCl2 (0.1 экв)
гексан, 23
8-18 ч
a: R1=n-Am; R2=Me
b: R1=n-Am; R2=Pr
c: R1=Ph; R2=Me
d: R1=Ph; R2=n-Pr
oC,
Al
Et
R1
+
Al
Et
Me2SO4 (3 экв.)
гексан, 23 oC
8ч
1
R1
+
R
Me
1
Me
Me
32a,b
R2
D2O
R2
Me
33a,b
R2
R1
+
D
D
34a-d
R1
D
D
R2
35a-d
Фенилзамещенные ацетилены проявили меньшую реакционную способность в
реакции циклоалюминирования, чем их алкильные аналоги. В то же время наличие
фенильного заместителя при тройной связи способствует более региоселективному
прохождению реакции с преимущественным образованием после гидролиза региоизомера
34, с фенильной группой, расположенной при -атоме углерода относительно атома
алюминия. Для реакций карбометаллирования ацетиленов характерно четырехцентровое
переходное состояние, где атом металла координируется с атомом углерода тройной связи,
обладающим наибольшей -электронной плотностью. Тройная связь в фенилзамещенных
14
Муслухов P.P., Рамазанов И.P. и др. Спектры ЯМР 13С и электронная структура алкенилаланов //Известия АН.
Серия хим., 1997, № 12, С.2194.
31
ацетиленах более поляризована, чем в случае алкилзамещенных ацетиленов, причем
наибольшая электронная плотность локализована на атоме углерода тройной связи при
фенильном заместителе. Характер поляризации соответствует экспериментально
наблюдаемой региохимии реакции циклоалюминирования и объясняет преимущественное
образование в случае фенилзамещенных ацетиленов региоизомера 34. Таким образом,
региоселективность циклоалюминирования ацетиленов определяется в основном
электронными факторами. В случае метилфенилацетилена, большая разница в размерах
фенильного и метильного заместителей приводит к возрастанию роли стерических
факторов и к увеличению доли региоизомера 35. Снижение скорости превращения
фенилзамещенных ацетиленов главным образом связано со стерическими факторами,
возникающие при сближении цирконоценового фрагмента и объемного фенильного
заместителя.
К
сожалению,
алюминациклопент-2-ены,
полученные
из
фенилметилацетилена и фенилпропилацетилена оказались неактивны в реакции с
алкиловыми эфирами сульфоновых кислот (Me2SO4, MeOTs). Превращению не
способствовало также нагревание реакционной смеси при 50 oC в течение 6 часов, а также
использование 3 мольных % CuCl.
Таким образом, алюминациклопент-2-ены, полученные из диалкилзамещенных
ацетиленов, под действием алкиловых эфиров сульфоновых кислот превращаются в 1,1диалкилзамещенные циклопропаны.
2.12. Реакционная способность олефинов и ацетиленов
в реакции циклоалюминирования
До проведения настоящего исследования в химической литературе отсутствовали
сведения о поведении в реакции циклоалюминирования функционально-замещенных
ацетиленов. В то же время, функционализация алюминациклопент-2-енов с помощью
алкильных производных сульфоновых кислот может привести к получению
функционально-замещенных циклопропанов. Разработанная Янгом и Парром на основе
теории DFT концепция глобального индекса электрофильности является полезным
инструментом для предварительной оценки реакционной способности субстратов. В
случае изучаемой реакции необходимо было оценить степень нуклеофильности ряда
ненасыщенных соединений, содержащих тройную связь, в том числе функциональнозамещенных. Кроме того, было интересно сопоставить реакционную способность
ацетиленовых и олефиновых соединений. Вычисленные методом RHF/6-31G(d,p) значения
глобального индекса нуклеофильности 1/ ацетиленов уменьшались в ряду октин-4 (9,22)
> октин-1 (7,01) > бутил(триметилсилил)ацетилен (4,75) > фенилацетилен (3,03). Для
олефинов значения глобального индекса нуклеофильности уменьшались в ряду норборнен
(6,95) > октен-1 (5,94) > аллилбензол (4,51) > cтирол (4,30) > триметилвинилсилан (3,59).
Для установления корреляции между вычисленными значениями глобального индекса
нуклеофильности и экспериментально наблюдаемой реакционной способностью ряда
ацетиленов и олефинов было проведено сравнительное кинетическое исследование.
Первоначально оценивали время полупревращения октена-1 и октина-4 в условиях
реакции циклоалюминирования ([октин-4 или октен-1]=0.4 M, [Et3Al]=1.2 M,
32
[Cp2ZrCl2]=0.02 M, гексан, 25 oC). При температуре 25 оС кинетическая кривая изменения
концентрации исходного ненасыщенного соединения (октен-1, октин-4) имела область
индукционного периода, который длился порядка 2-3 часов. В вышеуказанных условиях
для конверсии 95% октина-4 и октена-1 требовалось не менее 5 часов. Следует отметить
сильную зависимость скорости превращения октена-1 и октина-4 от температуры
проведения реакции. Так, при 0 оС концентрация исходного октина-4 практически не
менялась и через 24 часа после начала реакции. Для завершения реакции при 20 oC в
случае октина-4 требовалось не менее суток. Наличие значительного индукционного
периода не позволяло оценивать относительную реакционную способность октина-4 и
октена-1 в условиях реакции циклоалюминирования по времени их полупревращения.
Длительность
индукционного
периода
каталитической
реакции
связана
с
продолжительностью установления стационарной концентрации интермедиатов,
участвующих в каталитическом цикле. Повышение температуры может ускорить данный
процесс и уменьшить продолжительность индукционного периода. Действительно, при
увеличении температуры до 40 oC при описанном выше соотношении реагентов ([октин-4
или октен-1]=0.4 M, [Et3Al]=1.2 M, [Cp2ZrCl2]=0.02 M) реакция значительно ускоряется, а
область индукционного периода становится несущественной для исследования
относительной реакционной способности олефинов и ацетиленов методом
полупревращений. Следует отметить, что изменение характера кинетической кривой в
реакции с октином-4 происходит в интервале температур 30-40 оС, а для октена-1 – 25-30
о
С, что может быть связано с различной природой интермедиатов этих превращений. С
другой стороны, в соответствии с законом действующих масс, скорость превращения
ненасыщенного соединения можно ускорить за счет увеличения концентрации реагентов.
Однако использование пятикратного избытка Et3Al по отношению к октину-4 при
комнатной температуре (22 oС) не приводило к заметному уменьшения индукционного
периода реакции. В то же время при повышенной температуре (40 oC) при рационально
обоснованном эквимольном соотношении октина-4 и Et3Al реакция проходила за один час
с конверсией ацетилена >95%. Поскольку реакция циклоалюминирования сопровождается
образованием побочных продуктов, было изучено влияние температуры и соотношения
реагентов на хемоселективность превращения.
Известно, что в ходе каталитического циклоалюминирования дизамещенных
ацетиленов наряду с алюминациклопентенами 36 образуются также продукты
карбоалюминирования 37, гидроалюминирования 38 и циклической димеризации 39
(Схема 30).15
При использовании эквимольных количеств децина-5 и Et3Al при 40 оС сокращается
продолжительность реакции, заметно возрастает селективность реакции по
алюминациклопент-2-ену и уменьшается доля побочных продуктов. Увеличение доли
продукта гидроалюминирования децина-5 при использовании 3 эквивалентов Et3Al можно
связать с наличием примеси гидрида алюминия Et2AlH в Et3Al в количестве ~5%
(оценивалось по спектру ЯМР 1Н коммерческого образца Et3Al).
15
Negishi E. -i. et al. Multiple Mechanistic Pathways for Zirconium-Catalyzed Carboalumination of Alkynes. Requirements
for Cyclic Carbometalation Processes Involving C−H Activation // J. Am. Chem. Soc. 1996. Vol. 118. P. 9577 – 9588.
33
Схема 30.
Bu
Bu
Bu
Et3Al (1 экв.)
Cp2ZrCl2 (10 мол. %)
гексан, 40 оС
2ч
AlEt
+
Bu
Bu
+
AlEt2
AlEt2
Bu
Bu
36
+
Bu
Bu
Bu
37
Bu
38
39
D2O
Bu
D
D
Bu
+
D
Bu
Bu
D
Bu
+
D
+
Bu
Bu
74%
Bu
Al
Et
Bu
-
D
Bu
12%
14%
Bu
Аналогичное исследование было проведено и для октена-1. Согласно16,
катализируемое Cp2ZrCl2 взаимодействие α-олефинов с Et3Al проходит с
преимущественным образованием алюминациклопентанов 40, однако в реакционной массе
обнаруживали также продукты карбоалюминирования 41, гидроалюминирования 43 и
метиленалканы 42 (Схема 31).17 Установлено, что при проведении реакции при 40 оС и
эквимольном соотношении октена-1 и Et3Al, помимо сокращения время проведения
реакции, хемоселективность превращения по алюминациклопентану несколько
увеличивается по сравнению со стандартными условиями проведения реакции
([1-октен]:[Et3Al]=1:3, 23 oC).
Схема 31.
Et3Al (1 экв.)
Cp2ZrCl2 (10 мол. %)
AlEt
Hex
гексан, 40
2ч
оС
+
Hex
40
41
D
Hex
AlEt2
Hex
D
78%
+
D
Hex
-
Hex
D2O
AlEt2
+ Hex
+
42
+
43
+
D
Hex
Hex
-
22%
Таким образом, проведение реакции циклоалюминирования при повышенной
температуре (40 oC) и эквимольном соотношении непредельного соединения и Et3Al
улучшает
хемоселективность
образования
алюминациклопентанов
и
алюминациклопентенов, а также значительно сокращает ее продолжительность.
C целью количественной оценки влияния природы заместителя при кратной связи на
реакционную
способность
олефина
или
ацетилена
в
условиях
реакции
циклоалюминирования, изучалась кинетика превращения ряда ненасыщенных соединений
при постоянной температуре 40 оС. Было установлено, что реакционная способность
Джемилев У.М. et al. Региоселективный синтез -замещенных алюмациклопентанов циклометаллированием олефинов с помощью Et3Al в присутствии Cp2ZrCl2 // Изв.АН, Сер.хим. 1990. № 12. P. 2831–2841.
17
Parfenova L.V. et al. On Study of Chemoselectivity of Reaction of Trialkylalanes with Alkenes, Catalyzed with Zr πComplexes // J. Organomet. Chem. 2009. Vol. 694, № 23. P. 3725–3731.
16
34
олефинов в условиях реакции циклоалюминирования падает в ряду: октен-1 > аллилбензол
≈ стирол > норборнен > триметилвинилсилан, а для ацетиленов – в ряду: октин-1 >
фенилацетилен > октин-4 > бутил(триметилсилил)ацетилен . Порядок изменения значений
глобального индекса нуклеофильности ряда олефинов и ацетиленов качественно
правильно описывает порядок их относительной реакционной способности в условиях
реакции циклоалюминирования с учетом степени замещенности кратной связи. Таким
образом, вычисление глобального индекса нуклеофильности может быть полезным
подходом для оценки реакционной способности структурно подобных молекул.
Теоретические вычисления значений глобального индекса нуклеофильности ряда
олефиновых и ацетиленовых соединений показывают, что реакционная способность
эфиров
пропаргиловых
и
гомопропаргиловых
спиртов,
алкилзамещенных
пропаргиламинов должна быть не ниже, чем у алкинилсиланов, которые удалось вовлечь в
реакцию циклоалюминирования. Из аналогичных вычислений, можно предположить, что
виниловые и аллиловые эфиры, а также винил- и аллиламины более реакционноспособны,
чем винилсиланы в реакции циклоалюминирования.
По-видимому, не существует принципиальных препятствий для участия в реакции
циклоалюминирования функционально-замещенных ненасыщенных соединений. Однако
следует учесть влияние Et3Al на ненасыщенный субстрат, взаимодействие с которым может
привести к побочной реакции карбоалюминирования или расщепления связи углеродгетероатом. Кроме того, Et3Al как кислота Льюиса будет образовывать комплексы с
функционально-замещенными олефинами и ацетиленами, существенно изменяя характер
поляризации кратной связи и электронную плотность на sp2- или sp-гибридизованных атомах
углерода. Таким образом, необходимо экспериментальное изучение катализируемого Cp2ZrCl2
взаимодействия функционально-замещенных ацетиленов с триэтилалюминием с целью
разработки новых методов синтеза циклических алюминийорганических соединений, а также
функционально-замещенных циклопропанов.
2.13. Катализируемое Cp2ZrCl2 циклоалюминирование пропаргиловых спиртов
Учитывая доступность и практическую важность замещенных пропаргиловых
спиртов, в первую очередь, было исследовано их взаимодействие с Et3Al в присутствии
каталитических количеств Cp2ZrCl2. Предварительные эксперименты показали, что в ранее
описанных
условиях,
используемых
для
проведения
циклоалюминирования
о
диалкилзамещенных ацетиленов (23 С, 10 мол. % Cp2ZrCl2, мольное соотношение
[ацетилен]:[Et3Al]=1:3), пропаргиловые спирты в реакцию практически не вовлекаются.
Конверсия 2-гептинола при его взаимодействии с Et3Al при мольном соотношении
реагентов 1:3 в гексане в присутствии 10 мол. % Cp2ZrCl2 при комнатной температуре
через 24 часа не превышала 5%. Однако повышение температуры проведения реакции до
40 оС и увеличение концентрации катализатора до 20 мол. % ускорило скорость
превращения замещѐнного пропаргилового спирта. Следует отметить значительную роль
температуры проведения реакции, поскольку при 40 oC конверсия 2-гептинола через 18
часов при использовании даже 10 мол. % катализатора составляла 33% . В присутствии 20
мол. % катализатора и при проведении реакции при 40 oC исходный 2-гептинол
35
превращался на 96% за 18 часов с получением после дейтеролиза реакционной массы (3Z)1,4-дидейтеро-3-(дейтероксиметил)окт-3-ена (44a) с выходом 37%. Низкий выход продукта
циклоалюминирования 2-гептинола обусловлен побочным образованием сложной смеси
неидентифицированных углеводородов состава C18H30D2 (согласно данным хроматомассспектрометрии). Аналогично проходит циклоалюминирование алкилзамещенных
пропаргиловых спиртов 2-нонинола и 2-ундецинола. (Схема 32).
Схема 32.
OAlEt2
Et3Al (3 или 5 экв.)
R
OH
Al
20 мол.% Cp2ZrCl2
гексан, 40 oС
18 ч
OD
D2O (H2O)
D(H)
R
Et
D(H)
Соединение
44a
44b (45b)
44c (45c)
(45d)
R=n-C4H9 (a), n-C6H13 (b), Ph (c), n-C8H17 (d)
R
Выход
37%
41%
60%
42%
Циклоалюминирование 3-фенил-2-пропинола дает хороший выход продукта
реакции лишь при использовании 5 мольных эквивалентов Et3Al по отношению к
пропаргиловому спирту. Необходимо отметить, что в случае 3-фенил-2-пропинола,
образование побочных продуктов не наблюдается.
Как уже отмечалось, относительно низкий выход продуктов циклоалюминирования
алкилзамещенных пропаргиловых спиртов объясняется нерегиоселективным характером
протекания
реакции.
Согласно
ранее
предложенному
механизму
реакции
18
циклоалюминирования , на одной из стадий происходит формирование региоизомерных
цирконациклопент-2-енов A и B (Схема 33), причем интермедиат B может претерпевать
внутримолекулярную перегруппировку с β-элиминированием Et2AlO группы и
образованием замещенного аллена.
Схема 33.
ClAlEt2
OAlEt2
Cp2Zr
R
Cp2Zr
OAlEt2
R
Et2AlCl
-Cp2Zr(Cl)Et
A
OAlEt2
Al
R
Et
AlEt2
Et
Et
Al
O
H
R
Cl
Cp2Zr
-Cp2Zr(Et)OAlEt2
R
C
H
Et(Cl)Al
B
Соединения с брутто-формулой C18H30D2, образующиеся в результате превращения
2-гептинола, являются, по-видимому, дейтеропроизводными продуктов димеризации
замещенного аллена, получающегося из интермедиата B. Наличие фенильного заместителя
18
Dzhemilev U.M., Ibragimov A.G. Regio- and stereoselective synthesis for a novel class of organoaluminium compounds
substituted aluminacyclopentanes and aluminacyclopentenes assisted by zirconium catalysts // J. Organomet. Chem. 1994. Vol.
466. P. 1–4.
36
при тройной связи способствует образованию преимущественно региоизомера A
вследствие агостического взаимодействия между атомом циркония и атомом водорода
фенильной группы, находящегося в орто-положении, вследствие чего образования
побочных продуктов не наблюдается. Рассматривая факторы, способствующие
стабилизации интермедиата A и дестабилизации структуры B можно отметить, что
введении заместителей в гидроксиметильную группу при ацетиленовой связи приведет к
возникновению стерических затруднений в интермедиате (взаимодействие с
циклопентадиенильными лигандами), а увеличение относительного количества Et3Al,
используемого в реакции может уменьшить долю интермедиата B вследствие разрушения
шестичленного межмолекулярного комплекса и увеличить долю интермедиата А за счет
его большей стабилизации. Действительно, катализируемое Cp2ZrCl2 взаимодействие 3октин-2-ола с 5 экв. Et3Al проходит стереоселективно с преимущественным образованием
после дейтеролиза региоизомера 46a (4:1) с выходом 80% за 18 часов (Схема 34).
Триплетный характер сигнала протона при двойной связи в спектре ЯМР 1Н 46a
свидетельствует о геминальном положении этильного фрагмента по отношению к 2гидроксиэтильному. Важным следствием замещения карбинольного атома углерода в
пропаргиловых спиртах является образование региоизомера 47a, свидетельствующее о
увеличении стабильности интермедиата B по отношению к β-элиминированию Et2AlO
группы. Циклоалюминирование 5-децин-4-ола также преимущественно проходило через
образование интермедиата A. В случае циклоалюминирования 1-фенил-2-гептин-1-ола
селективно образуется только одного региоизомер. Таким образом, введение заместителей
в гидроксиметильный фрагмент замещенного пропаргилового спирта приводит к
повышению регио- и хемоселективности реакции.
Схема 34.
R
R
OH
R= Me (a), n-Pr (b), Ph (c)
Et3Al (5 экв.)
OAlEt2
Al
Et
20 мол.% Cp2ZrCl2
гексан, 40 oС
18 ч
OAlEt2
+
Al
Et
R
H2O
R
OH
H
H
46a (80%)
46b (50%)
46c (88%)
+
R
H
H
OH
47a (20%)
47b (28%)
47c (0%)
Zr-катализируемое взаимодействие 4-фенил-3-бутин-2-ола с 5 эквивалентами Et3Al
проходит регио- и стереоселективно, давая с высоким выходом (80%) алюминациклопент2-ен с -расположенной по отношению к атому алюминия фенильной группой (Схема 35).
В этом случае региоселективность циклоалюминирования аналогична той, что
наблюдалась в реакции с 3-фенил-2-пропинолом.
Введение двух метильных групп в гидроксиметильный фрагмент замещенного
пропаргилового спирта приводит к существенному снижению реакционной способности
37
субстрата. В изучаемую реакцию не удалось вовлечь алкил- и фенилзамещенные
пропаргиловые спирты с диметилкарбинольным заместителем при тройной связи (2-мети4-фенил-3-бутин-2-ол, 2-метил-3-октин-2-ол). По-видимому, прохождению реакции
препятствуют значительные стерические затруднения, возникающие при образовании
комплекса ацетиленового соединения с цирконоцен-этиленовым интермедиатом.
Схема 35.
OAlEt2
Et3Al (5 экв.)
OH
20 мол.% Cp2ZrCl2
гексан, 40 oС
24 ч
OD
D2O
D
Al
Et
D
80%
Таким образом, Zr-катализируемое взаимодействие пропаргиловых спиртов с Et3Al,
в отличие от диалкилзамещенных ацетиленов, проходит при более высокой температуре
(40 оС) и при использовании большего количества катализатора Cp2ZrCl2 (20 мол.%).
Реакция с фенилзамещенными пропаргиловыми спиртами проходит регио- и
стереоселективно с хорошими выходами (60 – 88%). В случае алкилзамещенных
пропаргиловых спиртов преимущественно образуется один региоизомер. Реакция
чувствительна к влиянию стерических факторов.
Изучено также Zr-катализируемое взаимодействие с Et3Al ацетиленовых спиртов,
содержащих две или три метиленовые группы между кратной связью и гидроксильной
группой (3-бутинола, 4-пентинола), а также алкилзамещенных гомопропаргиловых
спиртов (3-октин-1-ола, 3-децин-1-ола, 3-гексадецин-1-ола) (Схема 36).
Схема 36.
OAlEt2
Et3Al (3 экв.)
R
n OH
R= H (a)
R=n-C4H9 (b)
R=n-C6H13 (c)
R=n-C12H25 (d)
R
n
10 мол.% Cp2ZrCl2
гексан, 40 oС
18 ч
+
R
Al
n
Al
Et
Et
OAlEt2
D2O
OD
R
n
+
48a+49a (74%), 48b+49b (61%),
48c+49c (83%), 48d+49d (80%),
50a+51a (78%)
D
D
R
D
n=1: 48a,b,c,d
n=2: 50a
D
n
49a,b,c,d
51a
OD
~1 : 1
В отличие от рассмотренных выше алкилзамещенных пропаргиловых спиртов с
гидроксиметильной группой, нежелательной перегруппировки с отщеплением Et2AlO
группы не происходит и образуется смесь региоизомеров в соотношении примерно 1:1,
давая после дейтеролиза олефины 48-51 с высоким выходом (61-83%). Реакционная
способность гомо- и бисгомопропаргиловых спиртов в изучаемой реакции оказалась выше,
38
чем у пропаргиловых спиртов, что позволило уменьшить количество используемого
катализатора до 10 мол. %.
Как и в случае фенилзамещенных пропаргиловых спиртов, циклоалюминирование 4фенил-3-бутинола приводит к селективному получению региоизомера с -расположенной
по отношению к атому алюминия фенильной группой. (Схема 37).
Циклоалюминирование 5-триметилсилил-4-пентинола в отличие от незамещенного
4-пентинола проходит с высокой степенью региоселективности, что можно объяснить
агостическим взаимодействием между атомом циркония и атомом водорода
триметилсилильной группы.
Схема 37.
OAlEt2
R
n
OH
n
Et3Al
[Cp2ZrCl2]
гексан, 40 oС
24 ч
Al
Et
R
OD(OH)
n
D2O (H2O)
D(H)
D(H)
R
52 (53): n=1, R=Ph (67% для 52)
54 (55): n=2, R=SiMe3 (75% для 54)
Таким образом, взаимодействие ацетиленовых спиртов с Et3Al в присутствии
каталитических количеств Cp2ZrCl2 приводит к получению соответствующих
алюминациклопент-2-енов. Циклоалюминирование алкилзамещенных ацетиленовых
спиртов (пропаргилового, гомопропагилового и бисгомопропаргилового) проходит
нерегиоселективно.
2.14. Циклоалюминирование пропаргиламинов
Продолжая исследование каталитического циклоалюминирования функциональнозамещенных ацетиленов, а также учитывая доступность и широкое использование
пропаргиламинов в синтетической практике, были исследованы закономерности
взаимодействия этих соединений с Et3Al в присутствии каталитических количеств
Cp2ZrCl2. Установлено, что N,N-диметилгепт-2-ин-1-амин реагирует с 2 эквивалентами
Et3Al в присутствии 20 мол. % Cp2ZrCl2 в среде гексана при 40 oC за 2 часа, давая после
дейтеролиза
(2Z)-2-дейтеро-3-(2-дейтероэтил)-N,N-диметилгепт-2-ен-1-амин
56a
с
выходом 83%. Аналогично проходило взаимодействие с N,N-диметилундец-2-ин-1-амином
и N,N-диметилнон-2-ин-1-амином (Схема 38).
Таким образом, в отличие от алкилзамещенных пропаргиловых спиртов,
циклоалюминирование алкилзамещенных пропаргиламинов проходит региоселективно с
высоким выходом без перегруппировки с отщеплением функциональной группы. Повидимому, это можно объяснить меньшей электроотрицательностью атома азота
относительно кислорода и потому большей стабильностью цирконийорганических
интермедиатов вследствие меньшей склонности к реакции β-элиминирования. Можно
предположить, что более региоселективный характер реакции по сравнению с
алкилзамещенными
пропаргиловыми
спиртами
обусловлен
формированием
шестичленного межмолекулярного комплекса с более прочной N→Al донорно-
39
акцепторной связью, вследствие большей нуклеофильности аминов в сравнении со
спиртами.
Схема 38.
R
R
D2O
Et3Al (2 экв.)
R
20 мол.% Cp2ZrCl2
гексан, 40 oС
2ч
R=n-C4H9 (a), n-C8H17 (b), n-C6H13(c)
NMe2
D
Al
Et
NMe2
D
NMe2
56a 83%
56b 88%
56c 87%
Как и в случае с ацетиленовыми спиртами, циклоалюминирование
фенилзамещенных пропаргиламинов (N,N-диметил-3-фенилпроп-2-ин-1-амин и 1-(3фенил-2-пропинил)пиперидина) проходит регио- и стереоселективно (Схема 39).
Схема 39.
NR'R''
NR'R''
Et3Al (2 экв.)
Ph
NR'R''
20 мол.% Cp2ZrCl2
гексан, 40 oС
3ч
D2O (H2O)
Al
D(H)
Ph
Et
D(H)
57a 60%
57b 88%
R',R''=Me,Me (a), -(CH2)5- (b)
Ph
(58a)
(58b)
При Zr-катализируемом взаимодействии N,N,N',N'-тетраметилдека-2,8-диин-1,10диамина с Et3Al происходит вытеснение этилена ацетиленовым соединением из
координационной сферы атома циркония в интермедиатном цирконоцен-этиленовом
комплексе и окислительное сочетание двух ацетиленовых фрагментов с образованием
цирконациклопентадиена, последующее переметаллирование в каталитическом цикле и
дейтеролиз которого приводят к бис-алкилиденовому производному циклогексана 59
(Схема 40). Ранее аналогичное образование алкилидензамещенного циклогексана
наблюдалось при циклоалюминировании триметил(окт-7-ен-1-ин-1-ил)силана.19
Схема 40.
Et3Al (2 экв.)
NMe2
NMe2
NMe2
NMe2
20 мол.% Cp2ZrCl2
гексан, 40 oС
3ч
D2O (H2O)
AlEt
D(H)
D(H)
NMe2
NMe2
59 81%, (60)
Таким образом было установлено, что циклоалюминирование алкил- и
фенилзамещенных пропаргиламинов проходит с высокой регио- и стереоселективностью,
давая с хорошим выходом (60-88%) соответствующие аллиламиновые производные.
На следующем этапе исследования с целью разработки новых методов синтеза
функционально-замещенных циклопропанов было исследовано взаимодействие
19
Negishi E. -i. et al. Zirconium-catalyzed carboalumination of alkynes and enynes as a route to aluminacycles and their
conversion to cyclic organic compounds // Tetrahedron Lett. 1998. Vol. 39. P. 2503 – 2506.
40
полученных алюминациклопент-2-енов с алкиловыми эфирами сульфоновых кислот.
Установлено, что алюминациклопент-2-ены, полученные циклоалюминированием
замещенных пропаргиловых спиртов и пропаргиламинов не вовлекаются в реакцию
алкилирования, а алюминийорганические соединения, полученные превращением гомо- и
бисгомопропаргиловых спиртов дают при взаимодействии с MsOTs сложную смесь
продуктов,
что
обусловлено
нерегиоселективным
характером
реакции
циклоалюминирования в случае несимметричных ацетиленов. Как продемонстрировано в
главе 2.11, перегруппировка алюминациклопент-2-енов в циклопропановые соединения
сильно зависит как от электронных, так и от стерических факторов, что, по-видимому,
затрудняет прохождение реакции алкилирования и последующей гомоаллилциклопропилметильной перегруппировки в случае алюминациклопент-2-енов, полученных
циклоалюминированием пропаргиловых спиртов и аминов. В случае пропаргиламинов
реакция осложняется образованием четвертичных аммонийный солей.
2.15. Циклоалюминирование функционально-замещенных олефинов
триэтилалюминием, катализируемое Cp2ZrCl2
Как показано выше, наличие гидроксильной или аминной функции в молекуле
ацетиленового
соединения
не
препятствовало
прохождению
реакции
циклоалюминирования функционально-замещенных ацетиленов и образованию 2,3дизамещенных алюминациклопент-2-енов. В то же время в литературе отсутствовали
сведения о катализируемом Cp2ZrCl2 циклоалюминировании виниловых, аллиловых и
гомоаллиловых спиртов и аминов, превращение которых позволило бы разработать в
однореакторном варианте новые методы синтеза функционально-замещенных
циклопропанов, циклобутанов, циклопентанолов, тетрагидротиофенов. С целью
разработки
эффективного
метода
синтеза
функционально-замещенных
алюминациклопентанов было изучено взаимодействие виниловых, аллиловых и
гомоаллиловых соединений с Et3Al в присутствии каталитических количеств Cp2ZrCl2.
Установлено, что взаимодействие аллиламинов (N-аллилциклогексиламин, N-аллилтрет-октиламин, N-аллилпиперидин,) с 1 эквивалентом Et3Al в присутствии
каталитических количеств Cp2ZrCl2 (5 мол.%) в гексане при температуре 40 oC в течение 8
часов давала после дейтеролиза 4-дейтеро-2-(дейтерометил)бутилзамещенные амины 61a-c
с выходом 64-83% (Схема 41).
Схема 41.
NR'R''
NR'R''
Et3Al (1 экв.)
Cp2ZrCl2 (0.1 экв.)
гексан, 40 oC
8ч
NR'R''
D2O
Al
R',R''= c-Hex,H (a), tert-Oct, H (b), -(CH2)5- (c)
D
D
61a (64%), 61b (79%),
61c (83%)
Интересно, что аллилфениламин и диаллилфениламин не проявили активности в
изучаемой реакции. Циклоалюминирование диаллиламина идет по обеим двойным связям
с образованием после дейтеролиза реакционной массы тетрадейтерозамещенного амина с
выходом 69%. В то же время, в диаллил(трет-октил)амине превращению подвергается
41
только одна двойная связь. Взаимодействие диаллилбутиламина с 1 эквивалентом Et3Al в
присутствии 5 мол. % Cp2ZrCl2 приводит после дейтеролиза к получению 2,3бис(дейтерометил)-N-н-бутилпирролидина с выходом 85%.
Zr-катализируемое циклоалюминирование аллилгептилсульфида проходит с
меньшими выходами (Схема 42) и после дейтеролиза в продуктах реакции наряду с
дидейтерированным производным 62 (53%) обнаруживали d1-гептантиол в количестве
28%. По-видимому, образование гептантиола происходит вследствие β-элиминирования
сульфидной группы из образующегося цирконациклопропанового интермедиата.
Схема 42.
Et3Al (1 экв.)
Cp2ZrCl2 (0.1 экв.)
SnC7H15
гексан, 40 oC
8ч
S n C7 H15
SnC7H15
Al
+
nC
7H15SAlEt2
D2O
D
D
+
n C H SD
7 15
62 (53%)
Известно,20 что аллиловые эфиры демонстрируют аналогичное поведение в реакции
с реагентом Негиши, поэтому можно было ожидать, что в случае аллиловых и виниловых
эфиров в условиях изучаемой реакции будет происходить расщепление углеродкислородной связи. Действительно, аллил-н-ундециловый эфир под действием Et3Al в
присутствии каталитических количеств Cp2ZrCl2 в указанных выше условиях после
гидролиза реакционной массы с количественным выходом превращался в ундециловый
спирт, а бутилвиниловый эфир в исследуемой реакции давал после гидролиза н-бутиловый
спирт. В реакцию циклоалюминирования не удалось вовлечь также такие аллильные и
винильные производные, как 1-циклогексил-2-пропен-1-ол и винил-трет-октиламин.
В случае реакции с гомоаллиловыми спиртами (3-бутен-1-ол, 1-децен-4-ол)
расщепления углерод-кислородной связи не происходит и образуются соответствующие
замещенные алюминациклопентаны с высокими выходами (79-80%). Таким образом, при
наличии двух метиленовых групп между двойной связью и гидроксильной группой,
циклоалюминирование не сопровождается побочной реакцией элиминирования.
Аналогично вступает в реакцию циклоалюминирования замещенный гомоаллиламин (1-(3бутенил)пиперидин).
После
дейтеролиза
выделили
1-(3-[(2H1)метил](52
H1)пентил)пиперидин с выходом 85%.
Таким образом, изучено взаимодействие функционально-замещенных олефинов
(аллиловых аминов, сульфидов и эфиров, гомоаллиловых спиртов и аминов, а также
виниловых эфиров) с Et3Al под действием каталитических количеств Cp2ZrCl2.
Установлено, что циклоалюминирование аллиламинов проходит с высокой
региоселективностью
с
образованием
после
дейтеролиза
4-дейтеро-2(дейтерометил)бутилзамещенных аминов. Циклоалюминирование алкилаллилсульфида
сопровождается побочным процессом расщепления C-S связи. В случае аллиловых и
виниловых эфиров в условиях реакции продукты циклоалюминирования не образуются.
Вследствие большей склонности алкоксильной группы к элиминированию, не удалось
20
Rousset C.J. et al. Zirconocene-promoted stereoselective bicyclization of 1,6- and 1,7-dienes to produce transzirconabicyclo[3.3.0]octanes and cis-zirconabicyclo[4.3.0]nonanes // Tetrahedron Lett. 1989. Vol. 30. P. 5105 – 5108.
42
осуществить реакцию циклоалюминирования алкилаллилового и алкилвинилового эфира.
Однако реакция с гомоаллиловыми спиртами и амином проходит с хорошим выходом (7985%), давая после дейтеролиза соответствующие дидейтеросодержащие соединения.
2.16. Циклоалюминирование дизамещенных ацетиленов с участием 1,2-дихлорэтана
Выше были продемонстрированы примеры синтеза алюминациклопент-2-енов
взаимодействием ацетиленов с Et3Al в присутствии каталитических количеств Cp2ZrCl2. В
основе метода лежит идея формования в каталитическом цикле цирконациклопентена
взаимодействием цирконациклопропанового интермедиата с ацетиленом. С другой
стороны, можно представить процесс, в котором цирконациклопентен будет
формироваться из цирконациклопропена и этилена. Известно, что при взаимодействии
дизамещенных ацетиленов с EtAlCl2 в присутствии Mg и каталитических количеств
Cp2TiCl2 в среде ТГФ образуются алюминациклопропены.21 Предложенная авторами схема
их образования включает стадии восстановления Cp2TiCl2 до координационноненасыщенного "Cp2Ti", образование его комплекса с дизамещенным ацетиленом и
переметаллирование образовавшегося титанациклопропенового интермедиата с помощью
EtAlCl2. Можно предположить, что включение молекулы этилена по Ti-C связи в
интермедиатном
титанациклопропене
А
должно
привести
к
образованию
титанациклопентена B, переметаллирование которого исходным дигалогеналаном
позволит получить алюминациклопент-2-ены. Удобным методом генерации этилена in situ
является взаимодействие 1,2-дихлорэтана с магнием, используемым в реакции для
восстановления Cp2TiCl2 (Схема 43).
Схема 43.
Mg
MgCl2
Cp2TiCl2
EtAl
R
"Cp2Ti"
R
EtAlCl2
R
R
R
Cp2Ti
Cp2Ti
А
R
R B
C2H4
R
ClCH2-CH2Cl + Mg
MgCl2
Исходя из этих предпосылок было осуществлено циклоалюминирование ряда
дизамещенных ацетиленов с помощью EtAlCl2 в присутствии Mg и катализатора Cp2TiCl2
при медленном добавлении смеси 1,2-дихлорэтана c дизамещенным ацетиленом к раствору
EtAlCl2 в ТГФ (мольное соотношение [ацетилен]:[C2H4Cl2]:[EtAlCl2]:[Mg]:[Cp2TiCl2] =
1:2:4:3:0.05). Реакция проходит в эфирных растворителях (ТГФ, диэтиловый эфир) при
комнатной температуре за 10 часов. Из анализа продуктов дейтеролиза реакционной массы
21
Джемилев У.М., Рамазанов И.Р. и др.. Алюмациклопропены-новый класс алюминийорганических соединений //
Изв. РАН. Сер. хим. 1997. № 12. P. 2269–2270.
43
установили, что наряду с алюминациклопентенами 64 образуются алюминациклопропены
63 и алюминациклопентадиены 65, соотношение и выходы которых зависят от природы
заместителей в дизамещенном ацетилене (Схема 44). Так, в случае диалкилзамещенных
ацетиленов (октин-4, децин-5) и аллиламилацетилена реакция проходит неселективно с
образованием наряду с алюминациклопентенами 64 побочных продуктов 63 и 65 в
значительных количествах (до 40% для октина-4). Кроме того, циклоалюминирование
аллиламилацетилена протекает не региоселективно с получением смеси региоизомерных
алюминациклопентенов 64f,g в соотношении 1:1.
Циклоалюминирование
алкил(аллил)фенилзамещенных
ацетиленов
и
дифенилацетилена идет более селективно с получением алюминациклопентенов 64 (45-65
%) и незначительных количеств алюминациклопропенов 63 (5-15 %). Кроме того, наличие
фенильного заместителя при тройной связи способствует более региоселективному
протеканию реакции с преимущественным образованием одного региоизомера (~9:1), в
котором фенильная группа находится в -положении по отношению к атому алюминия
64f,g.
Схема 44.
1(1,2)
R2
EtAlCl2 + Mg + R
1
R
2
R
ClCH2CH2Cl
[Cp2TiCl2]
ТГФ, rt
10 ч
R1
Al
+
a:
= = n-Pr
b: R1 = R2 = n-Bu
c: R1 = n-Am; R2 = allyl
d: R1 = allyl; R2 = n-Am
e: R1 = R2 = Ph
f: R1 = Ph; R2 = allyl
g: R1 = Ph; R2 = n-Pr
+
EtAl
Et
1(2,2)
R
2(2,1)
2(1,1)
R
R2
64а-g
R1
R
1
R
Al
Et
65а-c,g
63а-c,e-g
R2
R
(D)H
(D)H
45-65%
H2O (D2O)
2
R
1
+
R1
(D)H
R2
H(D)
10-20%
1(1,2)
R
+
2(2,1)
R
1(2,2)
R
R
H(D) H(D)
10-20%
Полученные результаты свидетельствуют о более высокой реакционной
способности образующегося in situ титанациклопропенового интермедиата А по
отношению к генерируемому из 1,2-дихлорэтана этилену, нежели к исходному
дизамещенному ацетилену.
Таким образом, разработан новый метод синтеза 2,3-дизамещенных
алюминациклопент-2-енов взаимодействием дизамещенных ацетиленов с EtAlCl2 в
присутствии этилена, генерируемого в условиях реакции из 1,2-дихлорэтана и магния с
использованием в качестве катализатора Cp2TiCl2. Несмотря на невысокий выход
алюминациклопент-2-енов, данное исследование подтвердило плодотворность подхода,
заключающегося
в
функционализации
высокореакционноспособного
титанациклопропенового интермедиата A непосредственно в каталитическом цикле.
44
ВЫВОДЫ
Настоящая работа представляет собой целенаправленное исследование,
посвященное разработке перспективных для практического применения однореакторных
методов синтеза замещенных циклопропанов, основанных на осуществлении реакций
моно- и дизамещенных ацетиленов с триалкилаланами и CH2I2, а также
алюминациклопентенов, получаемых in situ из дизамещенных ацетиленов и Et3Al в
присутствии катализатора Cp2ZrCl2, с алкиловыми эфирами сульфоновых кислот.
В результате развито новое научное направление – карбеноиды алюминия в химии
ацетиленов.
1.
Взаимодействием моноалкил- и диалкилзамещенных, алкилфенилзамещенных
ацетиленов с CH2I2 и R3Al (Et3Al, i-Bu3Al) впервые получены алюминийорганические
соединения, содержащие, в зависимости от структуры ацетилена и условий проведения
реакции, ди-, три- или тетразамещенные циклопропановые фрагменты. Установлено, что
первоначально проходит образование 1,1-дизамещенных циклопропанов, которые в
результате 2-циклопропилэтильной перегруппировки превращаются, в зависимости от
характера замещения ацетилена, в 1,1,2-три- или 1,1,2,2-тетразамещенные циклопропаны.
Впервые обнаружена 2-циклопропилэтильная перегруппировка, проходящая в ряду
металлоорганических соединений. Предложена схема превращения ацетиленов в
соединения циклопропанового ряда, включающая стадии карбоалюминирования ацетилена
карбеноидом алюминия, нуклеофильного сопряженного замещения с участием Et3Al,
циклопропанирования двойной связи и внедрения метиленовой группы по связи Al-C под
действием
карбеноида
алюминия
с
последующей
2-циклопропилэтильной
перегруппировкой.
2.
Впервые осуществлена региоселективная реакция моно- и диалкилзамещенных
ацетиленов с Me3Al в присутствии CH2I2 с получением 1-(2-иодэтил)-1-алкил-2-метил-2алкилциклопропанов. Предложена схема реакции, в соответствии с которой
иодсодержащие циклопропаны образуются в результате Al-I обмена при взаимодействии
циклопропансодержащих алюминийорганических соединений с CH2I2. Установлено, что
Me3Al обладает относительно низкой реакционной способностью по отношению к CH2I2 в
ряду триалкилаланов: Me3Al<<i-Bu3Al<Et3Al.
3.
С использованием карбеноидов алюминия разработан диастереоселективный метод
получения
диизобутил[(2-алкил-3-(триметилсилил)циклопропил)]аланов
из
кремнийорганических
ацетиленов,
а
также
впервые
синтезированы
алюминийорганические фосфониевые соли строения [Ph2R’PCH2AlR2]+I- реакцией
фосфинов Ph2PR’ (где R’=1-гексинил, Ph, n-Bu) с CH2I2 и R3Al (где R = Me, Et, i-Bu).
Установлено, что ацетиленовая связь в алкинилфосфинах инертна по отношению к
карбеноидам алюминия.
4.
Впервые разработан эффективный препаративный метод получения 1,1’дизамещенных бис-циклопропанов взаимодействием замещенных пропаргиловых спиртов
c CH2I2 и R3Al (где R = Et, i-Bu). Предложена схема превращения, включающая стадии
45
карбоалюминирования пропаргилового спирта карбеноидом алюминия, нуклеофильного
сопряженного замещения с участием Et3Al, элиминирования алюмоксана и
циклопропанирования образующегося замещенного винилциклопропана с помощью
карбеноида алюминия.
5.
Впервые реакцией гомо- и бисгомопропаргиловых спиртов с CH2I2 и R3Al (где R =
Me, Et, i-Bu) с высокой региоселективностью получены алюминийорганические
соединения, содержащие, в зависимости от строения ацетиленового спирта, ди-, три- и
тетразамещенные циклопропановые фрагменты. Предполагаемая схема реакции
аналогична той, что была предложена для превращения алкил- и фенилзамещенных
ацетиленов в соединения циклопропанового ряда под действием триалкилаланов и CH2I2.
6.
Разработан метод превращения замещенных пропаргиламинов в N-({1-[(1-Rциклопропил)метил]циклопропил}метил)-N,N-диметиламинов
и
N-{2-[(1-Rциклопропил)метил]-2-пропенил}-N,N-диметиламинов (где R=алкил, фенил) под
действием Et3Al и CH2I2.
7.
Впервые осуществлено превращение 1,4-енинов строения R’-C≡C-CH2C(R’’)=CH2
(где R’=alkyl; R’’=H, Me) в циклопропилацетилены и (циклопропилметил)циклопропаны
под действием CH2I2 и R3Al (где R = Et, i-Bu). Установлено, что двойная связь в 1,4-енинах
проявляет более высокую реакционную способность в реакции с карбеноидом алюминия,
нежели ацетиленовая. Замещенные 1,3-диины инертны в условиях реакции, а 1,3-енины
превращаются в сложную смесь олигомерных углеводородов.
8.
Разработан
двухстадийный
однореакторный
метод
получения
1,1диалкилзамещенных циклопропанов из ацетиленов, основанный на каталитическом
превращении последних в алюминациклопент-2-ены с последующим взаимодействием с
алкиловыми эфирами сульфоновых кислот. Методом динамической ЯМР-спектроскопии
установлено, что лимитирующей стадией превращения является гомоаллилциклопропилметильная перегруппировка. Впервые обнаружено наличие индукционного
периода в реакции циклоалюминирования олефинов и ацетиленов. Установлено, что при
o
повышении
температуры
до
30-40
C
индукционный
период
реакции
циклоалюминирования алкил-, фенилзамещенных и кремнийорганических олефинов и
ацетиленов существенно сокращается. Оценена относительная реакционная способность
ряда олефинов в данной реакции: (октен-1 > аллилбензол ≈ стирол > норборнен >
триметилвинилсилан) и ацетиленов: (октин-1 > фенилацетилен > октин-4 >
бутил(триметилсилил)ацетилен).
9.
В развитие метода превращения алюминациклопент-2-енов в соединения
циклопропанового
ряда
впервые
осуществлено
катализируемое
Cp2ZrCl2
циклоалюминирование
замещенных
пропаргиловых,
гомопропаргиловых
и
бисгомопропаргиловых спиртов, алкил- и фенилзамещенных пропаргиламинов в
соответствующие функционально-замещенные алюминациклопент-2-ены под действием
Et3Al. В отличие от алкилзамещенных пропаргиловых спиртов, циклоалюминирование
замещенных пропаргиламинов проходит региоселективно с высоким выходом без
перегруппировки, сопровождающейся отщеплением функциональной группы.
46
10. Впервые установлено, что взаимодействие аллилзамещенных аминов и сульфидов, а
также гомоаллилзамещенных аминов и спиртов с Et3Al под действием каталитических
количеств Cp2ZrCl2 проходит с региоселективным образованием соответствующих
функционально-замещенных
алюминациклопентанов.
Циклоалюминирование
алкилаллилсульфида сопровождается побочным процессом расщепления C-S связи. В
случае аллиловых и виниловых эфиров в условиях реакции продукты
циклоалюминирования не образуются.
11. С целью разработки пожаробезопасного метода получения алюминациклопент-2енов был реализован подход, основанный на взаимодействии дизамещенных ацетиленов с
EtAlCl2 в присутствии этилена, генерируемого в условиях реакции из 1,2-дихлорэтана и
активированного магния с использованием в качестве катализатора Cp2TiCl2.
12. Предложен эффективный препаративный метод синтеза замещенных спиропентанов
из алкил-, арилзамещенных и циклических алленов реакцией с CH2I2 и R3Al (где R = Et,
i-Bu). Показано, что карбеноиды алюминия обладают преимуществом перед ранее
использовавшимися реагентами циклопропанирования в случае стерически-затрудненных
алленов, а именно фенилаллена и 1,2-циклононадиена. Обнаружено новое превращение
-метилфенилаллена в 1’-метилспиро(циклопропан-1,2’-индан) под действием CH2I2 и
Et3Al.
В рамках диссертационной работы выполнены фундаментальные исследования в
области химии ацетиленов и карбеноидов алюминия, позволившие разработать
препаративные методы синтеза ди-, три- и тетразамещенных циклопропанов, в том числе
содержащих функциональные группы, исходя из терминальных и дизамещенных
ацетиленов, триалкилаланов и CH2I2, которые перспективны для применения как в
лабораторной практике, так и в промышленности.
Основные результаты диссертации изложены в следующих работах:
Обзоры
1. Рамазанов И.Р., Ярославова А.В., Джемилев У.М. Синтез циклопропановых
соединений: бицикло[1.1.0]бутанов, спиропентанов и бициклопропанов // Успехи химии.
2012. Т. 81. Вып. 8. C. 700-728.
2. Ramazanov I.R., Dzhemilev U.M. Ethylaluminum Dichloride // Encyclopedia of Reagents for
Organic Synthesis, 2008, John Wiley & Sons, Ltd, DOI: 10.1002/047084289X.re044.pub2,
Статьи в научных журналах
3. Рамазанов И.Р., Ярославова А.В., Джемилев У.М., Нефедов О.М. Взаимодействие 1,4енинов с CH2I2 и Et3Al // Известия АН. Сер. хим. 2011. №11. C. 2233-2236.
4. Рамазанов И.Р., Ярославова А.В., Джемилев У.М. О взаимодействии фосфинов с
карбеноидами алюминия // Журнал органической химии. 2011. C. 300-302.
5. Рамазанов И.Р., Ярославова А.В., Джемилев У.М., Нефедов О.М.
Циклопропанирование алкинолов действием системы CH2I2-Alk3Al // Известия АН. Сер.
хим. 2011. C. 306-311.
47
6. Рамазанов И.Р., Ярославова А.В., Халилов Л.М., Джемилев У.М., Нефедов О.М.
Необычная реакция пропаргиламинов с СН2I2 и Et3Al // Известия АН. Сер. хим. 2010. C.
1623-1625.
7. Ramazanov I.R., Dil’mukhametova L.K., Dzhemilev U.M., Nefedov O.M. The conversion of
alkynes into substituted cyclopropanes effected by CH2I2-R3Al (R=Me, Et, i-Bu) // J. Organomet.
Chem. 2010. 695. P. 1761-1767.
8. Ramazanov I.R., Yaroslavova A.V., Dzhemilev U.M., Nefedov O.M. Aluminum carbenoids
in allene cyclopropanation // Tetrahedron Lett. 2010. V. 51. P. 6268-6269.
9. Ramazanov I.R., Yumagulova A.V., Dzhemilev U.M. and Nefedov O.M. The synthesis of
1,1-disubstituted bis-cyclopropanes by the reaction of substituted propargylic alcohols with
CH2I2–R3Al // Tetrahedron Lett. 2009. V. 50. P. 4233-4235.
10. Рамазанов И.Р., Дильмухаметова Л.К., Джемилев У.М., Нефедов О.М. “Получение
циклопропансодержащих алюминийорганических соединений при взаимодействии
ацетиленов с CH2I2 и Et3Al”// "Известия Академии Наук. Серия Химическая", 2009, 7, 13111314.
11. Ramazanov I.R., Dil'mukhametova L.K., Khalilov L.M., Dzhemilev U.M. and Nefedov
O.M. Diastereoselective conversion of alkynyl(trimethyl)silanes into substituted cyclopropanes
affected by i-Bu3Al - CH2I2 reagent. // Tetrahedron Lett. 2008. V. 49. P. 6058-6060.
12. Dzhemilev U.M., Ramazanov I.R., Ibragimov A.G., Lukjyanova M.P., Djyatchenko L.I.,
Nefedov O.M., Acetylene cyclopropanation by CH2I2-Et3Al Reagent // J. Organomet. Chem.
2001. V. 636. P 91-95.
13. Рамазанов И.Р., Лукьянова М.П., Шарипова А.З., Ибрагимов А.Г., Джемилев У.М.,
Нефедов О.М. Одностадийное циклопропанирование ацетиленов с помощью CH2I2 и Et3Al
/ Известия АН. Сер. хим. 2001. №8. С. 1338-1341.
14. Джемилев У.М., Ибрагимов А.Г., Рамазанов И.Р., Лукьянова М.П., Шарипова А.З.,
Халилов Л.М. Синтез и превращения металлациклов. 21. Новый метод синтеза 1,1диалкилзамещенных циклопропанов // Известия АН. Сер. хим. 2000. №6. С. 1092-1095.
15. Dzhemilev U.M., Ibragimov A.G., Khafizova L.O., Ramazanov I.R., Yalalova D.F.,
Tolstikov G.A. One-pot synthesis of 1,1-disubstituted cyclopropanes in the presence of metal
complex catalysts // J. Organomet. Chem. 2001. V. 636. P. 76-81.
16. Джемилев У.М., Рамазанов И.Р., Ибрагимов А.Г., Лукьянова М.П., Шарипова А.З.
Cинтез и превращения металлоциклов. 24. Каталитическое циклоалюминирование
несимметричных дизамещенных ацетиленов с участием Zr-содержащих катализаторов. //
Известия АН. Сер. хим. 2001. № 3. С. 465-468.
17. Рамазанов И.Р., Кадикова Р.Н., Джемилев У.М. Катализируемое Cp2ZrCl2
циклоалюминирование ацетиленовых спиртов и пропаргиламинов под действием Et 3Al //
Известия АН. Сер. хим. 2011. №1. С. 96-102.
18. Рамазанов И.Р., Кадикова Р.Н., Джемилев У.М. Циклоалюминирование
функционально-замещенных олефинов под действием Et3Al, катализируемое Cp2ZrCl2
//Известия АН. Сер. хим. 2011. №8, с. 1602-1606.
48
19. Рамазанов И.Р., Ибрагимов А.Г., Джемилев У.М. Новый метод циклоалюминирования
дизамещенных ацетиленов с участием 1,2-дихлорэтана // // Журнал органической химии.
2008. Т. 44. Вып. 6. С. 793-796.
20. Рамазанов И.Р., Шарипова А.З., Джемилев У.М. Катализируемое Cp2TiCl2
гидроалкилирование циклических олефинов с помощью реагента t-BuBr – Cp2TiCl2 //
Журнал органической химии. 2006. Т. 42. № 12. С. 1867-1868.
21. Рамазанов И.Р., Дьяченко Л.И., Ибрагимов А.Г., Джемилев У.М. Катализируемое
Cp2TiCl2 гидроалкилирование -олефинов с помощью реагента t-BuBr – Cp2TiCl2 //
Известия АН. Сер. хим. 2002. №5, с. 770-772.
Патенты
22. Джемилев У.М., Рамазанов И.Р., Дильмухаметова Л.К., Шарипова А.З., Ибрагимов
А.Г. Способ получения диэтил[(2-этил-1,2-диалкилциклопропил)-этил]аланов / Патент РФ
№2342396. Б.И. 2008. №36.
23. Джемилев У.М., Рамазанов И.Р., Дильмухаметова Л.К., Шарипова А.З., Додонова
Н.Е., Ибрагимов А.Г. Способ получения диэтил[(2-алкил-2-(1-фенилциклопропил)бутил]аланов / Патент РФ №2342397. Б.И. 2008. №36.
24. Джемилев У.М., Рамазанов И.Р., Дильмухаметова Л.К., Шарипова А.З., Додонова
Н.Е., Ибрагимов А.Г. Способ получения диэтил-[2-(1-алкилциклопропил)-2алкилбутил]аланов / Патент РФ №2373213. Б.И. 2009. №32.
25. Джемилев У.М., Рамазанов И.Р., Дильмухаметова Л.К., Шарипова А.З., Шайбакова
М.Г., Ибрагимов А.Г. Способ получения диизобутил[(2-изобутил-1алкилциклопропил)этил]аланов / Патент РФ №2382044. Б.И. 2010. №5.
26. Джемилев У.М., Рамазанов И.Р., Дильмухаметова Л.К., Юмагулова А.В., Шарипова
А.З., Шайбакова М.Г., Ибрагимов А.Г., Садыков Р.А. Способ получения 1-иод-2-алкил-3(триметилсилил)-1,3-(бис-диизобутилалюмино)пропанов / Патент РФ №2434874. Б.И.
2011. №33.
27. Джемилев У.М., Рамазанов И.Р., Дильмухаметова Л.К., Юмагулова А.В., Шарипова
А.З., Шайбакова М.Г., Додонова Н.Е., Ибрагимов А.Г., Садыков Р.А. Способ получения
диизобутил-2-алкил-3-(триметилсилил)циклопропилаланов / Патент РФ №2417227. Б.И.
2011. №12.
28. Джемилев У. М., Рамазанов И. Р., Дильмухаметова Л. К., Юмагулова А. В., Шарипова
А. З., Шайбакова М. Г., Додонова Н. Е., Ибрагимов А. Г., Садыков Р. А. Способ получения
1-алкил-2-(триметилсилил)циклопропанов / Патент РФ №2440360. Б.И. 2012. №2.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
43
Размер файла
813 Кб
Теги
циклопропанов, синтез, алюминийорганическом, ацетилен
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа