ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2020, том 56, № 10, с. 1590-1597

УДК 547-326

ТРЕХКОМПОНЕНТНАЯ РЕАКЦИЯ

ДИМЕТИЛМАЛОНАТА, α-АЦЕТИЛЕНОВЫХ

АЛЬДЕГИДОВ И АМИНОВ: СИНТЕЗ ПУШПУЛЬНЫХ

БУТА-1,3-ДИЕНОВ

^a ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»,

450064, Россия, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов 1

^b ФГБОУ ВО «Тольяттинский государственный университет», 445020, Россия, г. Тольятти, ул. Белорусская 14

*e-mail: aleksandgolovanov@yandex.ru

Поступила в редакцию 10 июля 2020 г.

После доработки 21 июля 2020 г.

Принята к публикации 25 июля 2020 г.

Трехкомпонентная реакция диметилмалоната, α-ацетиленовых альдегидов и циклических аминов

(пирролидин, пиперидин, морфолин и пиперазин) протекает в мягких условиях с образованием эфи-

ров 2-(3-аминоаллилиден)малоновой кислоты, выход которых составляет 50-91%. Реакция протекает

с преимущественным образованием (E)-изомеров и может служить удобным способом получения

пушпульных бута-1,3-диенов, представляющих интерес в качестве флуоресцентных, сольватохромных

и нелинейно-оптических материалов, а также в синтезе карбо- и гетероциклов. Механизм реакции вклю-

чает образование диметилового эфира 2-(проп-2-ин-1-илиден)малоновой кислоты (продукта реакции

Кневенагеля) и последующее нуклеофильное присоединение к нему циклического амина.

Ключевые слова: мультикомпонентные реакции, проп-2-инали, циклические амины, диметилмалонат,

стереоселективность, реакция Кневенагеля, нуклеофильное присоединение, бута-1,3-диены.

DOI: 10.31857/S0514749220100146

Ди- и полиены, содержащие донорные и акцеп-

разработки простых и эффективных методов по-

торные функциональные группы на противопо-

лучения пушпульных ди- и полиенов на основе

ложных концах сопряженной цепи (пушпульные

доступных исходных веществ.

ди- и полиены), обладают комплексом ценных фи-

Ранее для синтеза 5-амино- и 5-сульфанилза-

зических и химических свойств. Благодаря силь-

мещенных пента-2,4-диен-1-онов нами использо-

ной поляризации π-системы, такие соединения

валась реакция нуклеофильного присоединения

проявляют флуоресцентные [1, 2] и сольватохром-

соответствующих аминов и тиолов к активиро-

ные [3, 4] свойства, перспективны в качестве кра-

ванным енинам [13-15], в свою очередь получен-

сителей [5, 6] и нелинейно-оптических материалов

ным конденсацией проп-2-иналей с метиленак-

[7, 8]. Пушпульные диены находят применение и

тивными карбонильными соединениями [13, 16].

в органическом синтезе при получении произво-

Представляется целесообразным объединение

дных карбо-, гетероциклов [9-11], а также поли-

стадий получения активированного енина и при-

ненасыщенных карбонильных соединений [12].

соединения к нему нуклеофила в одну трехкомпо-

Большое значение при создании современных

нентную синтетическую процедуру. В данной ра-

«умных» материалов и востребованность для ор-

боте, целью которой является разработка односта-

ганического синтеза обусловливает актуальность

дийного метода синтеза пушпульных бута-1,3-ди-

1590

ТРЕХКОМПОНЕНТНАЯ РЕАКЦИЯ ДИМЕТИЛМАЛОНАТА

1591

енов, мы приводим результаты исследования трех-

5, однако с меньшим выходом (42%). Следует от-

компонентной реакции диметилмалоната, α-аце-

метить, что, как и в реакции пиперазина с 1,5-ди-

тиленовых альдегидов и циклических аминов.

арилпент-2-ен-4-ин-1-онами [17], нам не удалось

выделить моно-производное даже в избытке амина

Как и ожидалось, взаимодействие фенилпро-

(1-1.5 экв).

пиолового альдегида

1a с диметилмалонатом

2 и пирролидином 3а в метанольном растворе

Согласно спектрам ЯМР ¹Н и данным ТСХ про-

дукты 4a-g и 5, выделенные из реакционной смеси

приводит к диметиловому эфиру 2-[3-(пирроли-

дин-1-ил)-3-фенилаллилиден]малоновой кислоты

фильтрованием, представляют собой практически

чистые диастереомеры. Наличие корреляции меж-

4a - целевому продукту. Оптимальным оказалось

ду сигналами протонов H^α и H³, определенное в

добавление амина 3а к раствору эфира 2 и альдеги-

двумерных экспериментах NOESY (¹H-¹Н), позво-

да 1a, при эквимолярном соотношении реагентов.

ляет надежно приписать (E)-конфигурацию связи

Добавление амина сопровождается выделением

С^3(3')=С^4(4') (см. рисунок). Дублеты протонов Н^2(2')

значительного количества тепла, что потребовало

и Н^3(3') диенового фрагмента, по данным гетероя-

охлаждения реакционного раствора на начальном

дерных экспериментов HMQC и HMBC (¹H-¹³C),

этапе. Максимальный выход соединения 4a в этих

находятся при δ_H 7.3-8.1 и 6.2-7.0 м.д. соответ-

условиях был достигнут через 48 ч и составил

ственно (³J_HH 12.5-13.1 Гц). Атомы углерода С^1(1'),

91%. Аналогично на основе альдегидов 1a-d, эфи-

С^2(2'), С^3(3') и С^4(4') в спектрах ЯМР ¹³C резонируют

ра 2 и аминов 3a-с, были получены соединения

при δ_C 104-112, 150-153, 98-101, 152-166 м.д. со-

4a-g с выходами 50-82% (схема 1).

ответственно, демонстрируя тем самым характер-

Реакция альдегида 1а, эфира 2 и пиперазина 3d

ную альтернацию зарядов на атомах сопряженной

[соотношение 1:1:0.5 (мол.)] дает бис-производное

π-системы. Группы CO₂Me также магнитно неэк-

Схема 1.

CO₂Me

MeOH

CO₂Me

(

)_n

CHO

rt, 48 ч

CO₂Me

X (

1a-d

3a-c

4a-g

CO₂Me

MeOH

rt, 48 ч

CO₂Me

1, R¹ = Ph (a), 4-MeC₆H₄ (b), Me (c), 5-бромфуран-2-ил (d); 3, X = CH₂, n = 1 (a), X = CH₂, n = 2 (b),

X = O, n = 2 (c), X = NH, n = 2 (d); 4, R = Ph, X = CH₂, n = 1 (a), R = Ph, X = CH₂, n = 2 (b),

R = Ph, X = O, n = 2 (c), R = 4-MeC₆H₄, X = CH₂, n = 2 (d), R = 4-MeC₆H₄, X = O, n = 2 (e),

R = Me, X = CH₂, n = 2 (f), R = 5-бромфуран-2-ил, X = CH₂, n = 2 (g).

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 10 2020

1592

СОКОВ и др.

(а)

(б)

H²

δ (H^a) 3.50-3.56 м.д.

OMe

Ha'

δ (H^a') 3.08-3.18 м.д.

CO₂Me

)

X (

δ (H³) 6.46 м.д. (³J_HH 13.1 Гц)

CO₂Me

(E)-4a

(E)-4

Основные корреляции сигналов (стрелки) в двумерных спектрах ЯМР пушпульных 1,3-диенов 4: по данным эксперимента

NOESY на примере соединения (E)-4a (а) и экспериментов HMQC и HMBC (б).

вивалентны, что проявляется парой сигналов как в

продукт A взаимодействует с анионом B, генериру-

протонных, так и в углеродных спектрах.

емым из эфира 2 и основания 3. Дальнейшее про-

тонирование и дегидратация приводят к 2-(1-ами-

(Z)-Изомеры, хотя и образовывались, но их

нопроп-2-ин-1-ил)малонату 6. Последний отще-

доля не превышала 5% от основных продуктов.

пляет амин с образованием сопряженного енина

Минорные изомеры (Z)-4c, g, содержание которых

7. Отметим, что образование промежуточных со

в реакционных смесях синтеза соединений (E)-4c,

единений А, 6 и 7 фактически является основными

g оказалось наибольшим по сравнению с други-

стадиями реакции Кневенагеля. Образование ко-

ми примерами, удалось частично охарактеризо-

нечных продуктов реакции (E)-4 и (Z)-4 происхо-

вать спектрами ЯМР ¹Н реакционных смесей (см.

дит в результате нуклеофильного присоединения

экспериментальную часть).

амина по тройной связи енина 7.

Возможный механизм трехкомпонентной реак-

Нам удалось подтвердить образование проме-

ции представлен на схеме 2. Мы предполагаем, что

жуточных продуктов 6, 7 и их дальнейшую роль

первой стадией является 1,2-присоединение амина

в общем механизме. Для получения соединения

3 к альдегиду 1 [18], после чего образовавшийся

6а реакцию альдегида 1а, эфира 2 и морфолина

Схема 2.

MeO

CO₂Me

[3 ^. H]⁺

MeO₂C

CO₂Me

[3 ^. H]⁺

-H₂O, -3

N ( )_n

( )n

-3

MeO₂C

CO₂Me

(E)-4 + (Z)-4

HN ( )_n

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 10 2020

ТРЕХКОМПОНЕНТНАЯ РЕАКЦИЯ ДИМЕТИЛМАЛОНАТА

1593

Схема 3.

MeOH

0-5°C, 1 ч

rt, 48 ч

CO₂Me

2, Ac₂O

130°C, 4 ч

CO₂MeMeOH, rt, 48 ч

3c проводили при охлаждении. Через 1 ч продукт

ботке спектров использовались сигналы остаточ-

6а выделялся в виде бесцветного порошка (выход

ных протонов (δ_Н 7.26 м.д.) и атомов углерода (δ_С

56%). После выдерживания спиртового раствора

77.16 м.д.) растворителя. ИК спектры записаны на

соединения 6а при комнатной температуре в те-

Фурье-спектрометре ФСМ-1201 для образцов в

чение 48 ч происходит его полное превращение

таблетках KBr. Элементные анализы на углерод,

в пушпульный бута-1,3-диен (E)-4c [с примесью

водород и бром выполнены методом экспресс-гра-

изомера (Z)-4c, схема 3].

виметрии с использованием стандартной аппара-

туры [21]. Состав реакционных смесей и чистоту

Диметиловый эфир 2-(3-фенилпроп-2-ин-1-и-

продуктов определяли методом ТСХ на пласти-

лиден)малоновой кислоты 7a синтезировали не-

нах Sorbfil, элюент - смесь EtOAc-петролейный

зависимо нагреванием альдегида 1а и эфира 2 в

эфир (1:5), пластины проявляли в парах йода.

Ac₂O [19]. Взаимодействие сопряженного енина 7

Температуры плавления веществ измерены в от-

с амином 3b протекает в тех же самых условиях,

крытых капиллярах и не исправлены.

что и трехкомпонентная реакция, приводя к сое-

Применяли коммерчески доступные амины и

динению (E)-4b с выходом 65% [опять же с приме-

диметилмалонат, α-ацетиленовые альдегиды по-

сью изомера (Z)-4b].

лучали по ранее описанной методике [20].

Таким образом, нами разработан стереоселек-

Диметиловые эфиры 2-(3-аминоаллилиден)-

тивный одностадийный метод получения пушпуль-

малоновой кислоты (4) (общая методика). К ох-

ных бута-1,3-диенов на основе трехкомпонентной

лажденному льдом раствору 3 ммоль альдегида 1

реакции препаративно доступных [20] α-ацети-

и 3 ммоль диэтилмалоната 2 в 1.5 мл MeOH до-

леновых альдегидов, диметилмалоната и цикли-

бавляли по каплям при перемешивании 3 ммоль

ческих аминов. Показано, что трехкомпонентная

амина 3a-c [или раствор 129 мг (1.5 ммоль) амина

реакция протекает через образование продуктов

3d в 0.5 мл MeOH]. Реакционный раствор переме-

Кневенагеля (диметиловых эфиров 2-(проп-2-ин-

шивали 48 ч при комнатной температуре, охлаж-

1-илиден)малоновой кислоты) с последующим

дали смесью льда с солью, быстро отфильтровы-

нуклеофильным присоединением циклического

вали выпавший осадок продукта 4, промывали его

амина по тройной связи сопряженного енина.

на фильтре минимальным количеством ледяного

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

MeOH и сушили на воздухе.

Спектры ЯМР ¹Н и ¹³С растворов соединений

Диметиловый эфир (E)-2-[3-(пирролидин-

в CDCl₃ (C₆D₆ - для продукта 6а) зарегистриро-

1-ил)-3-фенилаллилиден]малоновой кислоты

ваны при 25°C на спектрометре Bruker AVANCE

[(E)-4a]. Выход 861 мг (91%), желтые призмы,

III 400 при рабочих частотах 400 и 100 МГц соот-

т.пл. 97-98°С (петролейный эфир). ИК спектр,

ветственно. В качестве реперных точек при обра-

ν, см^-1: 1694, 1674. Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃), δ,

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 10 2020

1594

СОКОВ и др.

м.д.: 1.82-1.90 м (2Н, Н^β), 2.01-2.06 м (2Н, Н^β),

Диметиловый эфир (E)-2-[3-(4-метилфенил)-

3.08-3.13 м (2Н, Н^α), 3.50-3.56 м (2Н, Н^α), 3.60 с

3-(пиперидин-1-ил)аллилиден]малоновой кис-

(3Н, CO₂Me), 3.82 с (3Н, CO₂Me), 6.46 д (1Н, Н³,

лоты [(E)-4d]. Выход 670 мг (65%), желтые иглы,

³J_НН 13.1 Гц), 7.23-7.26 м (2Н_аром), 7.39 д (1Н, Н²,

т.пл. 119-120°С (петролейный эфир). ИК спектр,

³J_НН 13.1 Гц), 7.45-7.48 м (3Н_аром). Спектр ЯМР

ν, см^-1: 1703, 1683. Спектр ЯМР ¹Н (400 МГц,

¹³С (CDCl₃), δ, м.д.: 25.0 (C^β), 25.3 (C^β), 48.7 (C^α),

CDCl₃), δ, м.д.: 1.59-1.74 м (6Н, Нβ,γ), 2.42 с

51.2 (CO₂Me), 51.3 (CO₂Me), 99.2 (C³), 105.0 (C¹),

(3Н, 4-MeC₆H₄), 3.24-3.42 м (4Н, Н^α), 3.61 с (3Н,

128.6 (С_аром), 128.7 (Саром), 129.3 (Саром),

134.9

CO₂Me), 3.82 с (3Н, CO₂Me), 6.95 д (1Н, Н³, ³J_НН

(С_аром), 152.7 (C²), 163.2 (C⁴), 167.7 (CO₂Me), 168.0

12.8 Гц), 7.13-7.16 м (2Н_аром), 7.24-7.31 м (2Н_аром),

(CO₂Me). Найдено, %: С 68.61, Н 6.79. C₁₈H₂₁NO₄.

7.38 д (1Н, Н², ³J_НН 12.8 Гц). Спектр ЯМР ¹³С

Вычислено, %: С 68.55, Н 6.71.

(100 МГц, CDCl₃), δ, м.д.: 21.4 (4-MeC₆H₄), 24.3

(C^γ), 26.0 (Cβ), 50.0 (Cα), 51.2 (CO2Me),

51.3

Диметиловый эфир (E)-2-[3-(пиперидин-1-

(CO₂Me), 99.5 (C³), 106.4 (C¹), 129.4 (2С_аром), 131.8

ил)-3-фенилаллилиден]малоновой

кислоты

(С_аром), 139.7 (С_аром), 153.4 (C²), 165.7 (C⁴), 167.5

[(E)-4b]. Выход 692 мг (70%), желтые иглы, т.пл.

(CO₂Me), 167.9 (CO₂Me). Найдено, %: С 69.77, Н

82-83°С (петролейный эфир). ИК спектр, ν, см^-1:

7.50. C₂₀H₂₅NO₄. Вычислено, %: С 69.95, Н 7.34.

1694, 1674. Спектр ЯМР 1Н (CDCl3), δ, м.д.:

1.64-1.71 м (6Н, Н^β,γ), 3.31-3.42 м (4Н, Н^α), 3.61 с

Диметиловый эфир (E)-2-[3-(4-метилфенил)-

(3Н, CO₂Me), 3.83 с (3Н, CO₂Me), 6.62 д (1Н, Н³,

3-(морфолин-4-ил)аллилиден]малоновой кис-

³J_НН 12.8 Гц), 7.25-7.28 м (2Н_аром), 7.34 д (1Н, Н²,

лоты [(E)-4e]. Выход 518 мг (50%), желтые иглы,

³J_НН 12.8 Гц), 7.46-7.51 м (3Н_аром). Спектр ЯМР

т.пл. 118-119°С (петролейный эфир). ИК спектр,

¹³С (CDCl₃), δ, м.д.: 24.3 (C^γ), 26.0 (C^β), 49.9 (C^α),

ν, см^-1: 1702, 1685. Спектр ЯМР ¹Н (400 МГц,

51.3 (CO₂Me), 51.4 (CO₂Me), 99.4 (C³), 106.9 (C¹),

CDCl₃), δ, м.д.: 2.42 с (3Н, 4-MeC₆H₄), 3.24-3.27

128.7 (С_аром), 129.4 (Саром), 129.6 (Саром),

134.9

м (4Н, Н^β), 3.64 с (3Н, CO₂Me), 3.69-3.76 м (4Н,

(С_аром), 153.1 (C²), 165.3 (C⁴), 167.4 (CO₂Me), 167.8

Н^α), 3.83 с (3Н, CO2Me), 6.43 д (1Н, Н3, 3JНН

(CO₂Me). Найдено, %: С 69.44, Н 7.12. C₁₉H₂₃NO₄.

12.5 Гц), 7.15 д (2Н_аром, ³J_НН 7.9 Гц), 7.25-7.30 м

Вычислено, %: С 69.28, Н 7.04.

(2Н_аром), 7.38 д (1Н, Н², ³J_НН 12.5 Гц). Спектр ЯМР

¹³С (100 МГц, CDCl₃), δ, м.д.: 21.4 (4-MeC₆H₄),

Диметиловый эфир (E)-2-[3-(морфолин-4-

ил)-3-фенилаллилиден]малоновой

кислоты

48.8 (C^α), 51.5 (CO₂Me), 51.6 (CO₂Me), 66.6 (C^β),

[(E)-4c]. Выход 815 мг (82%), желтые призмы,

99.9 (C³), 110.3 (C¹), 129.5 (С_аром), 129.7 (С_аром),

т.пл. 97-98°С (петролейный эфир). ИК спектр, ν,

131.1 (С_аром), 140.0 (С_аром), 151.3 (C²), 164.7 (C⁴),

см^-1: 1685, 1674. Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃), δ, м.д.:

167.1 (CO₂Me), 167.5 (CO₂Me). Найдено, %: С

3.25-3.27 м (4Н, Н^β), 3.64 с (3Н, CO₂Me), 3.73-3.76

66.37, Н 6.82. C₁₉H₂₃NO₅. Вычислено, %: С 66.07,

м (4Н, Н^α), 3.84 с (3Н, CO₂Me), 6.47 д (1Н, Н³,

Н 6.71.

³J_НН 12.8 Гц), 7.26-7.30 м (2Н_аром), 7.34 д (1Н, Н²,

Диметиловый эфир (E)-2-[3-(пиперидин-

³J_НН 12.5 Гц), 7.46-7.50 м (3Н_аром). Спектр ЯМР

1-ил)бут-2-ен-1-илиден]малоновой

кислоты

¹³С (CDCl₃), δ, м.д.: 48.8 (Cα), 51.57 (CO2Me),

[(E)-4f]. Выход 615 мг (80%), оранжевые иглы,

51.58 (CO₂Me), 66.5 (C^β), 100.0 (C³), 110.7 (C¹),

т.пл. 91-92°С (петролейный эфир). ИК спектр, ν,

128.8 (С_аром), 129.7 (Саром), 129.9 (Саром),

134.2

см^-1: 1687, 1680. Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃), δ, м.д.:

(С_аром), 151.0 (C²), 164.3 (C⁴), 167.0 (CO₂Me), 167.5

1.61-1.69 м (6Н, Н^β,γ), 2.18 с (3Н, Me), 3.48-3.50 м

(CO₂Me). Найдено, %: С 65.64, Н 6.61. C₁₈H₂₁NO₅.

(4Н, Н^α), 3.74 с (3Н, CO₂Me), 3.79 с (3Н, CO₂Me),

Вычислено, %: С 65.24, Н 6.39.

6.54 д (1Н, Н³, ³J_НН 13.1 Гц), 8.11 д (1Н, Н², ³J_НН

Диметиловый эфир (Z)-2-[3-(морфолин-4-

12.8 Гц). Спектр ЯМР ¹³С (CDCl₃), δ, м.д.: 15.3

ил)-3-фенилаллилиден]малоновой

кислоты

(Me), 24.3 (C^γ), 25.9 (C^β), 48.8 (C^α), 51.2 (CO₂Me),

[(Z)-4c]. Охарактеризован в виде минорной приме-

51.4 (CO₂Me), 97.7 (C³), 104.2 (C¹), 151.0 (C²), 160.9

си в реакционной смеси. Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃),

(C⁴), 167.9 (CO2Me), 168.1 (CO2Me). Найдено,

δ, м.д. (некоторые сигналы): 6.88 д

(1Н, 3JНН

%: С 63.07, Н 7.83. C₁₄H₂₁NO₄. Вычислено, %: С

8.9 Гц).

62.90, Н 7.92.

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 10 2020

ТРЕХКОМПОНЕНТНАЯ РЕАКЦИЯ ДИМЕТИЛМАЛОНАТА

1595

Диметиловый эфир (E)-2-[3-(5-бромфуран-

цветный порошок, т.пл. 89-90°С (петролейный

2-ил)-3-(пиперидин-1-ил)аллилиден]малоно-

эфир). ИК спектр, ν, см^-1: 1740. Спектр ЯМР ¹Н

вой кислоты [(E)-4g]. Выход 645 мг (54%), жел-

(C₆D₆), δ, м.д.: 2.55-2.62 и 3.10-3.14 м (4Н, Н^α),

тые иглы, т.пл. 92-93°С (петролейный эфир).

3.33 с (3Н, CO₂Me), 3.36 с (3Н, CO₂Me), 3.44-3.57

ИК спектр, ν, см^-1: 1701, 1681. Спектр ЯМР ¹Н

м (4Н, Н^β), 3.99 д (1Н, Н¹, ³J_НН 11.3 Гц), 4.59 д (1Н,

(CDCl₃), δ, м.д.: 1.65-1.71 м (6Н, Н^β,γ), 3.22-3.25 м

Н², ³J_НН 11.3 Гц), 7.35-7.42 м (2Н_аром), 6.94-7.00

(4Н, Н^α), 3.72 с (3Н, CO₂Me), 3.83 с (3Н, CO₂Me),

м (3Н_аром). Спектр ЯМР ¹³С (C₆D₆), δ, м.д.: 50.9

6.43 д (1Н, Н³, ³J_НН 12.5 Гц), 6.47 д (1Н, Н_ф3,4рил,

(C^α), 51.6 (CO₂Me), 51.8 (CO₂Me), 55.9 (СН), 57.5

³J_НН 3.4 Гц), 6.58 д (1Н, Н_ф3,4рил, ³J_НН 3.4 Гц), 7.74

(СН), 65.9 (C^α), 66.8 (С^β), 83.7 (С≡С), 87.8 (С≡С),

д (1Н, Н², ³J_НН 12.5 Гц). Спектр ЯМР ¹³С (CDCl₃),

128.2 (С_аром), 128.4 (Саром), 129.6 (Саром),

131.9

δ, м.д.: 24.3 (C^γ), 25.7 (C^β), 50.4 (C^α), 51.5 (CO₂Me),

(С_аром), 166.5 (CO₂Me), 166.6 (CO₂Me). Найдено,

51.7 (CO₂Me), 101.4 (С³), 110.2 (С¹), 113.3 (С_ф3,4рил),

%: С 65.43, Н 6.47. C₁₈H₂₁NO₅. Вычислено, %: С

118.9 (С_ф3,4рил), 124.8 (С_ф2,5рил), 148.5 (С_ф2,5рил), 149.9

65.24, Н 6.39.

(С²), 151.8 (С⁴), 167.1 (CO₂Me), 167.4 (CO₂Me).

Изомеризация соединения 6a в 1,3-диен 4с.

Найдено, %: С 51.52, Н 5.27, Br 19.60. C₁₇H₂₀BrNO₅.

Раствор 331 мг соединения 6a в 1.5 мл МеОН вы-

Вычислено, %: С 51.27, Н 5.06, Br 20.06.

держивали при комнатной температуре до полного

Диметиловый эфир (Z)-2-[3-(5-бромфуран-

превращения (48 ч, ТСХ). После удаления раство-

2-ил)-3-(пиперидин-1-ил)аллилиден]малоновой

рителя в вакууме и перекристаллизации остатка из

кислоты [(Z)-4g]. Охарактеризован в виде минор-

петролейного эфира получили 249 мг (75%) соеди-

ной примеси в реакционной смеси. Спектр ЯМР

нения (E)-4с.

¹Н (CDCl₃), δ, м.д. (некоторые сигналы): 6.33 д

Диметиловый эфир

2-(3-фенилпроп-2-ин-

(1Н, Н_фурил, ³J_НН 3.4 Гц), 6.62 д (1Н, Н_фурил, ³J_НН

1-илиден)малоновой кислоты (7a) [19]. Смесь

3.4 Гц).

2.56 г (19.7 ммоль) фенилпропиолового альдеги-

Тетраметиловый эфир 2,2'-[(2E,2'E)-пипера-

да 1а, 6.99 г (52.9 ммоль) диметилмалоната 2 и

зин-1,4-диилбис(3-фенилпроп-2-ен-3-ил-1-или-

3 мл Ac₂O перемешивали 4 ч при 130°С. Продукт

ден)]дималоновой кислоты [(E)-5]. Выход 724 мг

7а выделяли перегонкой в вакууме в атмосфе-

(42%), желтый порошок, т.пл. 224-225°С (петро-

ре N₂. Выход 3.61 мг (75%), светло-желтая жид-

лейный эфир). ИК спектр, ν, см^-1: 1721, 1699.

кость, кристаллизующаяся при хранении в бес-

Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃), δ, м.д.: 3.29-3.37 м (8Н,

цветные иглы, т.кип. 190-191°С (3 мм рт.ст.), т.пл.

Н^α,β), 3.63 с (6Н, CO2Me), 3.82 с (6Н, CO2Me),

46-46.5°С (петролейный эфир). ИК спектр, ν, см^-1:

6.41 д (2Н, Н³, ³J_НН 12.5 Гц), 7.25-7.29 м (4Н_аром),

2199, 1734, 1703, 1688. Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃),

7.30 д (2Н, Н², ³J_НН 12.5 Гц), 7.44-7.50 м (6Н_аром).

δ, м.д.: 3.86 с (3Н, CO₂Me), 3.94 с (3Н, CO₂Me),

Спектр ЯМР ¹³С (CDCl₃), δ, м.д.: 47.8 (C^α,β), 51.60

7.16 с (1Н, С≡ССН), 7.33-7.48 м (3Н_аром), 7.48-

(CO₂Me), 51.61 (CO₂Me), 100.3 (C³), 111.6 (C¹),

7.54 м (2Н_аром). Спектр ЯМР ¹³С (CDCl₃), δ, м.д.:

128.9 (С_аром), 129.6 (Саром), 130.0 (Саром),

134.0

52.5 (CO₂Me), 52.7 (CO₂Me), 84.7 (С≡С), 105.4

(С_аром), 150.3 (C²), 163.3 (C⁴), 166.8 (CO₂Me), 167.3

(С≡С), 121.8, 125.9, 128.6, 130.0, 132.3, 134.3, 163.7

(CO₂Me). Найдено, %: С 66.65, Н 6.13. C₃₂H₃₄N₂O₈.

(CO₂Me), 164.6 (CO₂Me). Найдено, %: С 68.59, Н

Вычислено, %: С 66.89, Н 5.96.

4.74. C₁₄H₁₂O₄. Вычислено, %: С 68.85, Н 4.95.

Диметиловый эфир

2-[1-(морфолин-4-ил)-

Нуклеофильное присоединение морфолина

3-фенилпроп-2-ин-1-ил]малоновой

кислоты

3с по тройной связи енина 7а. Раствор 244 мг

(6a). Реагенты смешивали в тех же количествах,

(1 ммоль) енина 7а и 96 мг (1.1 ммоль) морфоли-

так, как это описано в методике синтеза соедине-

на 3с в 1.5 мл МеОН выдерживают при комнатной

ний 4, реакционную смесь перемешивали 1 ч при

температуре 48 ч, после чего охлаждают до 0°С,

температуре 0-5°С и быстро отфильтровывали

отфильтровывают выпавший осадок соединения

осадок продукта 6a, промывали его на фильтре

(E)-4с, промывают его минимальным количеством

минимальным количеством ледяного MeOH и

ледяного МеОН и сушат на воздухе. Выход соеди-

сушили 1 ч в вакууме. Выход 553 мг (56%), бес-

нения (E)-4с 255 мг (77%).

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 10 2020

1596

СОКОВ и др.

БЛАГОДАРНОСТИ

12.

Orlewska C., Shaker R.M., Dees M., Otto H.-H.

Monatsh. Chem. 2000, 131, 889-893. doi 10.1007/

Авторы выражают благодарность К.В. Гордону

s007060070066

за помощь при выполнении элементных анализов.

13.

Соков С.А., Один И.С., Гусев Д.М., Кунавин Ю.А.,

ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА

Вологжанина А.В., Воронова Е.Д., Голованов А.А.

Исследование выполнено при финансовой под-

Изв. АН. Сер. хим. 2020, 69, 305-312. [Sokov S.A.,

держке Российского фонда фундаментальных ис-

Odin I.S., Gusev D.M., Kunavin Yu.A., Vologzhani-

следований в рамках научного проекта № 20-33-

na A.V., Voronova E.D., Golovanov A.A. Russ. Chem.

80004/20.

Bull. 2020, 69, 305-312.] doi 10.007/211172-020-

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

2761-3

14.

Голованов А.А., Один И.С., Вологжанина А.В., Бе-

Авторы заявляют об отсутствии конфликта ин-

кин В.В., Небритова А.Е. ЖОрХ. 2014, 50, 963-967.

тересов.

[Golovanov A.A., Odin I.S., Vologzhanina A.V., Be-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

kin V.V., Nebritova A.E. Russ. J. Org. Chem. 2014, 50,

Kopchuk D.S., Chepchugov N.V., Taniya O.S., Kha-

943-947.] doi 10.1134/S1070428014070045

sanov A.F., Giri K., Kovalev I.S., Santra S., Zyrya-

15.

Голованов А.А., Гусев Д.М., Вологжанина А.В.,

nov G.V., Majee A., Rusinov V.L., Chupakhin O.N.

Бекин В.В., Писарева В.С. ЖОрХ. 2014, 50, 21-28.

Tetrahedron Lett. 2016, 57, 5639-5643. doi 10.1016/

[Golovanov A.A., Gusev D.M., Vologzhanina A.V.,

j.tetlet.2016.11.008

Bekin V.V., Pisareva V.S. Russ. J. Org. Chem. 2014,

Fayed T.A., Etaiw S.E.D.H., Saleh N.Z. J. Lumi-

50, 13-20.] doi 10.1134/S1070428014010035

nescence.

2006,

121,

431-440. doi

10.1016/

j.jlumin.2005.11.006

16.

Голованов А.А., Латыпова Д.Р., Бекин В.В., Писа-

Metelina A.V., Lokshin V., Micheau J.C., Samat A.,

рева В.С., Вологжанина А.В., Докичев В.А. ЖОрХ.

Guglielmetti R., Minkin V.I. Phys. Chem. Chem. Phys.

2013, 49, 1282-1286. [Golovanov A.A., Latypova D.R.,

2002, 4, 4340-4345. doi 10.1039/B204603B

Bekin V.V., Pisareva V.S., Vologzhanina A.V., Doki-

Lanke S.K., Sekar N. J. Fluorescence. 2016, 26, 949-

chev V.A. Russ. J. Org. Chem. 2013, 49, 1264-1269.]

962. doi 10.1007/s10895-016-1783-6

doi 10.1134/S1070428013090030

Gabbutt C.D., Hepworth J.D., Heron B.M., Parting-

17.

Голованов А.А., Бекин В.В., Один И.С., Чертов А.Ю.,

ton S.M., Thomas D.A. Dyes Pigm. 2001, 49, 65-74.

Григорьева О.Б., Писарева В.С. ЖОрХ. 2015, 51,

doi 10.1016/S0143-7208(01)00005-5

1723-1727. [Golovanov A.A., Bekin V.V., Odin I.S.,

Shin’ichi N., Tomio Y., Kenichiro N., Shuzo A.,

Chertov A.Yu., Grigor’eva O.B., Pisareva V.S. Russ.

Hiroyuki N. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1991, 64, 1641-

J. Org. Chem. 2015, 51, 1688-1692.] doi 10.1134/

1647. doi 10.1246/bcsj.64.1641

S1070428015120039

Williams D.J. Angew. Chem., Int. Ed. 1984, 23, 690-

703. doi 10.1002/anie.198406901

18.

Медведева А.С., Мареев А.В., Демина М.М. Изв.

АН. Сер. хим. 2008, 57, 914-931. [Medvedeva A.S.,

Laage D., Thompson W.H., Balanchard-Desce M.,

Hynes J. T. J. Phys. Chem. A. 2003, 107, 6032-6046.

Mareev A.V., Demina M.M. Russ. Chem. Bull. 2008,

doi 10.1021/jp0276597

57, 929-946.] doi 10.1007/s11172-008-0128-2

Branchadell V., Sodupe M., Ortuno R.M., Oliva A.,

19.

Belil C., Pascual J., Serratosa F. Tetrahedron. 1964, 20,

Gomez-Pardo D., Guingant A., D’Andelo J. J. Org.

2701-2708. doi 10.1016/S0040-4020(01)90851-8

Chem. 1991, 56, 4135-4141. doi 10.1021/jo00013a012

20.

Гусев Д.М., Бормотин А.А., Ракшин С.О., Мельни-

10.

Gillard M., T’Kint C., Sonveaux E., Ghosez L. J. Am.

ков П.А., Раскильдина Г.З., Чанышев Р.Р. Башкир.

Chem. Soc. 1979, 101, 5837-5839. doi 10.1021/

хим. ж. 2018, 25, 90-95. doi 10.17122/bcj-2018-1-90-

ja00513a069

11.

Yoshimatsu M., Hibino M., Ishida M., Tanabe G.,

Muraoka O. Chem. Pharm. Bull. 2002, 50, 1520-1524.

21.

Климова В.А. Основные микрометоды анализа ор-

doi 10.1248/cpb.50.1520

ганических соединений. М.: Химия, 1975.

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 10 2020

ТРЕХКОМПОНЕНТНАЯ РЕАКЦИЯ ДИМЕТИЛМАЛОНАТА

1597

Three-Component Reaction of Dimethylmalonate, α-Acetylene

Aldehydes and Amines: Synthesis of Push-Pull Buta-1,3-dienes

S. А. Sokova, b, I. S. Odin^b, S. S. Zlotskii^a, and A. A. Golovanovb, *

^a Ufa State Petroleum Technological University, 450064, Russia, Republic of Bashkortostan, Ufa, ul. Kosmonavtov 1

^b Togliatti State University, 445020, Russia, Togliatti, ul. Belorusskaya 14

*e-mail: aleksandgolovanov@yandex.ru

Received July 10, 2020; revised July 21, 2020; accepted July 25, 2020

The three-component reaction of dimethylmalonate, α-acetylene aldehydes and cyclic amines(pyrrolidine, piper-

idine, morpholine and piperazine) proceeds under mild conditions with the formation of 2-(3-aminoallylidene)-

malonic acid esters with yields 50-91%. The reaction proceeds with the predominant formation of (E)-isomers

and can serve as a convenient way to obtain push-pull buta-1,3-dienes. They may cause some of interest as flu-

orescent, solvatochromic and nonlinear optical materials, as well as in the synthesis of carbo- and heterocycles.

The reaction mechanism involves the formation of a dimethyl esters of 2-(prop-2-in-1-ylidene)malonic acid

(a product of the Knoevenagel reaction) and subsequent nucleophilic addition of a cyclic amine to it.

Keywords: multicomponent reactions, prop-2-inals, cyclic amines, dimethylmalonate, stereoselectivity, Kno-

evenagel reaction, nucleophilic addition, buta-1,3-dienes

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 10 2020