CC BY
6
Раздел 02.00.03
Органическая химия
УДК 547.39 + 544.47 DOI: 10.17122/bcj-2021-1-5-7
М. Г. Игнатишина (асп.), П. С. Хлебникова (студ.), Г. Р. Закариева (студ.), Р. Н. Шахмаев (к.х.н., доц.), В. В. Зорин (чл.-корр. АН РБ, д.х.н., проф., зав. каф.)
СТЕРЕОНАПРАВЛЕННЫЙ СИНТЕЗ ЭТИЛ (2E,4Z)-6-ФЕНИЛ-4-(ФЕНИЛМЕТИЛИДЕН)ГЕКС-2-ЕН-5-ИНОАТА
Уфимский государственный нефтяной технический университет, кафедра биохимии и технологии микробиологических производств 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1; тел. (347) 2431935, e-mail: [email protected]
M. G. Ignatishina, P. S. Khlebnikova, G. R. Zakarieva, R. N. Shakhmaev, V. V. Zorin
STEREODIRECTED SYNTHESIS OF ETHYL (2E,4Z)-6-PHENYL-4-(PHENYLMETHYLIDENE)HEX-2-EN-5-YNOATE
Ufa State Petroleum Technological University 1, Kosmonavtov Str, 450062, Ufa, Russia; ph. (347) 2431935, e-mail: [email protected]
Осуществлен стереоселективный синтез (2£,42)-6-фенил-4-(фенилметилиден)гекс-2-ен-5-иноата на основе Pd/Cu-катализируемого кросс-сочетания фенилацетилена с (22)-2-иод-3-фенилпроп-2-еналем, полученным иодированием доступного коричного альдегида молекулярным иодом в присутствии 4-диметиламинопи-ридина (DMAP). Кросс-сочетание (2Z)-2-иод-3-фенилпроп-2-еналя с фенилацетиленом в присутствии каталитической системы Pd(PPh3)2Cl2/CuI и диизопропиламина в качестве основания с последующим однореакторным олефинировани-ем триэтилфосфоноацетатом при комнатной температуре дает целевой (2£,,4Z)-6-фенил-4-(фенил-метилиден)гекс-2-ен-5-иноат с выходом 71%.
Ключевые слова: енины; кросс-сочетание; реакция Соногашира; этил (2£,,4Z)-6-фенил-4-(фенилметилиден)гекс-2-ен-5-иноат.
Stereoselective synthesis of ethyl (2£,4Z)-6-phenyl-4-(phenylmethylidene)hex-2-en-5-ynoate based on Pd/Cu-catalyzed cross-coupling of phe-nylacetylene with (2Z)-2-iodo-3-phenylprop-2-enal has been carried out. The starting (2Z)-2-iodo-3-phenylprop-2-enal was obtained by iodina-tion of available cinnamaldehyde with molecular iodine in the presence of 4-dimethylaminopyridine (DMAP). Cross-coupling of (2Z)-2-iodo-3-phenyl-prop-2-enal with phenylacetylene in the presence of the Pd(PPh3)2Cl2/CuI catalytic system and diisopro-pylamine as a base, followed by one-pot olefination with triethyl phosphonoacetate at room temperature gives the target ethyl (2£,4Z)-6-phenyl-4-(phenylmethylidene)hex-2-en-5-ynoate in 71% yield.
Key words: cross-coupling; enynes; ethyl (2E,4Z)-6-phenyl-4-(phenylmethylidene)hex-2-en-5-ynoate; Sonogashira coupling.
Pd/Cu-катализируемое сочетание винил-галогенидов с терминальными алкинами (реакция Соногашира) относится к наиболее эффективным и востребованным методам стереонап-равленного синтеза линейных сопряженных енинов 1—4. В качестве электрофильных партнеров с успехом используются как традиционные винилбромиды и винилиодиды, так и мало-реакционноспособные винилхлориды с терминальной галогеналкенильной группировкой 5-8.
Нами исследована возможность синтеза этил (2£',4Z)-6-фенил-4-(фенилметилиден)-гекс-2-ен-5-иноата (1) — перспективного росто-Дата поступления 12.12.20
9
регулирующего агента на основе сочетания Соногашира фенилацетилена с (2Z)-2-иод-3-фенилпроп-2-еналем 2. В отличие от нормальных линейных винилгалогенидов известно весьма ограниченное количество примеров использования подобных электрофилов
с расширенной ^-системой в реакциях кросс -10—12
сочетания .
Иодирование доступного коричного альдегида 3 молекулярным иодом в присутствии 4-диметиламинопиридина (DMAP) в качестве нуклеофильного катализатора 13 дает (2Z)-2-иод-3-фенилпроп-2-еналь (2) с выходом 77% 14. Кросс-сочетание 2 с фенилацетиленом
В присутствии PdCl2(PPh3)2, CuI и диизопро-пиламина с образованием соответствующего енинового альдегида и олефинирование последнего in situ триэтилфосфоноацетатом приводит к целевому диенину 1 с выходом 71% (схема 1).
One-pot реакция протекает с полной (E)-стереоселективностью вновь образованной С=С двойной связи и сохранением конфигурации иод-несущей двойной связи. Структура диенина 1 подтверждена данными хромато-масс-спектрометрии и ЯМР-спектроскопии. (2E,4Z)-Kонфигурация была установлена на основе большой КССВ (/2,3 = 15.2 Гц) виниль-ных протонов и корреляции NOESY между H-3 и бензилиденовым протоном.
Экспериментальная часть
Спектры ЯМР 1Н и С записаны в CDCl3 на приборе AV-500 [500.13 (1H) МГц и 125.76 МГц (13С)]. Химические сдвиги в спектрах ЯМР измеряли относительно ТМС, в спектрах ЯМР 13С относительно сигнала растворителя (SC 77.00 м.д.). Хромато-масс-спектраль-ный анализ проводили на приборе GCMS-QP2010S Shimadzu (электронная ионизация при 70 эВ, диапазон детектируемых масс 33— 500 Да). Использовали капиллярную колонку HP-1MS (30 м х 0.25 мм х 0.25 мкм), температура испарителя 300 °C, температура ионизационной камеры 200 оО Анализ проводили в режиме программирования температуры от 50 до 300 ^ со скоростью 10 оО/мин, затем при 300 ^ в течение 5 мин, газ-носитель — гелий (1.1 мл/мин).
(2Z)-2-Иoд-3-фенилпрoп-2-еналь (2). Смесь 1.32 г (0.01 моль) коричного альдегида 3, 3.81 г (0.015 моль) иода, 1.66 г (0.012 ммоль) K2CO3 и 0.244 г (2 ммоль) DMAP в 40 мл смеси водного тетрагидрофурана (1:1) перемешивали при комнатной температуре 24 ч. Затем реакционную смесь последовательно обрабатывали насыщенным раствором тиосульфата натрия и дихлорметаном (3 х 20 мл), объединенные органические фазы сушили
MgSO4 и концентрировали. Продукт реакции очищали методом колоночной хроматографии №02, гексан—этилацетат, 9:1). Выход 1.98 г (77 %). Спектр ЯМР 1Н, 5, м. д.: 7.47-7.53 м (3Н, СНаром ), 7.98-8.02 м (2Н, СНаром ), 8.09 с (1Н, С3Н), 8.78 с (1Н, С1Н). Спектр ЯМР 13С, 5, м.д.: 105.8 (С2), 128.6 (2СНаром), 130.4
(2СНаром.), 131.6 (СНаром.), 134.0 (Cаром.),
155.8 (С3), 189.0 (С1). Масс-спектр, т/г (10 %): 258 (64) [М]+, 131 (30), 130 (49), 103 (100), 102 (66), 77 (98), 76 (30), 53 (30), 51 (55), 50 (33).
Этил (2£,4Z)-6-фeнил-4-(фeнилмeтили-ден)гекс-2-ен-5-иноат (1). К суспензии 0.181 г (0.7 ммоль) винилиодида 2, 13 мг (0.07 ммоль) Си1, 25 мг (0.035 ммоль) Рё(РРЬ3)2С12 и 0.283 г (2.8 ммоль) диизопропиламина в 2 мл сухого ацетонитрила прибавили 0.086 г (0.84 ммоль) фенил ацетилена. Реакционную смесь перемешивали 4 ч при комнатной температуре в атмосфере аргона. Затем прибавляли 0.224 г (1 ммоль) триэтилфосфоноацетата и 42 мг ЫС1 (1 ммоль) и перемешивали еще 15 ч. Реакционную смесь обрабатывали водой и экстрагировали этил ацетатом (3 х 3 мл). Объединенные органические фазы промывали насыщенным раствором КаС1, сушили MgS04 и концентрировали при пониженном давлении. Остаток очищали методом колоночной хроматографии ^Ю2, гексан — этилацетат, 95:5). Выход 0.15 г (71%), маслообразное вещество. Спектр ЯМР *Н, 5, м. д.: 1.33 т (3Н, СН3, /=7.1 Нг), 4.26 к (2Н, СН20, /=7.1 Нг), 6.48 д (1Н, С2Н, / = 15.2 Нг), 7.02 с (1Н, СЫРЬ), 7.33-7.42 м (6Н, СНаром), 7.50 д (1Н, С3Н, /=15.2 Нг), 7.55-7.57 м (2Н, СНаром ), 8.00 д (2Н, СНаром , /=7.4 Нг). Спектр ЯМР 13С, 5, м.д.: 14.3 (СН3), 60.5 (СН20), 84.6 (С5), 98.5 (С6), 118.7 (С4), 120.7 (С2), 122.6 (Саром.), 128.5
(4СНаром.Х 128.9 (СНаром.Х 129.7 (СНаром.Х
129.8 ^ОТаром), 131.6 ^ОТаром), 135.6 ^аром.), 143.2 (CHPh), 146.1 (C3), 167.0 (C1). Масс-спектр, m/z (1отн, %): 302 (43) [M]+, 273 (52), 230 (24), 229 (100), 228 (84), 227 (28), 226 (36), 202 (29), 113 (21), 105 (40).
1.
-Ph
O
I2, DMAP
K2CO2 THF
O Pd(PPh3)2Cl2, CuI, г-PrNH MeCN
2. (EtO)2P(O)CH2CO2Et, LiCl
O
OEt
Ph
Схема 1
Литература
1. Negishi E.I., Anastasia L. Palladium-catalyzed alkynylation // Chem. Rev.- 2003.- V.103.-Pp.1979-2018.
2. Chinchilla R., Najera C. The Sonogashira reaction: A booming methodology in synthetic organic chemistry // Chem. Rev.- 2007.-V.107.- Pp.874-922.
3. Шахмаев Р.Н., Сунагатуллина А.Ш., Абдулли-на Э.А., Зорин В.В. Pd-катализируемый синтез 2-алкинилпроизводных 19 Д 28-эпокси-18 а-оле-ан-1-ен-3-она // ЖОрХ.- 2017.- Т.53, №11.-
C.1668-1672.
4. Игнатишина М.Г., Сулейманова А.Р., Шахмаев Р.Н., Зорин В.В. Pd/Cu-катализируемый синтез (2£)-2-бензилидендец-3-иналя // Баш. хим. ж.- 2019.- Т.26, №2.- С.30-32.
5. Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions and More / Ed. by de Meijere A., Brase S., Oestreich M.- N.-Y.: Wiley-VCH, 2014.- 1576 p.
6. Shakhmaev R.N., Sunagatullina A.Sh., Akimova
D.A., Zorin V.V. Stereoselective Synthesis of Pear Ester // Chem. Nat. Compd.- 2017.-V.53, №6.- Pp.1017-1019.
7. Шахмаев Р.Н., Сунагатуллина А.Ш., Акимова Д.А., Зорин В.В. Fe-катализируемый синтез метил-(2£,,4Z)-дека-2,4-диеноата - компонента половых феромонов гравера обыкновенного и фасолевой зерновки. // ЖОХ.- 2017.- Т.87, №7.- С.1211-1213.
8. Шахмаев Р.Н., Сунагатуллина А.Ш., Абдулли-на Э.А., Зорин В.В. Pd-Cu-катализируемый синтез алк-5-ен-7-ин-2-онов // ЖОХ.- 2018.-Т.88, №10.- С.1711-1713.
9. Patent JP №2016160246. Cis cinnamic acid analog and gravitropism modifier / Fujii Y., Wasano N., Tamura N., Shindo M., Matsumoto K. // 2016.
10. Zeng X., Hu Q., Qian M., Negishi E. Clean inversion of configuration in the Pd-catalyzed cross-coupling of 2-bromo-1,3-dienes // J. Am. Chem. Soc.- 2003.- V.125, №45.- Pp.1363613637.
11. Shakhmaev R.N., Ignatishina M.G., Zorin V.V. Stereodivergent synthesis of 2-alkynyl buta-1,3-dienes using Sonogashira coupling with controllable retention or inversion of olefin geometry // Tetrahedron Lett.- 2020.- V.61, №10.- P.151565.
12. Zeng X., Qian M., Hu Q., Negishi E. Highly stereoselective synthesis of (1£)-2-methyl-1,3-dienes by palladium-catalyzed trans-selective cross-coupling of 1, 1-dibromo-1-alkenes with alkenylzinc reagents // Angew. Chem., Int. Ed.- 2004.- V.43, №17.- Pp.2259-2263.
13. Krafft M.E., Cran J.W. A convenient protocol for the а-iodination of ав-unsaturated carbonyl compounds with I2 in an aqueous medium // Synlett.- 2005.- №8.- Pp.1263-1266.
14. Шахмаев Р.Н., Сунагатуллина А.Ш., Игнатишина М.Г., Юнусова Э.Ю., Зорин В.В. Синтез (2E)-5-фенилпент-2-ен-4-иноата // ЖОрХ.-2019.- Т.55, №6.- С.976-979.
References
1. Negishi E.I., Anastasia L. [Palladium-catalyzed alkynylation]. Chem. Rev., 2003, vol.103, pp.1979-2018. doi: 10.1021/cr020377i.
2. Chinchilla R., Najera C. [The Sonogashira reaction: A booming methodology in synthetic organic chemistry]. Chem. Rev., 2007, vol.107, pp.874-922. doi: 10.1021/cr050992x.
3. Shakhmaev R.N., Sunagatullina A.Sh., Abdullina E.A., Zorin V.V. [Pd-catalyzed synthesis of 2-alkynyl derivatives of 190,28-epoxy-18a-olean-1-en-3-one]. Russian Journal of Organic Chemistry, 2017, vol.53, no.11, pp.1705-1709. doi: 10.1134/S1070428017110173.
4. Ignatishina M.G., Suleimanova A.R., Shakhmaev R.N., Zorin V.V. Pd/Cu-kataliziruyemyi sintez (2E)-2-benzilidendets-3-inalya [Pd/Cu-catalyzed synthesis of (2E)-2-benzylidenedec-3-ynal]. Bash-kirskii khimicheskii zhurnal [Bashkir Chemical Journal], 2019, vol.26, no.2, pp.30-32.
5. [Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions and More]. Ed. by de Meijere A., Brase S., Oestreich M. N.-Y., Wiley-VCH, 2014, 1576 p.
6. Shakhmaev R.N., Sunagatullina A.Sh., Akimova D.A., Zorin V.V. [Stereoselective Synthesis of Pear Ester]. Chem. Nat. Compd., 2017, vol.53, no.6, pp.1017-1019. doi: 10.1007/s10600-017-2191-0.
7. Shakhmaev R.N., Sunagatullina A.S., Akimova
D.A., Zorin V.V. [Fe-catalyzed synthesis of methyl-(2E,4Z)-deca-2,4-dienoate, a component of sex pheromones of Pityogenes chalcographus and Acanthoscelides obtectus]. Russian Journal of General Chemistry, 2017, vol.87, no.7, pp. 1638-1640. doi: 10.1134/S1070363217070325
8. Shakhmaev R.N., Sunagatullina A.S., Abdullina
E.A., Zorin V.V. [Pd-Cu-catalyzed synthesis of alk-5-en-7-yn-2-ones]. Russian Journal of General Chemistry, 2018, vol. 88, no. 10, pp.2197-2199. doi: 10.1134/S1070363218100274.
9. Fujii Y., Wasano N., Tamura N., Shindo M., Mat-sumoto K. [Cis cinnamic acid analog and gravi-tropism modifier]. Patent JP no.2016160246, 2016.
10. Zeng X., Hu Q., Qian M., Negishi E. [Clean inversion of configuration in the Pd-catalyzed cross-coupling of 2-bromo-1,3-dienes]. J. Am. Chem. Soc., 2003, vol.125, no.45, pp.1363613637. doi: 10.1021/ja0304392.
11. Shakhmaev R.N., Ignatishina M.G., Zorin V.V. [Stereodivergent synthesis of 2-alkynyl buta-1,3-dienes using Sonogashira coupling with controllable retention or inversion of olefin geometry]. Tetrahedron Lett., 2020, vol.61, no.10, 151565. doi: 10.1016/j.tetlet.2019.151565.
12. Zeng X., Qian M., Hu Q., Negishi E. [Highly stereo-selective synthesis of (1E)-2-methyl-1,3-dienes by palladium-catalyzed trans-selective cross-coupling of 1, 1-dibromo-1-alkenes with alkenylzinc reagents]. Angew. Chem., Int. Ed., 2004, vol.43, no.17, pp.2259-2263. doi: 10.1002/anie.200353022.
13. Krafft M.E., Cran J.W. [A convenient protocol for the a-iodination of a, 0-unsaturated carbonyl compounds with I2 in an aqueous medium]. Synlett., 2005, no.8, pp.1263-1266. doi: 10.1055/s-2005-868495.
14. Shakhmaev R.N., Sunagatullina A.Sh., Ignatishina M.G., Yunusova E.Yu., Zorin V.V. [Synthesis of ethyl (2E)-5-phenylpent-2-en-4-ynoate]. Russian Journal of Organic Chemistry, 2019, vol.55, no.6, pp.897-899. doi: 10.1134/S1070428019060253.
