ГЛАВА 2
Синтез, химические свойства и оптическая активность
органилсульфоксидифторуксусных кислот
Соединения, у которых сульфинильная группа связана с различными заместителями,
могут проявлять оптическую активность. Хиральные сульфоксиды являются наиболее
изученным классом хиральных органических соединений серы.
Оптически активные сульфоксиды не только широко используются как модельные
соединения в стереохимических исследованиях, но и играют важную роль в
стереоселективных синтезах, например, при асимметрическом образовании С–С связи
[63, 64]. Поэтому значительное внимание уделяется разработке удобных методов
синтеза этих соединений. Оптически активных фторсодержащих сульфоксидов, у
которых атом серы непосредственно связан с полифторалкильным радикалом,
известно не было. Введение атомов фтора может позволить осуществить контроль
оптической активности и чистоты соединения методом спектроскопии
ядерно-магнитного резонанса, что весьма важно при работе с оптически активными
соединениями. Для выяснения этого предположения широко исследованные
арилтрифторметилсульфоксиды не подходят, поскольку атомы фтора трифторметильной
группы эквивалентны и описываются синглетными сигналами в спектрах ЯМР 19F.
Информативными должны быть арилдифторметилсульфоксиды — ArS(O)CF2R, где R —
перфтор-алкильный радикал или какой-либо другой заместитель. Атомы фтора
б-дифторметиленовой группы должны быть магнитно неэквивалентными, что может
позволить контролировать стереохимическое состояние молекулы методом ЯМР 19F.
Для изучения оптической активности фторсодержащих суль-фоксидов мы решили
исследовать производные органилсульфоксиди-фторуксусной кислоты:
Атомы фтора дифторметиленовой группы в этих соединениях магнитно
неэквивалентны, а наличие карбоксильной группы даст возможность разделить
оптические изомеры, а также проводить функционализацию сульфоксидов по
?-положению ко фторированному радикалу.
2.1. Синтез эфиров органилтиодифторуксусной кислоты
Исходными соединениями для синтеза производных органилсульфоксидифторуксусных
кислот являлись органилтио-дифторацетаты.
До настоящей работы были описаны фенил- и п- xлорфенилтиодифторуксусные кислоты
и их эфиры [65]. Как оказалось, метиловый эфир хлордифторуксусной кислоты
обладает метилирующим действием и при взаимодействии с тиолятами образует
тиоанизолы [66]. Поэтому метиловые эфиры арилтиодифторуксусных кислот получали
из соответствующих хлорангидридов. Для исключения реакции алкилирования в
нуклеофильной реакции с арилтиолятами натрия были использованы натриевая соль
хлордифторуксусной кислоты или ее фениловый эфир.
n-X-C6H4SNa + ClCF2COOR n-X-C6H4SCF2COOR
Х=H,Cl; R=Na, C6H5
Однако, выходы в этих реакциях были невысоки, в пределах 18-30%, поэтому
необходимо было найти более удобный способ синтеза производных
арилтиодифторуксусных кислот.
Для получения арилтиодифторацетатов мы решили исследовать реакцию арилтиолятов
с этиловым эфиром иоддифторуксусной кислоты. Перфторалкилирование ароматических
тиолов арилперфторалкил-иодидами в среде жидкого аммиака или органических
растворителей широкого исследовано [66, 67]. Однако, фторалкилиодиды,
содержащие функциональные группы, в эту реакцию не вводились.
По сравнению с алкилиодидами, перфторалкилиодиды имеют противоположную
поляризацию и, как было показано ранее [67] взаимодействуют с арилтиолами по
механизму SRN1.
Лимитирующей стадией этой реакции является образование ион-радикалов (Схема
2.1).
Схема 2.1
Тиофенолы, полученные рекцией восстановления соответствующих сульфохлоридов
цинком в смеси соляной и небольшого количества уксусной кислот (Схема 2.2),
были введены в реакцию с этиловым эфиром иоддифторуксусной кислоты.
Схема 2.2
Последний был получен присоединением иода к тетрафторэтилену в хлорсульфоновой
кислоте, и превращением образующегося b -иод-a -хлорсульфата тетрафторэтилена в
этиловый эфир иоддифторуксусной кислоты при взаимодействии с этиловым спиртом
[68] (Схема 2.4).
Схема 2.4
Оказалось, что этиловый эфир иоддифторуксусной кислоты, подобно
перфторалкилиодидам, реагирует с арилтиолами в растворе диметилформамида в
мягких условиях. Выходы продуктов реакции достигают 70–80% (Схема 2.5).
Схема 2.5
При проведении данной реакции необходимо обеспечить отсутствие кислорода, в
противном случае резко возрастает количество побочного продукта – дисульфида.
Полученные таким способом этиловые эфиры органил- тиодифторуксусных кислот
представляют собой бесцветные легкоплавкие соединения, хорошо растворимые в
органических растворителях.
При окислении сульфидов в сульфоксиды наряду с последними часто образуются и
сульфоны. Поэтому для установления состава продуктов реакции в дальнейших
опытах по окислению фторсодержащих сульфидов в сульфоксиды, были получены
соответствующие сульфоны (2.7, 2.8) (Схема 2.6). Окисление проводили хромовым
ангидридом в растворе уксусной кислоты.
Схема 2.6
2.2. Синтез эфиров органилсульфоксидифторуксусных кислот
В литературе описано четыре основные способа получения
полифторалкилсульфоксидов. Один из них заключается в окислительном
галогенировании с последующим гидролизом образующихся дигалогенсульфуранов. При
этом не происходит образования сульфонов [16, 17].
Второй метод — нуклеофильного трифторметилирования [38]:
Третий — сульфинирование ароматических молекул трифлинатом натрия в присутствии
трифторметансульфокислоты и ее ангидрида [39].
Четвертый состоит в окислении соответствующих сульфидов перекисью водорода,
м-хлорнадбензойной или азотной кислотами.
2.2.1. Метод окислен
- Київ+380960830922