ГЛАВА 2
СИНТЕЗ ?-АЛКОКСИ- И ?-АМИНОВИНИЛ(ТРИФТОРМЕТИЛ)-КЕТОНОВ
2.1. Синтез и физико-химические свойства ?-алкокси(трифторметил)-енонов
Первые ?,?-ненасыщенные (трифторметил)кетоны были синтезированы почти 40 назад, но интерес к ним не ослабевает до сих пор. Особенно это касается ?-алкоксивинил(трифторметил)кетона (2.1) - наиболее доступного и интересного в синтетическом плане соединения из этого класса.
На протяжении последних 15 лет группой сотрудников ИБОНХ НАН Украины изучались химические и физические свойства фторированных ?-алкоксивинил(полифторметил)кетонов и, в частности, ?-алкоксивинил(трифторметил)кетона (2.1). На основе енона (2.1) были синтезированы различные трифторметилсодержащие соединения: енаминоны [41,42], красители [58], гетероциклические соединения [54], лекарственные препараты [110] и многофункциональные спирты [111]. А также, как уже упоминалось выше (см. гл. 1), енон (2.1) был предложен в качестве удобного реагента для создания эффективной защитной группы в пептидном синтезе [108]. Некоторые примеры синтезированных трифторметилсодержащих соединений на основe ?-алкоксивинил(трифторметил)кетона (2.1) представлены на схеме 2.1.
Схема 2.1. Примеры использования ?-этоксивинил(трифторметил)енона (2.1) в органическом синтезе.
Для синтеза енонов (2.1) и (2.2а) мы использовали наиболее удобный метод, предложенный японскими учеными в 1976 году, а именно, реакцию трифторацетилирования виниловых эфиров трифторуксусным ангидридом [17].
Согласно описанной ранее методике [17], реакцию проводили в хлористом метилене или в хлороформе при 0оС в присутствии пиридина.
В ряде случаев для получения ?-алкокси(трифторметил)енонов удобнее использовать не алкилвиниловые эфиры, а кетали, которые легко образуются из соответствующих кетонов и ортоэфира [40]. Так, енон (2.2c) содержащий фенильный заместитель в ?-положении относительно карбонильной группы был получен по известной ранее методике [40], тогда как ?-трет-бутил-замещенный енон (2.2b) получен нами впервые.
В этом случае необходимо использовать двукратный избыток трифтoруксусного ангидрида, половина которого связывает этанол, выделяющийся при генерации олефина.
Еноны (2.1) и (2.2а-с) - устойчивые, слабо окрашенные жидкости, выход и физико-химические характеристики которых приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1
Физические константы, выход и данные ЯMР и ИК спектров енонов (2.1, 2.2a-c) (300 МГц).
Соеди-нение
Т.кип., ?C/мм.
рт.ст.
Выход, %
ЯМР (CDCl3)
ИК, cм-1
(CCl4)?H, м.д.
(J, Гц)?F, м.д., с
C=C
C=O12345678Е-2.1H64 / 20
(54 / 14а)871.41 (т, 7.0, 3Н, CH3), 4.11 (кв, 7.0, 2Н, CH2), 5.85 (д, 12.2, 2Н, HC=), 7.82 (д, 12.2, 2Н, HC=)-77.801614s, 1596vs1717m, 1698vwЕ-2.2аMe67 / 20
(68 / 20а)852.41 (с, 3Н, CH3C=), 3.80 (с, 3Н, CH3O), 5.68 (с, 1Н, HC=)-76.991584vs1712s
Продолжение табл. 2.112345678Z-2.2bt-Bu
69 / 13
871.20 (с, 9Н, C(CH3)3), 1.36 (т, 7.0, 3Н, CH3), 4.23 (кв, 7.0, 2Н, CH2), 5.76 (с, 1Н, HC=)-78.18
1572vs
1700sE-2.2bt-Bu1.30 (с, 9Н, C(CH3)3), 1.43 (т, 7.0, 3Н, CH3), 3.97 (кв, 7.0, 2Н, CH2), 5.50 (с, 1Н, HC=)-78.29Z-2.2сPh
109 / 9
831.44 (т, 7.0, 3Н, CH3), 4.30 (кв, 7.0, 2Н, CH2), 6.07 (с, 1Н, HC=), 7.52 (м, 3Н, 3 из C6H5), 7.64 (м, 2Н, 2 из C6H5)-78.22
1585s, 1566vsb
1712sE-2.2сPh1.48 (т, 7.0, 3Н, CH3), 4.17 (кв, 7.0, 2Н, CH2), 5.80 (с, 1Н, HC=), 7.45 (м, 5Н, C6H5)-78.79
Примечание:
а) Литературные данные [17,40];
b) В этой области находятся также полосы поглощения соответствующие фенильной группе.
Конфигурация синтезированных енонов (2.1) и (2.2а-с) определялась нами c помощью спектральных методов. Теоретически ?-алкоксивинил(трифторметил)кетоны могут существовать в четырех основных конформациях:
E-s-E E-s-Z Z-s-Z Z-s-E
Согласно данным 1Н ЯМР спектров енон (2.1) существует исключительно в Е-конфигурации, константа спин-спинового взаимодействия (КССВ) винильных протонов составляет 12 Гц. Данные ИК спектра енона (2.1) указывают на его высокую конформационную лабильность, так как наблюдаются две полосы поглощения С=С двойной связи и две полосы поглощения карбонильной группы (см. табл. 2.1). Это свидетельствует о том, что енон (2.1), вследствие быстрого вращения вокруг С-СOCF3 простой связи, существует в виде двух Е-конформеров - E-s-E и E-s-Z, время жизни которых не позволяет зафиксировать их методом ЯМР спектроскопии.
Ситуация со структурами енонов (2.2а,с), содержащих в ?-положении метильный либо фенильный заместитель, усложняется отсутствием КССВ олефиновых протонов. Вероятно, поэтому авторы [40] не установили конфигурацию С=С двойной связи этих соединений. Проведенный нами анализ данных ИК и 1Н ЯМР спектров енона (2.2а) позволяет приписать ему Е-конфигурацию С=С двойной связи на основе близких по значению химических сдвигов ?-протона енона (2.2а) (5.68 м.д.) и соответствующего протона енона (2.1) (5.85 м.д.). В ИК спектре енона (2.2а) наблюдается значительное уменьшение количества полос поглощения в диапазоне 1500-1800 см-1 (см. табл. 2.1). Совокупность этих данных позволяет нам высказать предположение, что енон (2.2а) находится преимущественно в E-s-Z конфигурации вследствие пространственного взаимодействия между метильной и трифторметильной группами в E-s-Е изомере.
По данным 1Н и 19F ЯМР спектров нами было установлено, что енон (2.2с), содержащий фенильный заместитель в ?-положении относительно карбонильной группы, в растворах существует в виде равновесной смеси Е- и Z-изомеров, соотношение которых зависит от природы растворителя (табл. 2.2). Сразу после растворения (в течение 2-3 минут) чистого соединения (2.2с), мы наблюдали в любом растворителе соотношение Е/Z примерно 85/15, тогда как со временем это соотношение менялось до наступления равновесия. Данные приведенные в таблице 2.2 - это равновесные соо