Синтез полициклических азотсодержащих соединений на основе продуктов автоконденсации циклогексанона

Full Text

Обоснование. Реакцией альдольно-кротоновой конденсации (автоконденсации) сопровождаются многие процессы промышленной переработки циклогексанона. Это связано с его высокой химической активностью [1]. В связи с чем промышленный синтез капролактама, полиамида, адипиновой кислоты и других востребованных соединений зачастую осложняется проблемой квалифицированного использования побочных продуктов автоконденсации. Так, в нашей работе предлагается трансформация бициклических продуктов автоконденсации циклогексанона в первичные, вторичные и третичные амины, потенциально обладающие антикоррозионной и биологической активностью, также они могут быть использованы как промежуточные соединения на пути синтеза многих востребованных продуктов. Кроме того, в литературе известно лишь три работы, посвященные получению оснований Манниха и енаминов на основе 2-циклогексенилциклогексанона 1 [2–4], что придает фундаментальный характер исследованию сочетания стерически затрудненных α-замещенных кетонов с аминами.

Цель — разработка методов синтеза полициклических аминов на основе продуктов автоконденсации циклогексанона.

Методы. Анализ литературы, проведение лабораторных синтетических и оптимизационных экспериментов по восстановительному аминированию кетона 1. Структуры полученных соединений надежно установлены с помощью ЯМР 1Н,13С спектроскопии.

Результаты. Синтез третичных аминов может быть проведен методом одностадийного восстановительного аминирования кетона 1 вторичными аминами в присутствии хемоселективного восстановителя NaBH(OAc)₃ в среде дихлорэтана. В связи с тем, что структура кетона 1 содержит хиральный и прохиральный атомы углерода, полученный вторичный амин представляет собой смесь двух диастереомеров, что и было подтверждено экспериментальными данными, причем одна из конфигураций получена с de 74 %. Однако при использовании восстановителя NaBH₃CN меньшего эффективного размера диастереомерный избыток составил 10 %. Мы предположили, что на диастереоселективность реакции существенное влияние оказывает эффективный размер восстановителя. Так, в результате варьирования ацильных заместителей нам удалось повысить диастереомерный избыток до 88 % при использовании NaB(i-PrCH₂CO₂)₃H. Кроме того, выявлено и влияние растворителя на данный параметр, а именно проведение восстановительного аминирования в присутствии NaB(i-PrCH₂CO₂)₃H и в среде ССl₄ позволило достичь de 92 %. Эффективность данного метода подтверждена на примерах использования структурно разнообразных аминов 2a-l (рис. 1). Методом спектроскопии ЯМР 1Н,13С подтверждена цис-конфигурация полученных продуктов.

Рис. 1. Схема цис-диастереоселективного синтеза вторичных аминов на основе кетона 1

Предположив возможность специфической сольватации интермедиата электронодонорным растворителем (Et₃N), а также с учетом малого размера NaBH₃CN, нами был разработан транс-диастереоселективный метод получения вторичных аминов (рис. 2). В связи со сложностью метода, представлено три примера синтеза вторичных аминов транс-конфигурации.

Рис. 2. Схема цис-диастереоселективного синтеза вторичных аминов на основе кетона 1

Разработанные ранее методы восстановительного аминирования кетона 1 при переходе к синтезу третичных аминов оказались малоэффективны в связи с низкой активностью реагирующих вторичных аминов. Поэтому третичные амины получали двухстадийным методом через образование соответствующих енаминов (рис. 3).

Рис. 3. Схема синтеза третичных аминов на основе кетона 1

Первичные амины, включающие бициклический фрагмент кетона 1, cis-9 и trans-9 были получены с выходами 86 и 83 % соответственно путем дебензилирования соответствующих бензиламинов 5g в условиях гидрогенолиза при атмосферном давлении в присутствии палладия (10 %) на угле.

Выводы. Разработаны методы одностадийного восстановительного аминирования стерически затрудненного α-замещенного кетона 1 первичными аминами, а также оценена применимость разработанных методов к синтезу третичных аминов, которые цис-диастереоспецифично были получены через образование промежуточных енаминов. Кроме того, диастереоселективный синтез вторичных аминов типа 5g позволил перейти к первичным аминам 9. Несомненно, полученные результаты являются примером квалифицированного использования отходов производств, связанных с химическим превращением циклогексанона.

About the authors

Author for correspondence.
Email: pan.bogdan2017@yandex.ru

студент, группа ХТм-2302а, институт химии и энергетики

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Рис. 1. Схема цис-диастереоселективного синтеза вторичных аминов на основе кетона 1

Download (329KB)

Indexing metadata

3. Рис. 2. Схема цис-диастереоселективного синтеза вторичных аминов на основе кетона 1

Download (173KB)

Indexing metadata

4. Рис. 3. Схема синтеза третичных аминов на основе кетона 1

Download (290KB)

Indexing metadata