К.х.н. Шапкин В.А., к.х.н. Лямцева Л.Н., к.х.н. Муратов Н.Н., к.х.н. Усатюк И.И.

Одесский национальный политехнический университет

Алкилирование непредельных дикарбоновых кислот

реактивом Гриньяра

 

В работах [1,2] посвященных реакции реактива Гриньяра с α, β – ненасыщенными карбонильными соединениями установлено, что реагент способен присоединяться как в 1,2 – так и в 1,4 – положения сопряженной системы (I):

 

(I)

 

Впервые в работе [3] было показано, что такому 1,4 – «сопряженному» присоединению благоприятствуют добавление к реакционной смеси солей одновалентной меди. Каталитический эффект солей меди объясняется [4] образованием из реактивов Гриняра алкил- или арилмедных соединений, которые легко реагируют с сопряженной С=С  - связью, будучи в тоже время инертными по отношению к С=О – связи. С другой стороны, расчёт электронной плотности π – электронов в сопряженной системе (I) хорошо согласуется с экспериментальными данными по влиянию заместителей на протекание реакции: в то время как 1, 2 – присоединению благоприятствует наличие электронодонорных заместителей у С2 и электроноакцепторных заместителей у С4, для 1,4 – присоединения характерна обратная зависимость [5]. Это открытие способствовало широкому использованию данной реакции в качестве метода синтеза β – алкилзамещенных карбонильных соединений.

Однако в литературе практически отсутствуют сведения по поводу использования обсуждаемой реакции применительно к производным α,β – ненасыщенных дикарбоновых кислот и β – дикарбонильных соединений, хотя продукты 1,4 – присоединения реактива Гриньяра к таким веществам представляют собой большой интерес как для синтетической органической химии, так и для аналитической химии. Например, при помощи указанного взаимодействия можно получать не только производные дикарбоновых кислот, но и на их основе в результате известных превращений, соответствующие β – замещенные двухатомные спирты, дигалогениды, диамины и т. п. Соединения такого типа использовались нами для синтеза макроциклических лактонов и лактонлактамов в качестве структурных фрагментов макроциклов [6,7]. Введение же различных алкильных и арильных заместителей в полиэфирный цикл краунэфиров в значительной степени оказывает влияние на их комплексообразующие способности и зачастую приводит к появлению у них необычной катионной избирательности [8,9].

В связи с вышеизложенным мы решили изучить возможность 1,4 – присоединения реактива Гриньяра к алкилиденмалоновым эфирам III-IV (схема 1), и диэфирам малеиновой кислоты IX, X (схема 2):

Схема 1

 

(I)

где: I, III, R1=R2=CH3; II, IV, R1=H, R2=C6H5; V, R1=R2=R3=CH3;

VI, R1=R2=CH3; R3=C6H5; VII, R1=H, R2=C6H5; R3=CH3;

VIII,  R1=H, R2=R3=C6H5; X=Br;

 

Схема 2

(II)

где: IX, R1=C2H5; X, R1=CH3; XI R1=C2H5; R2 трет – C4H3;

XII, R1=CH3; R2 трет – C4H9;

XIII, R1=C2H5; R2=C6H5; XIV, R1=CH3; R2 трет – C4H9; x = Br

В качестве исходных продуктов, конденсацией малонового эфира с ацетоном и бензальдегидом, нами были получены алкилиденмалоновые эфиры  III, IV [10]. Установлено, что действие на них Гриньяровских агентов в присутствии каталитических количеств хлорида меди (I) с высоким выходом приводит к образованию замещенных диэтиловых эфиров малоновой кислоты VI – VIII (схема 1).

Реакция проводилась в эфире, где находился реактив Гриньяра, путем медленного добавления к нему, при охлаждении, соответствующего алкилиденмалонового производного. По окончании прибавления, реакционную смесь выдерживали при комнатной температуре 1 – 2 часа и раскисляли концентрированной соляной кислотой в смеси льда с эфиром. Остаток после отгонки эфира фракционировали в вакууме. Выходы продуктов составляли от 62% (VI) до 71% (V).

Аналогичным образом, путём взаимодействия диэтилового и диметилового эфиров маленовой кислоты IX, X (схема 2) с реактивами Гриньяра были получены с удовлетворительными выходами соответствующие продукты 1, 4 – присоединения XI – XIV.

Как оказалось, продукты присоединения реактива Гриньяра к диметиловому эфиру IX образуются с выходом, в среднем, на 15% выше, чем в случае диэтилового эфира X, что вполне согласуется с вышеприведенной теоретической предпосылкой [5].

 

Литература:

 

1.     R.C. Fuson. Adv. Organometal Chem., 1, 221, 1964.

2.     J. Munch – Petersen. Bull. soc. chem., 1966, 471.

3.     M.S. Kharasch, P.O. Tawnley. J. Am. Chem. Soc., 63, 2108, 1941.

4.     J.E. Dubois, M. Dubois., Compt. rend., c262, 431, 1966.

5.     O. Polansky. Monatsh. Chem., 88, 91, 1957.

6.     Богатский А.В., Лукьяненко Н.Г. Шапкин В.А. и др. Макрогетероциклы. Журн. орг. химии., 1980, 16, №10, 2057-2066.

7.     Лукьяненко Н.Г., Богатский А.В., Шапкин В.А. и др. ЖОРХ., 1981, 17, №10, 1069 – 1077.

8.     Богатский А.В., Антонович В.П., Шелихина Е.И. и др. ДАН СССР, 1981, 258, 1118 – 1119.

9.     Лукьяненко Н.Г., Богатский А.В., Савенко Т.А. и др., Биофизика, 1985, 30, №3, 427 – 430.

10.                        R.E. Lutz, W.G. reveley., Org. Sinth., 50, 38 (1970).