Cтереохимические аспекты синтеза гидроксибром(хлор)идов и N-замещенных алкилбицикло [2.2.1]гептанолов на их основе | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 29 февраля, печатный экземпляр отправим 4 марта.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Химия

Опубликовано в Молодой учёный №4 (294) январь 2020 г.

Дата публикации: 23.01.2020

Статья просмотрена: 7 раз

Библиографическое описание:

Исмаилова Ш. И. Cтереохимические аспекты синтеза гидроксибром(хлор)идов и N-замещенных алкилбицикло [2.2.1]гептанолов на их основе // Молодой ученый. — 2020. — №4. — С. 4-11. — URL https://moluch.ru/archive/294/66634/ (дата обращения: 18.02.2020).



Гидроксибром(хлор)ированием зкзо- и эндо-алкилбицикло [2.2.1]гепт-2-енов в системе HHlg-H2O2 (или NaOCl) получена смесь двух изомеровпри присоединении электрофильного реагента (HOHlg). Соотношение между этими изомерами зависит от пространственной ориентации в исходном углеводороде. Найдено, что хемо- и региоселективнось реакции превращения экзо- и эндо-5-метил- и 5-этенилбицикло- [2.2.1]гепт-2-енов в условиях окислительного превращения галогенводородных кислот определяются не только природой генерирующего электрофильного интермедиата, но и конформацией расположения структурных фрагментов в исходноймолекуле углеводорода. В случае экзорасположения заместителей в продуктах реакции преобладают изомеры 6-метил-, 6-этенил-3-бром(хлор)бицикло [2.2.1]гепт-2-олы, а в случае эндорасположения: 5-метил-, 5-этенил-3-бром-(хлор)бицикло [2.2.1]гепт-2-олы. Использование растворителя низкой полярности (диоксан-1.4, тетрагидрофуран) гидроксибром-(хлор)ирования эндо- и экзо- 5-этенилбицикло [2.2.1]гепт-2-енов в реакции участвуют исключительно по двойной связи норборненового фрагмента. Различие в электроакцепторных свойствах метил- и винильной групп не позволяет объяснить такую ориентацию, кроме как электронным эффектом заместителя. Вероятно, также присутствует влияние различных сольватных эффектов смешанных систем растворителей и конформационная направленность взаимодействия активированных реагентов в переходном состоянии, что обуславливают преимущественное образование этих изомеров. Установлено, что в присутствии бинарной смеси Н2О-СН3СООН,Н2О-О(СН2СН2)2О и Н2О-(-СН)4О растворителей влияние алкильных и алкенильных заместителей в эндорасположении по сравнению с экзорасположением отличается. В частности, изомер 6-этенил-3-бром(хлор)бицикло [2.2.1]гепт-2-ола практически не образуется.

Ключевые слова: гидроксибром(хлор)ирования, алкилбицикло [2.2.1]гепт-2-ены, гидрксихлор(бром)иды, эндо- и экзо- изомерии, N-замещенные алкилбицикло- [2.2.1]-гептан-2-олы.

Введение

Бицикло [2.2.1]гепт-2-ен и его производные являются удобными субстратами для изучения механизма реакции присоединения электрофильных интермедиатов по кратной связи С=С [1, 2].

Исследование стереохимии механизма и условия галогенирования бицикло- [2.2.1]гепт-2-енов с различными галогенами изучено достаточно подробно [2, 3]. Электронодонорные (СН3 и др.) заместители в голове моста (у С7 углеродного атома) бицикло [2.2.1]гепт-2-енов практически не оказывают влияния на направление присоединения электрофильных интермедиатов [1], тогда как электроноакцепторные заместители (COOR, COOH, CN) существенно повышают стереоселективность реакции [4]. Исходя из соотношений продуктов присоединения к кратной связи бицикло- [2.2.1]гепт-2-енов в различных условиях можно судить об особенностях реакции, как ее электрофильного или радикального характера, так и ориентирующей способности заместителей.

С целью синтеза N-замещенных алкилбицикло [2.2.1]гептанолов, через стадии получения гидроксигалогенидов в настоящей работе изучено окислительное гидроксигалогенирование экзо- и эндо-5-метил- (I) и экзо- и эндо-5-этенилбицикло- [2.2.1]гепт-2-енов (II) для выявления ориентирующей способности алкильного и алкенильного заместителя на характер двойной связи. Взаимодействием полученных гидроксигалогенидов с вторичными циклическими аминами в щелочной среде были синтезированы соответствующие N-замещенные алкилбицикло [2.2.1]гептанолы.

Экспериментальная часть

В работе использовали вторичные амины, Н2О2, HCl и HBr фирмы “Alfa Aesar” (A. Johonson Maltey Co.). NaOCl с активным хлором 110 г-ион/л. Исходные бицикло [2.2.1]-гепт-2-ены получены [4+2]- присоединением циклопентадиена (в условиях мономеризации димера циклопентадиена) с С24 олефинами в присутствии катализатора Н-форм клинопитилолита (SiO2/ Al2O3=5:4) или морденита (SiO2/Al2O3=10) по известной методике [13]. Для уточнения физических параметров исходных непредельных углеводородов они были синтезированы и другими методами. 5-метилбицикло [2.2.1]гепт-2-ен(I) получен конденсацией циклопентадиена и бромистого аллила с последующим восстановлением бромида цинка в этаноле. Отношение эндо-/ экзо- изомеров составляет 90:10, Ткип.116–117℃ (740 мм. Hg), 1.4598. 5-этенилбицикло [2.2.1]гепт-2-ен(II) отношение эндо/экзо- изомеров 65:35, Ткип.64.5–65.5℃ (4.5 мм. Hg) 1.0224, 1.4875 выделен перегонкой технического продукта на колонке эффективности 25 т.т. Алкил- и алкенилбицикло [2.2.1]гепт-2-ены (по данным ГЖХ анализа) получаются в виде трудноразделяемой смеси экзо- и эндоизомеров.

ИК спектры снимали на ИК Фурье- спектрометре Alpha в диапазоне 400–4000 см-1 в таблетках с КBr. Спектры ЯМР 1Н и 13С снимали на спектрометре Bruker Bio-spin AG при рабочей частоте 300.18 МГц в CDCl3. Элементный анализ проводили на анализаторе TruSpes Micro Leco Corporation USA.

Определение состава, строения продуктов реакции и их идентификацию проводили методами ГЖХ, ЯМР 1Н и 13С спектроскопии и определением элементного состава. Анализ спектров и последующее структурное отнесение как бром(хлор)- (1a,b-4a,b) алкилбицикло [2.2.1]гептан-2-олов так и N-замещенных алкилбицикло [2.2.1]гептан-2-олов (5–8) сделаны на основании данных по влиянию заместителей на химические сдвиги ядер, по константам спин-спинового взаимодействия 1Н-1Н и 1Н-13С, а также с использованием двумерной корреляционной спектроскопии 1Н-1Н и 1Н-13С (COSY) [8]. Полученные данные представлены в соответствующих таблицах (табл. 1, 2).

Общая методика проведения реакции гидроксихлор(бром)ирования бицикло [2.2.1] гепт-2-ена и его производных.

Гидроксихлор(бром)ирование алкилбицикло [2.2.1]гепт-2-енов проводили по разработанной нами методике [14]. В колбу при заданной температуре загружали 0.15–0.2 моль 8–15 %- ного раствора HCl или НBr и 0.1 моль соединения (1 a-c). Из капельной воронки при интенсивном перемешивании реакционной массы (200–250 об /мин) вводили 0.2–0.25 моль 26–30 %-ного водного раствора пероксида водорода (скорость подачи 10г/ч) или 124.2 г 18.5 %- ного раствора гипохлорита натрия (содержание активного хлора 110 г-ион.л-1, скорость подачи 25г.ч-1). Перемешивание продолжали еще 5–6 ч. Реакция завершалась при полном расходовании окислителя (контроль перманганотометрическим и йодометрическим методами [15]). После окончания реакции органический слой отделяли. Водный слой экстрагировали диэтиловым эфиром (или толуолом) (2×100 мл). Экстракт объединяли с органическим слоем, нейтрализовали 10 %-ным раствором К2CO3, сушили МgSO4, отгоняли растворитель, остаток перегоняли в вакууме и выделяли продукты реакции.

Общая методика получения N-замещанных алкилбициклогептан-2-олов из хлор-(бром)гидрокси производных алкилбицикло [2.2.1]гептан-2-ена.

N-замещенные алкилбицикло [2.2.1]гептанолы получали также по ранее разработанной методике [5.6]. К смеси выделенного из катализата 14.7 г (0.1 моль) соединения 2a или 19.1 г 3a добавляли 3.0 г КОН и 50–100 мл пропан-2-ола (или этанола). Смесь нагревали в течение 1–1.5 часов при температуре 30–60°С и при перемешивании по каплям в течение 0.5–1.0 часа добавляли 0.2–0.25 моль вторичного амина. Реакцию заканчивали в течение 3–6 часов, до полного расхода хлор(бром)гидроксигалогенидов (контроль ГЖХ-методом). После отгонки растворителя и охлаждения реакционной массы получали целевые продукты.

ГЖХ-анализы проводили на хроматографе “Цвет-500”, на колонке 100×0.3 см заполненной неподвижной фазой Chromaton N—AW-DMCS, пропитанной 5 %-ным ХЕ-60, при температуре колонки 140℃, скорость газа носителя (гелия) 40 мл/мин. В некоторых опытах наблюдение за ходом реакции и выделение продуктов из реакционной массы осуществляли методом ТСХ на пластинах “Silufol” (элюент – смесь этилацетат-гептан, 1:10).

3-Хлор-6(5)-экзо(эндо)-метилбицикло [2.2.1]гептан-2-ол (1a, 3a), получали из 5.4 г (50 ммоль) 5- метилбицикло [2.2.1]гепт-2-ена. Выход 6.1 г (77 %), Ткип. 55–57°С (2.5 мм. Hg.), соотношение эндо:экзо=20:80. Найдено, %:С 58.36; Н 7.88; Cl 21.68. C8H13ClO. Вычислено, %: С 59.81; Н 8.09; Cl 22.12.

3-Бром-6(5)-экзо(эндо)- метилбицикло [2.2.1]гептан-2-ол (1b, 3b), получали из 5.4 г (50 ммоль) 5- метилбицикло [2.2.1]гепт-2-ена. Выход 7.2 г (70 %), Ткип. 95–97°С (2.5 мм. Hg.), соотношение эндо:экзо=20:80. Найдено, %: С 45.89; Н 6.01; Br 38.45. C8H13BrO. Вычислено, %: С 46.83; Н 6.01; Br 39.02.

3-хлор-6(5)-этенилбицикло [2.2.1]гептан-2-ол (2а,4а) получали из 6.0 г (50 ммоль) 5- этенилбицикло [2.2.1]гепт-2-ена. Выход 6.3 г (73 %), Ткип. 80–82°С (2.5 mm. Hg st.), соотношение эндо:экзо=65:35. Найдено, %: С 62.25; Н 7.15; Cl 20.12.С9Н13 Cl О. Вычислено, %: С 62.61; Н 7.54; Cl 20.58.

3-бром-6(5)-этенилбицикло [2.2.1]гептан-2-ол (2b,4b) получали из 6.0 г (50 ммоль) соединения 5-этенилбицикло [2.2.1]гепт-2-ена. Выход 7.11 г (65.5 %), Ткип. 117–118°С (2.5. Hg.), соотношение эндо:экзо=65:35. Найдено, %: С 49.48; Н6.15; Br 36.27. С9Н13BrО. Вычислено, %: С 49.77; Н 5.99; Br 36.87.

6(5)-Метил-3-(пиперидин-1-ил)бицикло [2.2.1]гептан-2-ол (5), получали из 4.82 г (30 ммоль) смеси изомеров соединения (1а,3а) или 6.15 г (30 ммоль) смеси изомеров соединения (1b,3b) и 5.1 г (60 ммоль) пиперидина. Выход из соединения (1а и 3а) 4.0 г (63.8 %), из соединения (1b и 3b) 4.5 г (71.8 %,), Тпл. 85–87°С. Найдено, %: С 75.25; Н 11.29; N 6.75. C13H23NO. Вычислено, %: С 74,64; Н 11.0; N 6.69.

6(5)-метил-3-(морфолин-4-ил)бицикло [2.2.1]гептан-2-ол (6) получа-ли из 4.82 г (30 ммоль) смеси изомеров соединения (1а, 3а) или 6.15 г (30 ммоль) (1b, 3b) и 4.8 г (60 ммоль) морфолина. Выход из соединения (1a и 3а) 4.14 г (65,4 %), из соединения (1b, 3b) 4,67 г (73,8 %), Тпл. 103–105°С. Найдено, %: С 67.85; Н 10.26; N 6.83. С12Н212. Вычислено, %: С 68.25; Н 9.95; N 6.64.

6(5)-Этенил-3-(пиперидин-1-ил)бицикло [2.2.1]гептан-2-ол(7), по-лучали аналогично примеру (6) 4.27 г (30 ммоль) смеси изомеров из соедиения (2а, 4а) или 6.51 г (30 ммоль) соединения (2b,4b) и 5.1 г (60 ммоль) пиперидина. Выход из соедиения (2а, 4а) Выход 4.21 г из соединения (2а, 4а) (63.0 %), 4.5 г из соединения (2b, 4b) (67.9 %,), Т.пл. 98–101°С. Найдено, %: С 75.87; Н 10.25; N 6.41. С14Н23NО. Вычислено, %: С 76.02; Н 10.40; N 6.33.

6(5)-Этенил-3-(морфолин-4-ил)бицикло [2.2.1]гептан-2-ол (8), полу-чали аналогично примеру (7) из 4.27 г (30 ммоль) смеси изомеров соединения (2а, 4а) или 6.51 г (30 ммоль) соединения (2b, 4b) и 5.2 г (60 ммоль) морфолина. Выход 4.58 г из соединения (2а, 4а) (68.5 %), 4.96 г из соединения (2b, 4b) (74.8 %,), Тпл.. 114–116.5°С. Найдено, %: С 69.79; Н 8.89; N 6.16. C13H21NO2. Вычислено, %: С 69.96; Н 9.42; N 6.3.

Обсуждение результатов

При окислительном гидроксибром(хлор)ировании эндо-, экзо-5-метил бицикло [2.2.1]гепт-2-енов(I) и эндо-, экзо-5-этенилбицикло [2.2.1]гепт-2-енов (II) в основном образуется смесь двух изомеров 5- и 6-метил(этенил)-3-бром(хлор) бицикло [2.2.1]гептан-2-олов, соотношение между которыми зависит от ориентации СН3- и СН2=СН- заместителей в исходном углеводороде.

Процесс синтеза N-замещенных алкил(алкенил)бицикло [2.2.1]гепт-2-енов осуществляли через стадии получения гидроксхлорид 1(a,b) и гидроксибромид 2(a,b) производных этих циклоолефинов по схеме(схема 1):

Схема 1

Где: X=Cl (1); Br (2); R=5-CH3 (a); 5-CH=CH2 (b)

Из предложенной схемы реакции видно, что использование окислителя NaOCl (или H2O2) в режиме in situ, в реакционной зоне создает благоприятные условия для генерирования и поляризации связей в переходном комплексе (А), приводящей к образованию активного оксигалогенидного HO--Hlg+ (Hlg=Cl, Br) интермедиата. Электрофильный ион Hlg+ быстро присоединяется к кратной связи субстрата, образуя карбокатион стабилизирующимся нуклеофилом-гидроксианионом, отщепляющимся от интермедиата.

В отсутствие гипохлорита натрия (или пероксида водорода) гидроксигалогенирование циклоолефинов не происходит, т. к. исходный НHlg без участии последних не может генерировать в водном растворе активный гидроксигалогенидный интермедиат.

На основании данных работы [9] и спектральных характеристик синтезированных продуктов реакций, отвечающих нормальной поляризации связи HO-Hlg, мы полагали, что их конфирмация также должна определяться следующими известными факторами [3]:

1) электрофил атакует кратную связь бицикло [2.2.1]гепт-2-енов с экзо- стороны;

2) в результате перегруппировки Вагнера-Мейервейна электрофил и нуклеофил могут занимать положение 7;

3) перегруппированный катион (в комплексе А, схема 1) атакуется нуклеофилам с эндо- стороны [9].

Согласно этому атом брома (или хлора) в продуктах 1 (а, b) и 2 (а, b) должен находиться в экзо- ориентации, а нуклеофильный гидроксил в эндо- ориентации в положении 7 по отношении СН3 или –СН=СН2 группы.

По данным ГЖХ анализа в продуктах реакции окислительного гидроксигалогенирования экзо-5-метил- (I) и экзо-5-этенилбициклогептенов (II) образуется смесь 5- и 6-метил(етенил)-3-хлор(бром)бициклогептан-2-олов. В случае исходного экзо- (I) и экзо- (II) наблюдалось некоторое преобладание 6-метил(этенил)бицикло [2.2.1]гептан-2-олов (IV, VI) (схема 2):

Схема 2

В случае же эндо- изомеров (I и II) была получена смесь двух изомеров присоединения электрофильных интермедиатов с преобладанием изомеров (VII) и (IX) (схема 3):

Схема 3

Следует отметить, что при наличии в молекуле двух двойных связей активность их в изучаемой реакции может быть иной, чем в соответствующих аналогах с одной кратной связью [10].

Углеводород (II) содержит в молекуле две двойные связи, этиленовую, сходную со связью в 3-метил-1-бутене и норборненовую, поэтому представляет интерес исследовать влияние растворителей с различной полярностью (ɛ) на направление накопления изомеров состава продуктов реакции и ориентации заместителей. Оказалось, что в присутствии СН3СООН или 1.4-диоксана, реакция протекала с участием только двойной связи бициклогептенового фрагмента, причем направление присоединения активного поляризованного интермедиата [Hlg+ — ОH-] зависит от положении этиленовой группы (схема 4):

Схема 4

Как видно из схемы 4 при использовании СН3СООН или 1.4-диоксана-(растворителей с низкой диссоцирующей способностью) в реакции участвует только норборненовая двойная связь, и ориентирующее влияние этиленовой двойной связи для эндо- расположенного изомера (II) выражено значительно сильнее, чем экзо-расположенного изомера (II). В продуктах реакции 6-этенил-3-хлор(бром)бицикло [2.2.1]гептан-2-ола вовсе не образуется.

В случае реакции 4-этенилциклогекс-1-ена [11], близкого по своему строению к углеводороду (II), реакция с участием водно тетрагидрофурановой смеси протекает также по более активной этиленовой двойной связи, хотя основным продуктом реакции является соответствующий диол. Если же углеводород содержит в молекуле бицикло- [2.2.1]гепт-2-еновую и циклопентеновую двойные связи, то, как показали авторы [12] на примере трицикло [5.2.1.02.6]циклододец-3.8-диена, независимо от использованного растворителя, реакция протекает преимущественно по бицикло [2.2.1]гептеновой двойной связи.

Различие в электроноакцепторных свойствах метил- и винильной групп не позволяет объяснить такую ориентацию (схема 4) только электронным влиянием заместителей, тем более, что углеводороды эндо- (II) и экзо- (II) склонны к предпочтительному образованию 2,3,5- и 2,3,6-три замещенных бициклогептанов. Возможно также влияние сольватного эффекта смешанных растворителей. Конформационная направленность взаимодействия активных форм компонентов реакции в переходном состоянии обусловливает преимущественное образование этих изомеров. Полученные результаты показывают, что выход и изомерный состав продуктов реакции при использовании воды (растворитель с высокой диэлектрической проницаемостью) и смешанных растворителей Н2О-СН3СООН, Н2О-О(СН2СН2)2О и Н2О- тетрагидрофуран, реакция протекает преимущественно с образованием эндо-изомера. Это свидетельствует о том, что растворитель влияет на относительную реакционную способность и не оказывает никакого влияния на взаимное положение присоединяющихся ОН, Br(Cl) групп, и они почти всегда занимают конформационно выгодное экзо- положение.

На основе полученных хлор(бром)бицикло [2.2.1]гептанолов (1a,b-4a,b) были синтезированы N-замещенные алкилбицикло [2.2.1]гептан-2-олы (5–8) по схеме (схема 5):

Схема 5

R1=CH3 (5,6), CH2=CH (7,8); R2,R3=(-CH2-)5 (5,7), (-CH2CH2)2O (6,8).

Выход и спектральные характеристики полученных N-замещенных алкилбицикло- [2.2.1]гептан-2-олов приведены в экспериментальной части. Необходимо отметить, что выход и изомерный состав продуктов реакции существенно зависят от изменения температурного режима. Повышение ее более 650С нецелесообразно, так как при этом реакция протекает с образованием 5–8 % продуктов перегруппировки Вагнера-Меервейна.

Из приведенных данных табл. 1 видно, что атомы Cl, Br, а также гидроксильная и винильная группа при атомах С (2), С (3) и С (5) оказывают практически одинаковое влияние на экранирование протонов Н (2), Н (3), Н (5) и мостиковых протонов Н (7). Химические сдвиги anti- и syn- мостиковых протонов [Н (7)anti и Н (7)syn] также значительно отличаются (примерно на 0.4 м.д). Протон Н (7)анти испытывает парамагнитное влияние близко расположенного к нему экзо-атома галогена при атоме С (3) и гидроксильной группе при атоме С (2). Влияние заместителей на экранирование узловых протонов Н (1) и Н (4) незначительно (~0,25 м.д.). В то же время значительное пространственное взаимодействие эндо-заместителей (СН3- и –СН=СН2) приводит к сильному дезэкранированию разделенного четырьмя связями эндо-протонов [Н (6) эндо] в соединении I и II, и его сигнал лежит в заметно более слабом поле (примерно на 0.4–0.5 м.д) по сравнению с соответствующими экзо-протонами. Региоселективность присоединения галогена и гидроксильной группы доказывается при сопоставлении химических сдвигов 1Н и 13С групп С(2)Н(2)Х и С(2)Н(2)Y (X=Cl или Br, Y=(OH), определенных при использовании методов H-C-COSY и селективного двойного резонанса и 13С-{1Н } [8].

Значения химических сдвигов 13С для продуктов 1 и 2, а также 3 и 4 (a, b) (табл. 2) хорошо согласуются с теоретическими представлениями. Парные взаимодействия 3 (Cl и Br) и 2 (-ОН) производных в соединениях 1÷4 (a, b) на экранирование являются существенными, особенно для атомов углерода, связанных с атомами галогена (Cl и Br).


Tаблица 1

Химические сдвиги ядер 1Н (м.д.) иКССВ 1Н-1Н (Гц) вхлор(бром)бицикло [2.2.1]гептанолах (CDCl3)

№ Cоед

Н (1)

Н (2)

Н (3)

Н (4)

Н (5)

Н (6)

Н (7)

Н (8)

Н (9)

Н (10)

1a

2.048

J1.2 exo=6.8

3.49

J2.3=7.3

3.52

J3.7 anti=7.0

1.77

J4.5 endo=6.6

J4.7 syn=7.0

1.63

J5.6 endo=6.6

J5.4 endo=7.0

endo:1.53

exo:1.28

syn:2.15

anti:1.89

J5 endo,7=7.0

J7.7 =-10.2

0.98

J8.5 =6.9

3.60

H (-OH)

1b

2.051

J1.2 exo=7.0

3.59 J2.4 exo=7.1

3.46 J3.6

endo=7.0

1.87 J4.5 endo =J4.7 syn=7.2

1.65 J5.6 endo= 7.3 J5.8 endo =6.9

endo:1.52

exo:1.26

syn:2.14

anti:1.90

0.97

J8.5 =6.9

3.60

H (-OH)

2a

2.04

J1.2 exo=7.1

J6 endo,1=-12.5

3.48

J2.3 endo=7.2

3.50

J3.4 endo=7.1

1.79

J4.5 endo=7.2

2.13

J5.6 endo=7.1

J5.8 endo=6.3

endo:1.51

exo:1.26

syn:2.15

anti:1.89

J5 endo,7=7.1

J7.7 =-10.3

5.82

J8.9 =10.2

J8.1 =6.9

J8.5 =6.3

4.98

J10.8 =16.8

J10.9 =2.1

J10.5 =-1.0

4.92

J9.8 =10.3

J9.1 =2.1

J9.5 =1.0

2b

2.05

J1.2 exo=7.0

J6 endo,1=-12.4

3.58

J2.4 exo=7.1

3.48

J3.6 endo=7.0

2.06

J4.5 endo= =J4.7 syn=7.2

2.14

J5.6 endo=7.1

J5.8 endo=6.2

endo:1.54

exo:1.27

syn:2.15

anti:1.91

5.82

J8.9 =10.2

J8.1 =6.9

J8.5 =6.3

4.98

J10.8 =16.8

J10.9 =2.1

J10.5 =-1.0

4.92

J9.8 =10.3

J9.1 =2.1

J9.5 =1.0

3a

2.03

J1.2 exo=7.0

3.49

J2.3=7.2

3.51

J3.7 anti=7.0

1.76

J4.5 endo=7.1 J4.7 syn=7.0

1.62

J5.6 endo=6.8

J5.4 endo=7.0

endo:1.51

exo:1.26

syn:2.15

anti:1.89

J5 endo,7=7.0

J7.7 =-10.2

0.98

J8.5 =6.9

3.60

H (-OH)

3b

2.04

J1.2 exo=7.0

J6 endo,1=-12.5

3.58

J2.4 exo=7.1

3.48

J3.6 endo=7.1

1.86

J4.5 endo= =J4.7 syn=7.1

1.64

J5.6 endo=7.2

J5.8 endo=6.8

endo:1.53

exo:1.27

syn:2.14

anti:1.89

J8.5 =6.9

3.60

H (-OH)

4a

2.04

J1.2 exo=7.0

J6 endo,1=-12.3

3.49

J2.3 endo=7.2

3.51

J3.7 anti=7.0

1.81

J4.5 endo=7.2

2.12

J5.6 endo=7.1

J5.8 endo=6.2

endo:1.54

exo:1.28

syn:2.15

anti:1.89

5.82

J8.9 =10.2

J8.1 =6.9

J8.5 =6.3

4.99

J10.8 =16.9

J10.9 =2.1

J10.5 =-1.0

4.94

J9.8 =10.3

J9.1 =2.1

J9.5 =1.0

4b

2.038

J1.2 exo=7.1

J6 endo,1=-12.4

3.58

J2.3 endo=7.2

3.47

J3.6 endo=7.1

2.86

J4.5 endo=7.2

2.14

J5.6 endo=7.1

J5.8 endo=6.2

endo:1.54

exo:1.28

syn:2.15

anti:1.89

5.82

J8.9 =10.2

J8.1 =6.9

J8.5 =6.3

5.01

J10.8 =16.8

J10.9 =2.1

J10.5 =-1.0

4.95

J9.8 =10.3

J9.1 =2.1

J9.5 =1.0


Tаблица 2

Химические сдвиги 13С (м.д.) хлор(бром)бицик-ло [2.2.1]гептанолов (CDCl3)

Cоединение

С (1)

С (2)

С (3)

С (4)

С (5)

С (6)

С (7)

С (8)

С (9)

1a

1b

2a

2b

3a

3b

4a

4b

38.6

40.0

39.0

40.2

38.6

39.8

38.9

40.3

77.8

78.9

78.0

79.0

77.8

79.0

77.8

80.0

67.0

59.8

67.5

60.2

66.9

59.7

67.2

60.0

52.0

51.7

37.6

38.3

52.0

51.6

32.4

38.5

31.7

33.0

36.3

37.4

31.5

33.0

31.5

37.6

31.4

31.0

31.4

31.2

31.2

31.0

28.9

31.3

28.6

30.0

29.0

30.0

28.6

29.8

28.9

30.0

18.0

18.0

142

142

17.8

17.6

141.8

142

115

114.6

115

114.8

Выводы

  1. Исследована реакция гидроксигалогенирования экзо- и эндо-5-метил-, 5-этенилбицикло [2.2.1]гептан-2-енов при температуре 20–50ºС с использованием пероксида водорода и галогеноводородных кислот. Установлено, что в системе HHlg+окислитель генерируется электрофильный HОHlg и в режиме “in situ” присоединяется к двойной связи субстрата.
  2. Установлено, что ориентация электрофильного интермедиата контролируется не только влиянием электрона заместителя, но и сольватным эффектом смещанных систем растворителей, а также конформационной направленностью взаимодействия в активированных компонентах переходного состояния, что обуславливает преимущественное образование изомерных продуктов реакции.
  3. Установлено, что в экзоизомерах продуктов как гидроксигалогенирования, так и аманолиза преобладают 5-метил-, 5-этенил-3-хлор(бром)бицикло [2.2.1]гептан-2-олы и 5-метил-, 5-этенил-3-аминобицикло [2.2.1]гептан-2-олы, а в случае эндоизомеров 6-метил- и 6-этенил производные.

Литература:

  1. Смит В. А. Новое в реакциях электрофильного присоединения по двойной связи. ВХО им.Д. И. Менделеева.1977, т.22, с.300–314
  2. Зык Н. В., Белоглазкина Е. К., Тюрин В. С., Гришин Ю. К. Изв. А. Н. Сер. Хим., 1997, №, с.517 [Russ. Chem. Bull., 1997, 46, p.4961 (Engl. Transl.)]
  3. Зык Н. В., Белоглазкина Е. К., Тюрин В. С., Гришин Ю. К. Регио и стереохимические аспекты бромхлорирования норборнена. Изв. А. Н. Сер. Хим., 1998, № 11, с. 2290–2295
  4. Faktor A., Taylor T. G. Oxymercuration of strained olefins. Effect of neighboring groups, J. Org. Chem.1968, Vol.33, Issue 7, p.p.2607–2614
  5. Садыгов О. А., Алимарданов Х. М., Исмаилова Ш. И. Индуктивное гидроксигалогенирование бицикло [2.2.1]гептенов и синтез аминоспиртов на основе продуктов реакции, ЖОХ, 2018, Т.88, Вып.5, с.717–723. Sadygov O. A., Alimardanov Kh.M., and Ismailova Sh.I. [Russ. J. Gen. Chem., 2018, Vol.88, No. 5, pp.862–868. doi 10.1134/S1070363218050031
  6. Алимарданов Х. М., Садыгов О. А., Бабаев Н. Р., Исмаилова Ш. И., Султанова С. А. N-замещенные аминометоксибицикло [2.2.1]гептенолы и их антимикробная активность в смазочноохлождающих жидкостях и маслах, ЖОрХ, 2018, Т.54, Вып.3, с.1–11
  7. О. А. Sadygov, Kh.М. Alimardanov, Sh.I. Ismayilova Synthesis of aminoalcohols based on hydroxyhalogen derivatives of bicycloheptene and aliphatic amines, The journal “Processes of Petrochemistry and oil Refining” (PPOR), Vol. 19, No. 3, 2018, pp.265–273
  8. Дероум А. Э. Современны методы ЯМР для химических исследований, М.: Мир, 1982, 403 с. [A. E. Derome, Modern NMR Techniques for Chemistry Research, Perqamon Press, Oxford, 1997]
  9. Zefirov N. S., Sadovaya N. K., Novgorotseva L. A., Achmedova R.Sh., Baranov S. V. and Badrikov I. V. New method for increasing of effective electrophilicity of weak electrophiles in addi-tion reactions. Rearrangements and cis-addition in reactions of sulphenyl chlorides with norbornene and dimethoxybenzonorbornadiene, Tetrahedron, 1979, Vol. 35, Issue 23, pp. 2759–2765
  10. Takaishi N., Fujikura V., Inamoto Y. Oxymercuration-demercuration and hydroboration-oxidation of endo-tricyclo [5.2.2.02,6]undeca-3,8-diene. Stereospecific oxymercuration leading to the 4-exo-hydroxy derivative, J.Org. Chem., 1975, Vol. 40, Issue 25, pp.3767–3772
  11. Brown H. C., Geoghegan Ph.J., Lynch G. J., Kurek J. T. Solvomercuration-demercuration. IV. Monohydration of representative dienes via oxymercuration-demercuration, J. Org. Chem., 1972, Vol. 37, Issue 12, pp. 1941–1947
  12. Wilder P., Portis A. R., Wright G. W., Shepherd J.M, Oxymercuration-demercuration and hydroboration-oxidation of endo-dicyclopentadiene (endo-tricyclo [5.2.1.02,6]deca-3,8-diene), J. Org. Chem., 1974, Vol. 39, Issue 12, pp. 1636–1641
  13. Добросердова И. Б., Анисимов А. Б. Практикум по нефтехимическому синтезу. М.: МГУ, 1981, 109 с.
  14. Садыгов О. А., Алимарданов Х. М., Аббасов М. Ф. Синтез галогенгидринов 5-алкилбицикло [2.2.1]гептенового ряда с использованием систем индуцирующих электрофильные реагенты, Журнал Общей Химии, 2009, т.79, Вып.8, с.1338–1343; Sadygov O. A., Alimardanov Kh.M., Abbasov M. F. Russ. J. Gen. Chem., 2009, Vol.79, No. 8, p.1668. doi 10.1134/S1070363209080192
  15. Бабко А. К., Пятницкий И. В. Количественный анализ. М.: ВШ, 1962, 508с.
Основные термины (генерируются автоматически): двойная связь, смесь, соединение, схема, хлор, реакция, выход, бром, изомер соединения, кратная связь, атом С, продукт реакции, конформационная направленность взаимодействия, реакционная масса, преимущественное образование, переходное состояние, изомер.


Похожие статьи

Модели для визуализации молекул фуллеренов Сn и числа...

Но наиболее стабильный изомер (рис.1) имеет структуру усеченного икосаэдра, в которой отсутствуют двойные связи в пентагонах

Показано, что в каркасе С70 наиболее реакционно способной является связь между атомами углерода пентагонов и гексагонов, а затем связи...

Детализация механизма самоорганизации в гомогенной реакции...

Наблюдаемая химическая реакция является экзотермической, сопровождается выделением теплоты, вследствие разрыва связей, образования связей продуктов реакции, что отражается на спектральном испускании окраски раствора, а именно энергия фотонов уменьшается от 2...

Программное обеспечение для вычисления степени ионности...

Химической связью называют электромагнитное взаимодействие атомов

Водородной связью называют связь между атомом с высокой электроотрицательностью и атомом

Степень ионности связи можно вычислить по канонической формуле Лайнуса Полинга.

Синтез и квантово-химические характеристики нового азокрасителя

В химии синтетических органических соединений особое развитие приобрели направления тонкого

Выход- 30,48 г (91 %). Таблица 1. Физико-химические параметры красителя.

В связи с этим возникает вопрос о точности вычисления геометрии органических соединений...

Химические свойства производного азофенолов

Катализатор, вероятно поляризует связь Br-Br, способствуя образованию σ-связи между теперь уже электрофильным концом молекулы брома и атомом углерода кольца: Изучены химические превращения производных азофенола: реакция йодирования протекает по...

Синтез и вероятный механизм образования...

Обычно реакцию азосочетания ведут таким образом, чтобы к её концу в реакционной массе

В результате азогруппа не линейная, что обусловливает существование цис- и транс-изомеров азосоединения [3]. Стабильна транс-форма, которая превращается в цис-изомер при...

Синтез новых производных дифeнилкарбазона на основе...

В связи с этим на основании продуктов реакции дифенилкарбазона с α-хлор-алкил и алкенилоксиметил эфирами, а так же на основе реакции этих эфиров с алкоксиметил-хлорированными 1-метил и 4-винилциклогексеном была проведена реакция с хлоразоном и...

Синтез новых производных cульфадимезина на основе...

Эти новые соединения (особенно соединения V-VIII), содержащие несколько

В связи с этим, в результате продолженных работ по синтезу и исследованию, нами на основе

На втором этапе была проведена реакция a-хлор-алкил и алкенилоксиметил эфиров с сульфадимезином...

Анализ физико-химических свойств альфа- и бета-нафтолов...

Фенолы способны вступать в многообразные химические реакции как по гидроксильной группе, так и по

Сущность реакции состоит в замене оксигруппы на аминогруппу при взаимодействии фенолов с

Эта смесь может быть разделена вследствие большей летучести орто-изомера...

Похожие статьи

Модели для визуализации молекул фуллеренов Сn и числа...

Но наиболее стабильный изомер (рис.1) имеет структуру усеченного икосаэдра, в которой отсутствуют двойные связи в пентагонах

Показано, что в каркасе С70 наиболее реакционно способной является связь между атомами углерода пентагонов и гексагонов, а затем связи...

Детализация механизма самоорганизации в гомогенной реакции...

Наблюдаемая химическая реакция является экзотермической, сопровождается выделением теплоты, вследствие разрыва связей, образования связей продуктов реакции, что отражается на спектральном испускании окраски раствора, а именно энергия фотонов уменьшается от 2...

Программное обеспечение для вычисления степени ионности...

Химической связью называют электромагнитное взаимодействие атомов

Водородной связью называют связь между атомом с высокой электроотрицательностью и атомом

Степень ионности связи можно вычислить по канонической формуле Лайнуса Полинга.

Синтез и квантово-химические характеристики нового азокрасителя

В химии синтетических органических соединений особое развитие приобрели направления тонкого

Выход- 30,48 г (91 %). Таблица 1. Физико-химические параметры красителя.

В связи с этим возникает вопрос о точности вычисления геометрии органических соединений...

Химические свойства производного азофенолов

Катализатор, вероятно поляризует связь Br-Br, способствуя образованию σ-связи между теперь уже электрофильным концом молекулы брома и атомом углерода кольца: Изучены химические превращения производных азофенола: реакция йодирования протекает по...

Синтез и вероятный механизм образования...

Обычно реакцию азосочетания ведут таким образом, чтобы к её концу в реакционной массе

В результате азогруппа не линейная, что обусловливает существование цис- и транс-изомеров азосоединения [3]. Стабильна транс-форма, которая превращается в цис-изомер при...

Синтез новых производных дифeнилкарбазона на основе...

В связи с этим на основании продуктов реакции дифенилкарбазона с α-хлор-алкил и алкенилоксиметил эфирами, а так же на основе реакции этих эфиров с алкоксиметил-хлорированными 1-метил и 4-винилциклогексеном была проведена реакция с хлоразоном и...

Синтез новых производных cульфадимезина на основе...

Эти новые соединения (особенно соединения V-VIII), содержащие несколько

В связи с этим, в результате продолженных работ по синтезу и исследованию, нами на основе

На втором этапе была проведена реакция a-хлор-алкил и алкенилоксиметил эфиров с сульфадимезином...

Анализ физико-химических свойств альфа- и бета-нафтолов...

Фенолы способны вступать в многообразные химические реакции как по гидроксильной группе, так и по

Сущность реакции состоит в замене оксигруппы на аминогруппу при взаимодействии фенолов с

Эта смесь может быть разделена вследствие большей летучести орто-изомера...

Задать вопрос