ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2020, том 56, № 10, с. 1611-1615

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

УДК 547.917

2-{(4a'S,6а'S,10а'R,10b'R)-ОКТАГИДРОСПИРО-

(1,3-ДИОКСОЛАН-2,2'-ПИРАНО[2,3-c]ХРОМЕН)-

6a'(1'Н)-ИЛОКСИ}ЭТАНОЛ В СИНТЕЗЕ

ДЕКА-1,2(S)- И -2(R)-ДИОЛОВ

ФГБУН «Уфимский Институт химии Уфимского федерального исследовательского центра РАН»,

450054, Россия, Республика Башкортостан, г. Уфа, пр. Октября 69

*e-mail: sinvmet@anrb.ru

Поступила в редакцию 19 мая 2020 г.

После доработки 28 мая 2020 г.

Принята к публикации 03 июня 2020 г.

Изучены возможности использования в качестве хирального вспомогательного соединения смешанного

кеталя 2-{(4a'S,6а'S,10a'R,10b'R)-октагидроспиро(1,3-диоксолан-2,2'-пирано[2,3-с]хромен)-6а'(1'Н)-илок-

си}этанола полученного обработкой этиленгликолем в присутствии щавелевой кислоты аддукта Михаэля

левоглюкозенона и циклогексанона - 1,6-ангидро-3,4-дидезокси-4-С-(2-оксоциклогекс-1'RS-ил)-β-D-

эритрогексо-2-улозы для синтеза виц-диолов.

Ключевые слова: хиральный индуктор, левоглюкозенон, аддукты Михаэля, смешанный кеталь, виц-ди-

олы.

DOI: 10.31857/S0514749220100171

Ранее сообщалось о перспективах использова-

Гидролиз кеталя 4а в смеси MeOH-HCl-ТГФ

ния смешанного кеталя 2 в качестве вспомогатель-

привел к 3 соединениям (схема 2): полукеталю 5,

ного хирального соединения для синтеза оптиче-

2(R)-диолу 6а и смешанному кеталю 7 с выходами

ски активных виц-диолов [1, 2].

87, 30 и 2% соответственно. 2(S)-Диол 6b и анало-

В продолжение этих работ с целью поиска диа-

гичные соединения получили в результате гидро-

стереомеров с большим различием хроматографи-

лиза диастереомера 4b.

ческой полярности мы алкилировали альдегид 3

Для исключения сомнений в полученных ре-

[2] децилмагнийбромидом.

зультатах рацемическую смесь додекан-1,2-диолов

Полученные диастереомеры 4а и 4b (схема 1)

6a, b разделили на хиральной колонке Nucleosil

действительно хорошо разделяются на SiO₂ с ∆R_f

Chiral-1 и получили антиподы с [α]_D20 +11° и -11°

0.2 и выделены в индивидуальном виде с выхода-

(c 2.5, EtOH) ([α]_D20 ±13°, c 2.5, EtOH [3]).

ми 49 и 36% соответственно.

Гидролиз кеталей 4а и 4b в ацетоне в при-

Об образовании диастереомеров 4а и 4b в спек-

сутствии каталитических количеств пиридиния

трах ЯМР ¹³С свидетельствуют сигналы углеродов

пара-толуолсульфоната PPTs (табл.

1) привел

С^2' при 70.58 и 70.74 м.д.; С^1' при 63.43 и 63.72 м.д.

к соответствующим ацетонидам с [α]_D20 +31.8°,

соответственно, а также наличие корреляционных

0.67 М в CHCl₃ и [α]_D20 -41.5°, 0.67 М в CHCl₃.

пиков Н^1'/С^6а, Н^1'/С^2' в спектрах HMBC.

Завершающий гидролиз полученных ацетонидов в

1611

1612

ФАЙЗУЛЛИНА и др.

Схема 1.

O O

H O

[1, 2]

[2]

C₁₀H₂₁

O O

O H

C₁₀H₂₁MgBr

85%

Ac₂O-H₂O привел к получению энантиомеров 6а и

лаемых эпимерных 2(R,S)-диолов 6а, b удалось

6b с [α]_D20 +4° и -13°, 1.3 М в EtOH.

увеличить до 88% при нагревании их растворов в

смеси CH₃COOH-H₂O.

В поиске оптимизации выхода виц-диолов мы

осуществили гидролиз смеси диастереомеров

Таким образом, продемонстрирована возмож-

4а, b действием CeCl₃·7H₂O в присутствии NaI

ность использования смешанного кеталя, получа-

в CH₃CN и CH₃COOH, H₂O (табл. 2). Выход же-

емого в 1 стадию из аддуктов Михаэля левоглю-

Схема 2.

O H

Табл. 1

4a, b

(CH₂)

6a, b

Таблица 1. Выход продуктов гидролиза диастереомеров 6а, b.

Выход, %

Реагенты

соединение 5

соединение 6а, b

соединение 7

MeOH-HCl-ТГФ

47^b

1. Ацетон, PPTs

2. Ac₂O-H₂O

^a Из диастереомера 4а.

^b Из диастереомера 4b.

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 10 2020

2-{(4a'S,6а'S,10а'R,10b'R)-ОКТАГИДРОСПИРО-(1,3-ДИОКСОЛАН-2,2'-ПИР

АНО[2,3-c]ХРОМЕН)-...

1613

Таблица 2. Выход продуктов гидролиза диастереомеров 6а, b.

Выход, %

Реагенты

соединение 5

соединение 6а, b

соединение 7

CeCl₃·7H₂O, NaI, CH₃CN

CH₃COOH, H₂O

козенона и циклогексанона, в качестве хирального

H^2'), 3.89-4.05 м (4Н, Н^1'', Н^2''). Спектр ЯМР ¹³С

индуктора в синтезе оптически активных виц-ди-

(CDCl₃), δ, м.д.: 14.06 (CH₃), 22.11 (C⁹), 22.62 (С^11'),

олов. Найдены оптимальные условия гидролиза

24.59 (C⁸), 25.22 (C^10'), 25.50 (C⁹), 29.27 (C^5'), 29.50

(CH₃COOH, H₂O, 80°С) диастереомерных кеталей

(C^6'), 29.54 (C^7'), 31.84 (C^4'), 32.00 (C⁷), 33.01 (C^3'),

4а, b, приводящие к хиральным виц-диолам 6а, b

36.07 (C^10b), 36.10 (C¹), 47.60 (C^10a), 62.57 (C⁵),

с выходом 88%.

63.43 (C^1'), 63.57 (С^1''), 64.59 (С^2''), 70.58 (C^2'), 71.12

(C³), 76.75 (C^4a), 97.97 (C^6a), 105.05 (C²).

2-{(4a'S,6а'S,10a'R,10b'R)-Октагидроспи-

ро(1,3-диоксолан-2,2'-пирано[2,3-с]хромен)-

Спектр ЯМР ¹Н (4b) (CDCl₃), δ, м.д.: 0.83-0.88

6а'(1'Н)-илокси}этанол (2), 2-{(4a'S,6а'S,10a'R,-

м (3Н, СН₃), 1.17-1.33 м (24H, Н^1В, Н^10a, Н⁸, Н^10В,

10b'R)-октагидроспиро(1,3-диоксолан-2,2'-пи-

Н^9В, Н^7В, Н^3'В, Н^4', Н^5', Н^6', Н^7', Н^8', Н^9', Н^10', Н^11'),

рано[2,3-с]хромен)-6а'(1'Н)-илокси}этаналь

1.42-1.48 м (2Н, Н^3'A, Н^9A), 1.52-1.61 м (1Н, Н^10A),

(3),

(4a'S,6а'S,10a'R,10b'R)-2,2'-этилендиокси-

1.70-1.73 м (1Н, Н^7А), 1.8-1.95 м (1Н, Н^10b), 1.98-

6а'-гидроксидекагидропирано[2,3-с]хромен-

2.02 м (1Н, Н^1А), 2.29 уш.с (1Н, ОН), 3.10-3.15

(3Н) (5), (4a'S,6a'S,10a'R,10b'R)-6a'-(аллилокси)-

м (1Н, Н^4а), 3.25-3.27 м (1Н, Н^1'В), 3.28-3.30 м

декагидроспиро(1,3-диоксолан-2,2'-пирано-

(1Н, Н^3B), 3.31-3.35 м (1Н, Н^1'A), 3.60 т (1H, H^5B,

[2,3-c]хромен) (7) описаны в [2].

²J_5B,5A 10.4, ³J_5B,4a 5.5 Гц), 3.65-3.69 м (2Н, H^5А,

Н^3A), 3.72-3.78 м (1H, H^2'), 3.91-4.07 м (4Н, Н^1'',

1-{(4a'S,6a'S,10a'R,10b'R)-Октагидроспиро-

Н^2''). Спектр ЯМР ¹³С (CDCl₃), δ, м.д.: 14.11 (CH₃),

(1,3-диоксолан-2,2'-пирано[2,3-c]хромен)-

22.32 (C⁹), 22.68 (С^11'), 24.51 (C8), 25.35 (C10'),

6a'(1'H)-илокси}додекан-2-ол (4а, b). К раствору

25.56 (C⁹), 29.33 (C^5'), 29.61 (C^6'), 29.67 (C^7'), 31.91

0.42 г (1.35 ммоль) альдегида 3 в 7.0 мл ТГФ при

(C^4'), 32.18 (C⁷), 33.64 (C^3'), 36.12 (C^10b), 36.21 (C¹),

перемешивании добавляли 0.5 мл (1.91 ммоль) де-

47.83 (C^10a), 62.69 (C⁵), 63.72 (C^1'), 64.61 (С^1''),

цилмагнийбромид C₁₀H₂₁MgBr в Et₂O. Через 15

64.84 (С^2''), 70.74 (C^2'), 71.13 (C³), 77.13 (C^4a), 97.96

мин (контроль по ТСХ) реакционную массу разла-

(C^6a), 105.12 (C²). Найдено, %: С 68.71; Н 10.17.

гали 1.0 мл NH₄Cl, продукты реакции экстрагиро-

С₂₆Н₄₆О₆. Вычислено, %: С 68.69; Н 10.20.

вали EtOAc (2×5.0 мл). Экстракт сушили MgSO₄,

растворитель отгоняли, остаток хроматографиро-

2R- и 2S-Додекан-1,2-диолы (6а, b). К рас-

вали на колонке с силикагелем. Выход 0.25 г (54%)

твору 0.23 г (0.47 ммоль) кеталя 4a или 4b в ме-

спиртов 4a, b в соотношении 1:1.6. Маслообразное

таноле добавляли 30% водный раствор НСl и пе-

вещество. R_f 0.2 (CHCl₃-i-PrOH, 50:1). [α]_D20 -57°

ремешивали до исчезновения исходного реагента

(для изомера a) и 43° (для изомера b) (c 1.0, CHCl₃).

(контроль методом ТСХ). Затем реакционную мас-

Спектр ЯМР ¹Н (4a) (CDCl₃), δ, м.д.: 0.82-0.87 м

су обработали насыщенным водным раствором

(3Н, СН₃), 1.12-1.32 м (24H, Н^1В, Н^10a, Н⁸, Н^10В,

NaНСО₃, продукты реакции экстрагировали EtOAc

Н^9В, Н^7В, Н^3'В, Н^4', Н^5', Н^6', Н^7', Н^8', Н^9', Н^10', Н^11'),

(3×10.0 мл). Экстракт сушили MgSO₄, раствори-

1.38-1.48 м (2Н, Н^3'A, Н^9A), 1.52-1.61 м (1Н, Н^10A),

тель отгоняли, остаток хроматографировали на

1.68-1.75 м (1Н, Н^7А), 1.88-1.92 м (1Н, Н^10b), 1.93-

колонке с силикагелем. Выделяли в случае кеталя

2.05 м (1Н, Н^1А), 2.30 уш.с (1Н, ОН), 3.07-3.14 м

4a 0.08 г (87%) полукеталя 5, 0.01 г (2%) соеди-

(1Н, Н^4а), 3.27-3.32 м (1Н, Н^1'В), 3.36-3.40 м (1Н,

нения 7, 0.03 г (30%) 2R-диола 6a; в случае ке-

Н^3B), 3.52 т (1H, H^5B, ²J_5B,5A10.5 ³J_5B,4a 5.3 Гц),

таля 4b - 0.08 г (47%) полукеталя 5, 0.01 г (2%)

3.62-3.69 м (3Н, Н^1'A, H^5А, Н^3A), 3.77-3.83 м (1H,

соединения 7, 0.03 г (28%) 2S-диола 6b. Физико-

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 10 2020

1614

ФАЙЗУЛЛИНА и др.

химические характеристики полученных диолов

стотой 500 МГц, растворитель CDCl₃. Для анали-

6а и 6b (C₁₂H₂₆O₂) соответствовали справочным

тической ТСХ применяли пластины Sorbfil марки

и литературным данным [3].

ПТСХ-АФ-А, изготовитель ЗАО «Сорбполимер»

(г. Краснодар). Температуры плавления изме-

Методики гидролиза кеталей 4a, b. а. К рас-

ряли на приборе Boëtius РНМК 05 (Германия).

твору 0.05 г (0.01 ммоль) кеталей 4а, b в 7.0 мл

Элементный анализ проводили на СНNS(O)-

CH₃CN добавляли 0.06 г (0.16 ммоль) CeCl₃·7H₂O,

анализаторе Евро-3000 (Италия). Углы оптиче-

0.002 г (0.02 ммоль) NaI и перемешивали до ис-

ского вращения измеряли на поляриметре Perkin

чезновения исходного соединения (контроль ме-

Elmer-341 (США).

тодом ТСХ). Затем реакционную массу обраба-

тывали насыщенным водным раствором Na₂S₂O₃,

Реактив PPTs (99%) был приобретен в Sigma

продукты реакции экстрагировали EtOAc

Aldrich.

(3×10.0 мл). Экстракт сушили MgSO₄, раствори-

Очистку растворителей проводили по извест-

тель отгоняли, остаток хроматографировали на ко-

ным методикам [4-6], их константы соответство-

лонке с силикагелем. Выделяли 0.02 г (67 %) полу-

вали литературным данным [4-6].

кеталя 5, 0.004 г (12%) соединения 7, 0.02 г (53%)

диола 6.

БЛАГОДАРНОСТИ

б. Раствор 0.04 г (0.01 ммоль) кеталей 4а, b в

Авторы благодарят Circa Group за предостав-

7.0 мл 70% CH₃COOH перемешивали при 80°С до

ленный ими левоглюкозенон товарной марки.

исчезновения исходного соединения (контроль ме-

Анализы выполнены на оборудовании Центра кол-

тодом ТСХ). Затем реакционную массу обрабатыва-

лективного пользования научным оборудовани-

ли насыщенным водным раствором NaHCO₃, про-

ем «Химия» Уфимского института химии РАН и

дукты реакции экстрагировали EtOAc (3×5.0 мл).

РЦКП «Агидель» УФИЦ РАН.

Экстракт сушили MgSO₄, растворитель отгоняли,

ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА

остаток хроматографировали на колонке с силика-

Работа выполнена по теме

№ AAAA-A20-

гелем. Выделяли 0.015 г (65%) полукеталя 5, 0.006 г

120012090028-3 госзадания.

(22%) соединения 7, 0.015 г (88%) диола 6.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

в. К раствору 0.1 г (0.22 ммоль) соединения 4a

в 4 мл ацетона добавляли каталитические коли-

Авторы заявляют об отсутствии конфликта ин-

чества PPTs и перемешивали до окончания реак-

тересов.

ции (контроль методом ТСХ). Затем реакционную

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

массу обрабатывали водой и продукты реакции

экстрагировали EtOAc (3×5.0 мл), экстракт суши-

1. Тагиров А.Р., Биктагиров И.М., Галимова Ю.С., Фай-

зуллина Л.Х., Салихов Ш.М., Валеев Ф.А. ЖОрХ.

ли MgSO₄, растворитель отгоняли. Сухой остаток

2015, 51, 587-592. [Tagirov A.R., Biktagirov I.M.,

обрабатывали раствором Ac₂O-H₂O (3.0:1.5 мл).

Galimova Yu.S., Faizullina L.Kh., Salikhov Sh.M.,

По окончании реакции (контроль методом ТСХ)

Valeev F.A. Russ. J. Org. Chem. 2014, 51, 569-575.]

реакционную массу обрабатывали насыщен-

doi 10.1134/S1070428015040181

ным раствором NaHCO₃, экстрагировали EtOAc

2. Тагиров А.Р., Файзуллина Л.Х., Еникеева Д.Р., Га-

(3×5.0 мл). Экстракт сушили MgSO₄, растворитель

лимова Ю.С., Салихов Ш.М., Валеев Ф.А. ЖОрХ.

упаривали, остаток хроматографировали. Выход

2018, 54, 723-730. [Tagirov A.R., Faizullina L.Kh.,

0.002 г (15%) дикеталя 7, 0.029 г (62%) полукеталя

Enikeeva D.R., Galimova Yu.S., Salikhov Sh.M.,

5, 0.026 г (47%) диола 6a.

Valeev F.A. Russ. J. Org. Chem. 2018, 54, 726-733.]

doi 10.1134/S10704280180500933

При гидролизе 0.08 г (0.17 ммоль) соедине-

3. Júnior C.O., le Hyaric M., Costa C.F., Corrêa T.A.,

ния 4b получали 0.002 г (15%) дикеталя 7, 0.024 г

Taveira A.F., Araújo D.P., Reis E.F., Lourenço M.C.,

(60%) полукеталя 5, 0.023 (36%) диола 6b.

Vicente F.R., Almeida M.V. Mem. Inst. Oswaldo.

Спектры ЯМР ¹Н и ¹³С записывали на спектро-

Cruz.

2009,

104,

703-705. doi

10.1590/S0074-

метре Bruker Avance III (Германия) с рабочей ча-

02762009000500006

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 10 2020

2-{(4a'S,6а'S,10а'R,10b'R)-ОКТАГИДРОСПИРО-(1,3-ДИОКСОЛАН-2,2'-ПИР

АНО[2,3-c]ХРОМЕН)-...

1615

4. Вайсберг А., Прооскауэр Э., Риддик Д., Тупс Э. Ор-

6. Riddick J.A., Bunger W.B., Sakano T.K. New York,

ганические растворители. М.: Наука, 1958.

Chichester, Brisbane, Toronto, Singapore: A Wiley -

5. Гордон А., Форд Р. Спутник химика. М.: Мир, 1976.

Interscience publication, 1986.

2-[(4a'S,6a'S,10a'R,10b'R)-Octahydrospiro[1,3-dioxolane-

2,2'-pyrano[2,3-c]chromen]-6a'(1'H)-iloxy]ethanol

in Synthesis of Deca-1,2(S)- and -2(R)-Diols

L. Kh. Faizullina*, A. R. Tagirov, S. F. Petrova, Sh. M. Salikhov, and F. A. Valeev

Ufa Institute of Chemistry, Ufa Researcher Centre, RAS,

450054, Russia, Republic of Bashkortostan, Ufa, pr. Oktyabrya 69

*e-mail: sinvmet@anrb.ru

Received May 19, 2020; revised May 28, 2020; accepted June 3, 2020

The possibilities of using mixed ketal 2-[(4a'S,6a'S,10a'R,10b'R)-octahydrospiro(1,3-dioxolane-2,2'-pyra-

no[2,3-c]chromene)-6a'(1'H)-yloxy]ethanol obtained by treatment with ethylene glycol in the presence of oxalic

acid Michael adduct levoglucosenone and cyclohexanone - 1,6-anhydro-3,4-dideoxy-4-C-(2-oxocyclohex-

1'RS-yl)-β-D-erythrohexo-2-ulose for the synthesis of vice-diols were studied as a chiral auxiliary compound.

Keywords: chiral inductor, levoglucosenone, Michael adducts, mixed ketal, vice-diols

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 10 2020