ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2019, том 55, № 5, с. 743-747

УДК 547.315.1

СИНТЕЗ НОВЫХ ЭКЗОЦИКЛИЧЕСКИХ АЛЛЕНОВ С

НОРБОРНЕНОВЫМ ФРАГМЕНТОМ

ФГБУН «Уфимский Институт химии РАН» (УфИХ РАН),

450054, Россия, Республика Башкортостан, г. Уфа, пр. Октября 71

*e-mail: ioh039@mail.ru

Поступила в редакцию 10 октября 2018 г.

После доработки 10 ноября 2018 г.

Принята к публикации 12 декабря 2018 г.

Путем прямого сплавления аминокислот с эндиковым ангидридом при 150°С получены N-замещённые

аминокислоты с норборненовым фрагментом. На их основе осуществлен однореакторный синтез новых

стабильных алленов с экзоциклической кумуленовой группой на основе 1-фенил-3-(трифенилфоc-

форалиден)пирролидин-2,5-диона.

Ключевые слова: аллены, норборнены, экзоциклические алленоаты, илиды фосфора, аминокислоты,

эндиковый ангидрид.

DOI: 10.1134/S0514749219050112

В последние годы достигнуты значительные

3-(трифенилфоcфоралиден)пирролидин-2,5-дионом

успехи в синтезе и исследовании химических

6, образуют экзоциклические аллены

1а-с

свойств функционализированных алленов

[1-3].

с выходами

70%,

80%,

78% соответственно

Повышенная реакционная способность алленов

(схема 1).

позволяет синтезировать на их основе разно-

Идентификация выделенных веществ проведена

образные труднодоступные другими путями функ-

спектральными методами. Так, в ИК спектре

ционально-замещенные непредельные органи-

алленов

1а-с присутствует характеристическая

ческие соединения [4-6] открытой и циклической

полоса

поглощения средней интенсивности,

структур, перспективны при создании лекарствен-

обусловленная валентными колебаниями двойной

ных препаратов [7-11]. Одними из наиболее пер-

связи, которая проявляется в области ~1950 см^-1.

спективных алленов, с точки зрения доступности и

В спектре ЯМР

¹H характерными являются

устойчивости, являются кетостабилизированые

сигналы протона алленового фрагмента в области

аллены. В данной работе мы предлагаем синтез

δ_H

5.8 м.д. В спектре ЯМР 13С характерными

нового типа стабильных алленов с экзоцикли-

являются сигналы алленовых углеродов в области

ческой кумуленовой группой.

δ_C 91.3 м.д., δ_C 96.1 м.д., а также сигнал централь-

ного четвертичного углеродного атома, который

Синтез алленов 1a-c осуществлен на основе N-

прояв-ляется в слабом поле в области δ_C 204.4 м.д.

замещенных аминокислот

4a-c и

1-фенил-3-

Более точное подтверждение структуры аленов 1a-c

(трифенилфоcфоралиден)пирролидин-2,5-диона. N-

проводили с использованием ЯМР 2D экспери-

замещённые аминокислоты

4a-c получены из

ментов HSQC и HMBC. Наиболее значимые

эндикового ангидрида и аминокислот (аминомас-

гетероядерное взаимодействие в режиме HMBC

ляная, аминовалерияновая, аминогексановая) 3a-с

аллена 1a представлены на рисунке.

путем прямого сплавления при 150°С с выходами

75%, 68%, 75% соответственно. Далее хлоран-

Таким образом, на основе N-замещенных

гидриды, полученные из 4a-c при кипячении с

аминокислот и

1-фенил-3-(трифенилфоcфорали-

избытком оксалилхлорида в среде безводного

ден)пирролидин-2,5-диона впервые получены

хлористого метилена, с триэтиламином образуют

экзоциклические аллены, содержащие в своей

кетены 5а-с. Последние, взаимодействуя с 1-фенил-

структуре норборненовый фрагмент.

743

744

МУХАМЕТЬЯНОВА и др.

Схема 1.

150^oC

H₂N

3a^_c

4a^_c

PPh₃

1. C₂O₂Cl₂

2. Et₃N

6''

1''

n-1

5''

2''

4''

3''

5a^_c

1a^_c

n = 3 (a), 4 (b), 5 (c).

5.81

нагреванием при

100-120°С. Масс-спектры

3.36 и

3.53

получены на хроматомасс-спектрометре LCMS-

H H

2010EV фирмы Shimadzu в режиме химической

204.43

167.96

36.61

91.31

177.63

ионизации при атмосферном давлении (ХИАД).

96.06

Элементный анализ был осуществлен при помощи

26.11

32.64

прибора EURO EA-3000 CHN. Температуру

172.13

плавления определяли на нагревательном столике

3.54

Buetius. Продукты реакции выделяли с помощью

колоночной хроматографии на силикагеле

Chemapol с размером частиц

40/100 мкм и

100/160 мкм.

Значимые корреляции в спектрах HMBC соединения 1a.

Общая методика получения N-замещенных

аминокислот

(4a-c). В фарфоровой ступке

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

тщательно растирали

10 ммоль эндикового

ангидрида и

10 ммоль аминокислоты, затем

ИК спектры записывали на приборе IR-Prestige-21

проводили реакцию прямого сплавления на

(Fourier Transform Spectrophotometer - Shimadzu) в

масляной бане при 150°С в течение 1 ч. После

тонком слое или вазелиновом масле. Спектры ЯМР

охлаждения реакционной массы до комнатной

получены на спектрометре Bruker-AM

500 с

температуры, растворяли в чистом ацетоне и

рабочей частотой 500.13 МГц (¹Н), 125.76 МГц

выделяли колоночной хроматографией на

(¹³С), внутренний стандарт - тетраметилсилан. Для

силикагеле (элюент - безводный ацетон).

корректного отнесения сигналов в спектрах ЯМР

для продуктов реакций использовали методы гомо-

4-(1,3-Диоксо-3a,4,7,7a-тетрагидро-1H-4,7-ме-

и гетероядерной двумерной корреляции COSY,

таноизоиндол-2(3H)-ил)бутановая кислота (4a).

NOESY, HSQC и HMBC. За ходом реакции

Выход 0.057 г (75%). Густое желтое маслообразное

следили с использованием тонкослойной хрома-

вещество. ИК спектр (вазелиновое масло), ν, см^-1:

тографии на пластинках Sorbfil ПТСХ-АФ-А,

725, 1229, 1571, 1681, 1736, 1762, 3294. Спектр ЯМР

вещества обнаруживали с помощью УФ облучения,

¹Н (CDCl₃), δ, м.д.: 1.47 д (1Н^a, C⁸H₂, J 8.7 Гц), 1.61

паров йода, опрыскивания пластинок раствором

д (1Н^b, С⁸Н₂, J 8.7 Гц), 1.69 м (2Н, C^3'H₂), 2.17 м

нингидринового проявителя с последующим

(2Н, C^2'H₂), 3.18 с (2Н, С3a,7aН), 3.32 м (4H, C4,7H,

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 5 2019

СИНТЕЗ НОВЫХ ЭКЗОЦИКЛИЧЕСКИХ АЛЛЕНОВ С НОРБОРНЕНОВЫМ ФРАГМЕНТОМ

745

C^4'H₂), 6.02 м (2H, C5,6H), 11.1 c (1H, OH). Спектр

охлажденный раствор хлорангидрида N-заме-

ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 22.84 (C3'H₂), 31.22 (C^2'H₂), 37.63

щенной аминокислоты. Реакционную массу

(C^4'H₂), 44.79 (C3a,7aH), 45.62 (C4,7H), 52.18 (C⁸H₂),

перемешивали в течение

2 ч. Растворитель

134.4 (C5,6H),

176.85 (C^1'=O),

177.83 (C^1,3=O).

отгоняли, продукты реакции выделяли колоночной

Найдено, %: С 62.66, Н 6.09, N 5.63. C₁₃H₁₅NO₄.

хроматографией на силикагеле (элюент

Вычислено, %: С 62.64; H 6.07; O 25.27; N 5.62. М

петролейный эфир-этилацетат, 4:1).

249.26.

2-[4-(2,5-диоксо-1-фенилпирролидин-3-или-

5-(1,3-Диоксо-3a,4,7,7a-тетрагидро-1H-4,7-

ден)бут-3-ен-1-ил]-3a,4,7,7a-тетрагидро-1H-4,7-

метаноизоиндол-2(3H)-ил)пентановая кислота

метаноизоиндол-1,3(2Н)-дион (1a). Выход 1.09 г

(4b). Выход 1.78 г (68%), белые кристаллы, т.пл.

(70%), желтое маслообразное вещество. ИК спектр,

118°С. ИК спектр (вазелиновое масло), ν, см^-1: 720,

ν, см^-1: 724, 1166, 1377, 1456, 1653, 1767, 1952.

1230, 1551, 1692, 1713,

3435. Спектр ЯМР 1Н

Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃), δ, м.д.: 1.53 д (1Н^a, C⁸H₂, J

(CDCl₃), δ, м.д.: 1.42-1.56 м (1Н^a, C⁸H₂, 4Н, C3',4'H₂),

8.6 Гц), 1.69 д (1Н^b, C⁸H₂, J 8.6 Гц), 2.43 с (2H,

1.70 д (1Н^b, С⁸Н₂, J 8.8 Гц), 2.31 т (2Н, С^2'Н₂, J

C^8'H₂), 3.26 с (2Н, С3a,7aН), 3.35 м (4H, C4,7H и

7.3 Гц), 3.22 с (2Н, С3a,7aН), 3.31 т (2Н, С^5'Н₂, J

С^9'H₂), 3.54 уш.м (2H, C4'H2), 5.81 c (1H, =C7'H),

7.4 Гц), 3.35 c (2H, C4,7H), 6.06 с (2H, C5,6H), 10.64 c

6.08 м (2H, C5,6H), 7.32 c (2H, C3'',5''H), 7.32 c

(1H, OH). Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 21.80 (C^3'H₂),

(1H, C^4''H), 7.46 c (2H, C^2'',6''H). Спектр ЯМР ¹³С, δ,

27.03 (C^4'H₂), 33.31 (C2'H2), 37.78 (C5'H2),

44.84

м.д.: 26.11 (C8'H2), 32.64 (C4'Н2), 36.61 (C9'H2),

(C3a,7aH), 45.68 (C4,7H), 52.22 (C⁸H₂), 134.42 (C5,6H),

44.62 (C4,7H), 45.47 (C3a,7aH), 51.92 (C8H2),

91.31

177.9 (C1,3=O), 178.93 (C^1'=O). Найдено, %: С 63.89,

(=С^5'), 96.06 (=С^7'Н), 126.26 (C3'',5''H), 128.41 (C^4''H),

Н 6.54, N 5.33. C₁₄H₁₇NO₄. Вычислено, %: С 63.87;

128.84 (C2'',6''H), 131.77 (C^1''), 134.19 (C5,6H), 167.96

H 6.51; O 24.31; N 5.32. М 263.29.

(С^1'), 172.13 (C3'), 177.63 (С1,3=О),

204.43

(=С=).

Найдено, %: С 71.14; H 5.17, N 7.20. C₂₃H₂₀N₂O₄.

6-(1,3-Диоксо-3a,4,7,7a-тетрагидро-1H-4,7-

Вычислено, %: С 71.12; H 5.19; O 16.48; N 7.21. М

метаноизоиндол-2(3H)-ил)гексановая кислота

388.42.

(4c). Выход 2.07 г (75%), желтое маслообразное

вещество. ИК спектр (вазелиновое масло), ν, см^-1:

2-[5-(2,5-Диоксо-1-фенилпирролидин-3-или-

725, 1227, 1552, 1695, 1731, 3273. Спектр ЯМР ¹Н

ден)пент-4-ен-1-ил]-3a,4,7,7a-тетрагидро-1H-4,7-

(CDCl₃), δ, м.д.:

1.19-1.57 м

(1Н^a, C⁸H₂, 6Н,

метаноизоиндол-1,3(2Н)-дион (1b). Выход 1.22 г

C3',4',5'H₂), 1.66 д (1Нb, С8Н2, J 7 Гц), 2.23 т (2Н,

(80%), оранжевое маслообразное вещество. ИК

С^2'Н₂, J 7.3 Гц), 3.17 с (2Н, С3a,7aН), 3.24 т (2H,C^6'H₂,

спектр, ν, см^-1: 724, 1161, 1362, 1456, 1661, 1761,

J 7.4 Гц), 3.31 c (2H, C4,7H), 6.03 с (2H, C5,6H), 10.98

1973. Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃), δ, м.д.: 1.49 д (1Н^a,

c (1H, OH). Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 24.12 (C^4'H₂),

C⁸H₂, J 8.5 Гц), 1.58 м (2H, C^9'H₂), 1.65 д (1Н^b, С⁸Н₂,

26.18 (C^3'H₂), 27.35 (C5'H2), 33.77 (C2'H2),

37.99

J 8.5 Гц), 2.12 м (2H, C^8'H₂), 3.19 с (2Н, С3a,7aН),

(C^6'H₂), 44.8 (C3a,7aH), 45.61 (C4,7H), 52.15 (C8H2),

3.32-3.36 м (4H, C4,7H и С10'H₂), 3.58 уш.м (2H,

134.33 (C5,6H), 177.95 (C1,3=O), 178.51 (C1'=O).

C^4'H₂), 5.91 c (1H, =C^7'H), 6.03 м (2H, C5,6H), 7.31 c

Найдено, %: С 64.98, Н 6.93, N 5.03. Вычислено

(2H, C3'',5''H), 7.26 c (1H, C^4''H), 7.46 c (2H, C2'',6''H).

C₁₅H₁₉NO₄ (М 277.32), %: С 64.97; H 6.91; O 23.08;

Спектр ЯМР

¹³С, δ, м.д.: 24.91 (C9'H2),

26.40

N 5.05.

(C^10'H₂),

32.99 (C^8'H₂),

37.30 (C^4'H),

44.88

(C4,7H),

45.68 (C3a,7aH),

52.21 (C⁸H₂),

95.26

Общая методика получения алленов

(=С^5'), 98.78 (=С^7'Н), 126.43 (C3'',5''H), 128.55 (C^4''H),

межмолекулярной реакцией Виттига. К

129.08 (C2'',6''H), 132.13 (C^1''), 134.42 (C5,6H), 168.53

суспензии

1 г кислоты в

10 мл безводного

(С^1'), 172.68 (C3'), 177.63 (С1,3=О),

204.45

(=С=).

хлористого метилена добавляли пятикратный

Найдено, %: С 71.61; H 5.53, N 6.96. C₂₄H₂₂N₂O₄.

избыток оксалилхлорида и оставляли на ночь.

Вычислено, %: С 71.63; H 5.51; O 15.90; N 6.96. М

Растворитель и избыток оксалилхлорида упаривали

402.44.

на роторном испарителе. Хлорангидрид далее

использовали без дополнительной очистки. К

2-[6-(2,5-Диоксо-1-фенилпирролидин-3-или-

раствору метил (трифенилфосфоранилиден)ацетата

ден)гекс-5-ен-1-ил]-3a,4,7,7a-тетрагидро-1H-4,7-

в CH₂Cl₂ добавляли по каплям эквимольное

метаноизоиндол-1,3(2Н)-дион (1c). Выход 1.16 г

количество Et₃N, раствор охлаждали до -5°С. К

(78%). Желтое маслообразное вещество. ИК

этому раствору медленно по каплям добавляли

спектр, ν, см^-1: 730, 1192, 1377, 1436, 1695, 1768,

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 5 2019

746

МУХАМЕТЬЯНОВА и др.

1948. Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃), δ, м.д.: 1.41 д (1Н^a,

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

C⁸H₂, J 8.6 Гц), 1.49 м (4H, C^9',10'H₂), 1.65 д (1Н^b,

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

С⁸Н₂, J 8.6 Гц), 2.13 с (2H, C8'H2), 3.18 с (2Н,

интересов.

С3a,7aН), 3.31 м

(4H, C4,7H, С11'H₂), 3.55 уш.м

(2H, С^4'H₂), 5.88 м (1H, =C^7'H), 6.05 м (2H, C5,6H),

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

7.26 c (2H, C3'',5''H), 7.33 c (1H, C^4''H), 7.45 c (2H,

C2'',6''H). Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 25.68(C^9'H₂), 26.78

1. Modern Allene Chemistry. Eds. N. Krause, A.S.K. Hashmi.

(C^10'H₂), 30.91 (C^8'H₂), 33.00 (C^4'H₂), 37.84 (C^11'H₂),

Weinheim: Wiley-VCH, 2004, 1, 2.

44.86 (C4,7H),45.71 (C3a,7aH), 52.21 (C8H2),

94.34

2. Hoffmann-Roeder A., Krause N. Angew. Chem., Int Ed.

(=С^5'), 99.31 (=С^7'Н),126.57 (C3'',5''H), 128.53 (C^4''H),

2004, 43, 1196. doi 10.1002/anie.200300628

129.06 (C2'',6''H), 132.10 (C^1''), 134.36 (C5,6H), 168.39

3. Rivera-Fuentes P., Diederich F. Angew. Chem., Int. Ed.

(С^1'), 172.56 (C3'), 177.71 (С1,3=О),

204.65

(=С=).

2012, 51, 2818 doi 10.1002/anie.201108001

Найдено, %: С 72.12; H 5.81, N 6.71. C₂₅H₂₄N₂O₄.

4. Alcaide B., Almendros P. Chem. Soc. Rev. 2014, 43,

2886. doi 10.1039/C4CS90020K

Вычислено, %: С 72.10; H 5.81; O 15.37; N 6.73. М

416.47.

5. Teresa M.V.D., Pinho e Melo. Monatsh. Chem. 2011,

142, 681. doi 10.1007/s00706-011-05057

6. Dembitsky M. V., Takashi Maoka. Prog. Lipid Res.

БЛАГОДАРНОСТИ

2007, 46, 328. doi 10.1016/j.plipres.2007.07.001

7. Zemlicka J. Biochim. Biophys.Acta. 2002, 1587, 276.

Спектральная часть исследования проведена на

doi 10.1016/S0925-4439(02)00090-X

оборудовании Центра коллективного пользования

8. Zemlicka J. Nucleosides and Nucleotides as Antitumor

Уфимского института химии РАН.

and Antiviral Agents. Eds. C.K. Chu, D.C. Baker. New

York: Plenum, 1993, 73.

ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА

9. Hosokawa M., Wanezaki S., Miyauchi K., Kurihara H.,

Kohno H., Kawabata J., Odashima S., Takahashi K.

Работа выполнена в соответствии с планом

Food Sci Technol Res. 1999, 5, 243.

научно-исследовательских работ Уфимского

10. Kim K.-N., Ahn G., Heo S.-J., Kang S.-M., Kang M.-C.,

института химии РАН по теме «Синтез биологи-

Yang H.-M, Kim D., Roh S.W., Kim S.-K., Jeon B.-T.,

чески активных гетероциклических и терпеноид-

Park P.-J., Jung W.-K., Jeon Y.-J. Environ. Toxicol.

ных соединений»

(№ Государственной регист-

Phar. 2013, 35, 39. doi 10.1016/j.etap.2012.10.002

рации АААА-А17-117011910025-6) и в рамках

11. Kotake-Nara E., Kushiro M., Zhang H., Sugawara T.,

государственных заданий Министерства образова-

Miyashita K., Nagao A. J. Nutr. 2001, 131, 3303. doi

ния и науки (№ АААА-А17-117011910027-0).

10.1093/jn/131.12.3303

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 5 2019