ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2020, том 56, № 3, с. 456-463
УДК 547.512:547.598
СИНТЕЗ И ПРЕВРАЩЕНИЯ АДДУКТА
1-БРОМТРИЦИКЛО[4.1.0.02,7]ГЕПТАНА
С 2-БРОМЭТАНСУЛЬФОБРОМИДОМ
© 2020 г. С. Г. Кострюков*, Ю. Ю. Мастерова
ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва»,
430005, Россия, Республика Мордовия, г. Саранск, ул. Большевистская 68
*e-mail: kostryukov_sg@mail.ru
Поступила в редакцию 21 ноября 2019 г.
После доработки 18 января 2020 г.
Принята к публикации 20 января 2020 г.
2-Бромэтансульфобромид присоединяется по центральной бициклобутановой связи С1-С7 1-бромтри-
цикло[4.1.0.02,7]гептана по радикальному механизму с образованием аддукта состава 1:1 бицикло[3.1.1]-
гептановой структуры. При действии на полученный аддукт триэтиламина наблюдается
1,2-
дегидробромирование, приводящее к винилсульфону, а при обработке 2-х кратным избытком метилата
натрия - 1,2- и 1,3-дегидробромирование, в результате которого образуется 7-бром-1-(винилсульфонил)-
трицикло[4.1.0.02,7]гептан, способный вступать в реакции нуклеофильного присоединения с метилатом и
метантиолатом натрия.
Ключевые слова: 2-бромэтансульфобромид, 1-бромтрицикло[4.1.0.02,7]гептан, радикальное присоедине-
ние, бицикло[3.1.1]гептан, дегидробромирование, винилсульфон.
DOI: 10.31857/S0514749220030167
Известно [1-4], что α-бромметансульфобромид
1-Бромтрицикло[4.1.0.02,7]гептан
1 благодаря
способен присоединяться по двойной связи алке-
присутствию атома брома обладает значительным
нов с образованием α,β'-дибромсульфонов, которые
синтетическим потенциалом. Так, например, из
при действии оснований претерпевают процессы
аддукта соединения 1 с сероводородом были полу-
дегидробромирования и десульфонирования,
чены бис(1-трицикло[4.1.0.02,7]гептил)сульфоксид
приводящие к образованию сопряженных диенов.
и сульфон [6]. В случае аддуктов трициклогептана
Подобным образом бромметансульфобромид реа-
1 с бензолсульфобромидом [7], бензолсульфо- и
гирует и с 1-бромтрицикло[4.1.0.02,7]гептаном 1 [5],
метансульфотиоцианатами
[8] при обработке
при этом образуется продукт бицикло[3.1.1]геп-
основаниями были получены 6-норпинаноны и 6-
тановой (норпинановой) структуры с син-ориен-
норпинантионы. Таким образом, изучение реакций
тацией бромметилсульфонильной группы. Полу-
1-бромзамещенного трициклогептана 1 с другими
ченный аддукт при обработке NaOH в водном
реагентами гомолитического сульфонирования
диоксане испытывает 1,3-дегидробромирование и
представляет несомненный интерес, так как
превращается в 2-бром-1-(бромметилсульфонил)-
позволит получить новые сульфоны трицикло- и
трицикло[4.1.0.02,7]гептан (схема 1).
бициклогептанового ряда.
Схема 1.
BrCH2SO2Br
NaOH
Br
SO2CH2Br
диоксан, t
Br
Br
SO2CH2Br
Br
1
456
СИНТЕЗ И ПРЕВРАЩЕНИЯ АДДУКТА 1-БРОМТРИЦИКЛО[4.1.0.02,7]ГЕПТАНА
457
Схема 2.
Na2SO3
PBr5
Br CH
2
CH2
Br
Br CH2
CH2
SO3Na
Br CH2
CH2
SO2Br
2
С целью расширения ассортимента галоген-
к триметиленовому мостику. Наличие сульфо-
алкансульфогалогенидов нами был синтезирован 2-
группы подтверждается интенсивными характерис-
бромэтансульфобромид 2 и исследованы его реак-
тическими полосами в ИК спектре в области ~1130
ции с трициклогептаном 1. Так как сульфобромид
и ~1330 см-1 [12].
2 не описан в литературе, для его получения мы
Таким образом, можно констатировать, что
использовали метод, предложенный ранее для
присоединение 2-бромэтансульфобромида 2 к три-
получения иодметансульфобромида [4] и заклю-
циклогептану 1, подобно присоединению бром-
чающийся в обработке бромидом фосфора (V)
метансульфобромида [5], арилсульфогалогенидов
натриевой соли сульфокислоты, которая была
[7, 10, 11] и ряда других сульфопроизводных [8],
получена реакцией избытка
1,2-дибромэтана с
осуществляется исключительно по центральной
сульфитом натрия [9] (схема 2).
связи С1-С7. На основании аргументов, обсуж-
Реакцию трицикло[4.1.0.02,7]гептана 1 с сульфо-
даемых в работах [7, 8, 10, 11], для рассматри-
бромидом 2 проводили при простом смешении
ваемых реакций следует принять радикальный
реагентов в абсолютном CH2Cl2 при 0°С c добав-
механизм (схема 4). При этом, как и в других
лением безводного карбоната натрия, с после-
случаях [5], реакция инициируется эндо-стерео-
дующим выдерживанием реакционных смесей на
направленной атакой сульфонильного радикала.
рассеянном солнечном свете при комнатной тем-
Такая атака для 1-бромтрицикло[4.1.0.02,7]гептана 1
пературе в течение
10 ч, контролируя исчез-
происходит региоспецифично по стерически более
новение реагента 2 по ТСХ. При этом с высоким
доступному незамещенному атому С7. Последую-
препаративным выходом был получен продукт
щая стадия переноса атома брома на бицикло[3.1.1]-
присоединения реагента
2 по центральной би-
гептильный интермедиат А осуществляется преи-
циклобутановой связи С1-С7 соединения 1 - три-
мущественно в экзо-положение, что, впрочем, для
бромзамещённый бицикло[3.1.1]гептан 3 (схема 3).
бромзамещённого субстрата оказывается не столь
важно, так как в любом случае образуется единст-
Соединение 3 было выделено в индивидуальном
венный продукт 3.
состоянии с помощью кристаллизации и охаракте-
ризовано спектрами ИК, ЯМР 1Н и 13С, а также
2-Бромэтилсульфонильный фрагмент в норпи-
данными элементного анализа.
нане
3 позволяет проводить различные транс-
формации при действии нуклеофилов и оснований.
Бицикло[3.1.1]гептановая структура сульфона 3
подтверждается наличием в спектре ЯМР 13С пяти
Так, при действии на соединение
3 экви-
пиков для семи атомов углерода норпинанового
мольного количества триэтиламина в бензоле в
остова c ожидаемыми интенсивностью и химичес-
результате
1,2-дегидробромирования образуется
кими сдвигами. Отнесение конфигурации замес-
винилсульфон 4. Аналогичное превращение проис-
тителя у атома С7 проводили на основании анализа
ходит и при действии на сульфон 3 эквимольного
положения и мультиплетности сигнала атома Н7 в
количества метилата натрия в метаноле при 0°С,
спектре ЯМР 1Н с учётом известных структурно-
однако в этом случае наряду с соединением
4
спектральных корреляций [5-8, 10, 11]. Так, нали-
образуется также трициклогептан
5 (схема
5).
чие триплетного сигнала атома Н7 доказывает
Соотношение продуктов реакции 4 и 5 по данным
анти-направленность этого протона по отношению
спектроскопии ЯМР 1Н составило 65:35.
Схема 3.
4
3
3
5
4
2
BrCH2CH2SO2Br (2)
2
6
5
1
Br
6
SO2CH2CH2Br
1
СH2Cl2
7
7
Br
Br
1
3
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 3 2020
458
КОСТРЮКОВ, МАСТЕРОВА
Схема 4.
1
h
SO2CH2CH2Br
2
Br + SO2CH2CH2Br
Br
A
3
2
Схема 5.
MeONa (1 экв)
Et3N (1 экв)
+
4
3
Br
SO2CH=CH
2
0оС, МеОН
С
6Н6
Br
SO2CH2CH2Br
Br
5
4
При использовании 2-х кратного избытка мети-
В своей работе мы исследовали реакции
лата натрия при 0°С был получен единственный
трициклогептана 6 с метилатом и метантиолатом
продукт - трициклогептан с винилсульфонильной
натрия. Для того чтобы определить, какая связь
группой 6 (схема 6).
более активна для нуклеофильного присоединения,
нуклеофил использовали в эквимольном коли-
Трициклогептан 6 представляет собой интерес-
честве. Контроль за ходом реакций осуществляли с
ную систему, которая содержит бициклобутановый
помощью ТСХ, строение продуктов устанавливали
фрагмент и кратную С=С связь. На данном объекте
на основании спектров ЯМР
1Н и 13С. Было
можно провести сравнительное исследование
найдено, что в указанных условиях в реакциях как
реакционной способности бициклобутановой сис-
с метилатом, так и с метантиолатом натрия
темы и двойной связи по отношению к нуклео-
участвует исключительно винилсульфонильный
филам. Ранее было показано [13], что не сущест-
фрагмент, при этом были получены продукты 7, 8 с
вует линейной корреляции между реакционной
сохранением центральной бициклобутановой связи
способностью производных бициклобутана и ана-
С1-С7 (схема 7). При проведении реакций с двумя
логичных винильных производных. В случае сое-
эквивалентами нуклеофила бициклобутановый
динений со сложноэфирной, сульфо- и нитрильной
фрагмент также оказывается устойчивым, и лишь
группой олефиновая система по сравнению с би-
при 3-х кратном избытке нуклеофила при прове-
циклобутановой оказывается более реакционно-
дении реакций в более жёстких условиях (нагре-
способной [13].
вание в запаянной ампуле при 90°С) были полу-
Схема 6.
MeONa (2 экв)
3
0°С, MeOH
Br
SO2CH=CH2
6
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 3 2020
СИНТЕЗ И ПРЕВРАЩЕНИЯ АДДУКТА 1-БРОМТРИЦИКЛО[4.1.0.02,7]ГЕПТАНА
459
Схема 7.
MeXNa (3 экв)
MeXNa (1 экв)
MeX
SO2CH2CH2XMe
6
90°С, МеОН
20°С, МеОН
Br
SO2CH2CH2XMe
XMe
9, 10
7, 8
MeXNa (2 экв)
90°С, МеОН
9, 10
X = O (7, 9), S (8, 10).
чены продукты раскрытия и связи С1-С7 - би-
этилсульфонильного фрагмента. При использова-
циклогептаны 9, 10. Соединения 9 и 10 могут быть
нии в качестве субстрата 1-бромтрицикло[4.1.0.02,7]-
получены также из трициклогептанов 7 и 8 в
гептана образуется единственный продукт,
аналогичных условиях (схема 7).
который может быть трансформирован в винил-
сульфонилзамещённые бициклогептан и трицикло-
Образование соединений 9, 10 мы объясняем
гептан. Полученный 7-бром-1-(винилсульфонил)-
последовательным протеканием следующих про-
трицикло[4.1.0.02,7]гептан вступает в реакции
цессов (схема
8): первоначально в результате
нуклеофильного присоединения как по С=С, так и
нуклеофильной атаки по положению C7 образуется
по бициклобутановой С1-С7 связи.
карбанион А, затем происходит отщепление
бромид-аниона и образование высоко реакцион-
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
носпособного цвиттер-иона В, из которого
образуются бициклогептаны
9,
10. Косвенным
Спектры ЯМР 1Н и 13С растворов соединений в
доказательством образования цвиттер-иона B
CDCl3 записаны на спектрометре JEOL JNM-
является тот факт, что при использовании 1 экв.
ECX400
(400 и
100 MГц соответственно). В
нуклеофила следовало ожидать образование три-
качестве реперных точек при обработке спектров
циклогептанов С, в то время как в реакционной
использованы сигналы остаточных протонов (δ
смеси были обнаружены только соединения 9, 10.
7.26 м.д.) и углеродных атомов (δ 77.16 м.д.) дей-
терохлороформа. ИК спектры получены в таблет-
Все сульфоны
4-10 получены в индиви-
ках KBr на Фурье-спектрометре ИнфраЛЮМ ФТ-
дуальном состоянии и охарактеризованы ЯМР 1Н,
02. Элементные анализы выполнены на СHNS-
13С и ИК спектрами, а также данными элементного
анализаторе Vario MICRO. Условия аналитической
анализа.
ТСХ: адсорбент - Silufol UV-245, элюент - лёгкий
Таким образом, 2-бромэтансульфобромид являет-
петролейный эфир-диэтиловый эфир, 1:1, прояв-
ся эффективным реагентом для введения 2-бром-
ление в иодной камере или УФ светом. Флеш-
Схема 8.
NuH
Nu
9, 10
медленно
Nu
быстро
-Br
Br
SO2CH2CH2Nu
SO2CH2CH2Nu
Nu
SO2CH2CH2Nu
Br
A
B
Nu
SO2CH2CH2Nu
С
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 3 2020
460
КОСТРЮКОВ, МАСТЕРОВА
хроматографию проводили на сухой колонке с
57.3 (С1,5), 57.6 (CH2SO2), 65.8 (С7). Найдено, %:
силикагелем, элюент - гексан-диэтиловый эфир,
C 25.46; H 3.10. C9H13Br3O2S. Вычислено, %: C
1-3:1. Температуры плавления соединений опреде-
25.44; H 3.08.
ляли в запаянных стеклянных капиллярах с исполь-
Реакция бициклогептана (3) с триэтилами-
зованием анализатора точки плавления МР-50.
ном. К раствору 212 мг (0.5 ммоль) соединения 3 в
1-Бромтрицикло[4.1.0.02,7]гептан 1 [14] и 2-бром-
5 мл абсолютного бензола добавляли 0.069 мл
этансульфонат натрия [9] получены по литера-
(0.5 ммоль) триэтиламина в
2.0 мл бензола.
турным методикам.
Реакционную смесь перемешивали в течение 1 ч
при 0°С, выпавший осадок бромида триэтиламмо-
2-Бромэтансульфобромид (2). В круглодонную
ния отфильтровывали, промывали 10 мл бензола.
колбу ёмкостью 500 мл, снабжённую обратным
Бензольный раствор промывали водой (2×5 мл),
холодильником, помещали 21.1 г (0.1 моль) 2-
сушили MgSO4. Растворитель отгоняли на ротор-
бромэтансульфоната натрия, 51.7 г (0.12 моль) PBr5
ном испарителе и получали кристаллический
и 150 мл абсолютного CH2Cl2. Реакционную смесь
продукт, который анализировали методом ЯМР 1Н
кипятили в течение 6 ч, после чего при наружном
и 13С спектроскопии и затем очищали кристал-
охлаждении до 0°С в реакционную смесь внесли
лизацией.
примерно 250 г толчёного льда. После плавления
льда отделяли органическую фазу, сушили CaCl2,
6,6-Дибром-7-син-(винилсульфонил)бицикло-
растворитель удаляли в вакууме (10-20 мм рт.ст.),
[3.1.1]гептан (4). Выход 139 мг (81%), т.пл. 94-95°С
продукт перегоняли в вакууме (не более 1 мм рт.ст.),
(эфир-гексан). ИК спектр, ν, см-1: 3092 ср, 2951 ср,
собирая фракцию при
80-90°С, которую пере-
1648 ср (C=C), 1448 ср, 1310 с (асимм. SO2), 1295 с,
гоняли повторно. Выход 17 г (68%), т.кип. 88-89°С
1139 о.с (симм. SO2), 1031 ср, 745 с, 690 с. Спектр
(0.5 мм рт.ст.). ИК спектр, ν, см-1: 2950 сл, 1364 с.
ЯМР 1Н, δ, м.д.: 0.91-1.02 м (1Н, эндо-Н3), 1.10-
(асимм. SO2), 1153 о.с (симм. SO2). Спектр ЯМР 1Н,
1.20 м (1Н, экзо-Н3), 1.55-1.67 м (2Н, эндо-Н2,4),
δ, м.д.: 3.75 т (2H, J 8.0 Гц), 4.18 т (2H, J 7.9 Гц).
1.76-1.88 м (2Н, экзо-Н2,4), 2.91 уш.д (2Н, Н1,5), 3.59
Спектр ЯМР 13С, δ, м.д.: 21.7 (С2), 48.7 (С1). Най-
т (1Н, анти-Н7, J 5.6 Гц), 6.19 дд (1H, СН2=, J 10.5,
дено, %: C 9.59; H 1.58. C2H4Br2O2S. Вычислено, %:
1.7 Гц), 6.51 дд (1H, СН2=, J 17.1, 1.7 Гц), 6.78 дд
C 9.54; H 1.60.
(1H, SO2СН=, J 17.1, 10.7 Гц). Спектр ЯМР 13С, δ,
Реакция трициклогептана (1) с 2-бромэтан-
м.д.: 12.5 (С3), 23.5 (С2,4), 47.8 (С1,5), 58.3 (С7), 57.5
(С6), 130.5 (CH2=), 137.2 (=CHSO2). Найдено, %:
сульфобромидом (2). К раствору 1.73 г (10 ммоль)
трициклогептана 1 в 15 мл абсолютного CH2Cl2,
C 31.41; H 3.50. C9H12Br2O2S. Вычислено, %: C 31.42;
содержащего 0.5 г безводного Na2CO3 и охлаж-
H 3.52.
денного до 0°С, добавляли 2.52 г (10 ммоль) сое-
Реакции бициклогептана (3) с эквимольным
динения 2. Реакционную смесь выдерживали в
количеством метилата натрия. К раствору 212 мг
течение 1 ч при 0°С, а затем при комнатной темпе-
(0.5 ммоль) соединения 3 в 10 мл абсолютного
ратуре в течение 10 ч, контролируя исчезновение
метанола добавляли 1 мл 0.5 M. раствора метилата
сульфобромида по ТСХ. По завершении реакции
натрия в метаноле. Реакционную смесь переме-
растворитель удаляли в вакууме, остаток анали-
шивали в течение 1 ч при 0°С, метанол удаляли в
зировали методами ТСХ и ЯМР 1Н и затем очи-
вакууме, остаток растворяли в 15 мл CH2Cl2 и
щали кристаллизацией.
промывали водой (2×5 мл), сушили MgSO4. Раство-
6,6-Дибром-7-син-(2-бромэтилсульфонил)би-
ритель отгоняли на роторном испарителе и полу-
цикло[3.1.1]гептан (3). Выход 3.31 г (79%), т.пл.
чали кристаллический продукт, который анализи-
119-120°С (CH2Cl2-гексан). ИК спектр, ν, см-1:
ровали методом ЯМР 1Н и 13С спектроскопии.
2951 ср, 1450 ср, 1304 с (асимм. SO2), 1288 с, 1134
Продукты выделяли флеш-хроматографией на
о.с (симм. SO2), 1030 ср, 740 с, 686 с. Спектр ЯМР
силикагеле.
1Н, δ, м.д.: 0.86-0.99 м (1Н, эндо-Н3), 1.03-1.14 м
6,6-Дибром-7-син-(винилсульфонил)бицикло-
(1Н, экзо-Н3), 1.43-1.55 м (2Н, эндо-Н2,4), 1.58-1.70
[3.1.1]гептан (4). Выход 78 мг (45%).
м (2Н, экзо-Н2,4), 2.57 уш.д (2Н, Н1,5), 2.72 т (2Н,
CH2Br, J 7.5 Гц), 2.88 т (2Н, CH2SO2, J 7.5 Гц), 3.56
7-Бром-1-(2-бромэтилсульфонил)трицикло-
т (1Н, анти-Н7, J 5.0 Гц). Спектр ЯМР 13С, δ,
[4.1.0.02,7]гептан (5). Выход 36 мг (21%), т.пл. 59-
м.д.: 11.8 (С3), 20.7 (CH2Br), 25.8 (С2,4), 57.1 (C6),
60°С (эфир-гексан). ИК спектр, ν, см-1: 3040 сл,
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 3 2020
СИНТЕЗ И ПРЕВРАЩЕНИЯ АДДУКТА 1-БРОМТРИЦИКЛО[4.1.0.02,7]ГЕПТАНА
461
2945 ср, 1485 ср, 1450 cр, 1331 с (асимм. SO2), 1210
т.пл. 53-54°С (эфир-гексан). ИК спектр, ν, см-1:
ср, 1140 о.с (симм. SO2), 1120 ср, 755 с, 661 ср.
3035 сл, 2944 ср, 1481 ср, 1439 cр, 1330 с (асимм.
Спектр ЯМР 1Н, δ, м.д.: 1.21-1.48 м (2Н, Н4), 1.50-
SO2), 1212 ср, 1141 о.с (симм. SO2), 1109 ср, 753 с,
1.64 м (4Н, Н3,5), 3.29 уш.с (2Н, Н2,6), 3.12 т (2Н,
660 ср. Спектр ЯМР 1Н, δ, м.д.: 1.23-1.49 м (2Н,
CH2Br, J 7.5 Гц), 3.34 т (2Н, CH2SO2, J 7.5 Гц).
Н4), 1.65-1.87 м (4Н, Н3,5), 2.91 уш.с (2Н, Н2,6), 3.18
Спектр ЯМР 13С, δ, м.д.: 20.6 (С3,5), 23.7 (CH2Br),
c (3H, CH3O), 3.37 т (2Н, CH2SO2, J 5.8 Гц), 3.78 т
24.2 (С4), 31.9 (С7), 35.6 (С1), 49.1 (С2,6),
57.6
(2Н, CH2О, J 5.8 Гц). Спектр ЯМР 13С, δ, м.д.: 22.6
(CH2SO2). Найдено,
%: C
31.41; H
3.50.
(С3,5), 24.3 (С4), 32.2 (С7), 36.3 (С1), 50.2 (С2,6), 56.0
C9H12Br2O2S. Вычислено, %: C 31.42; H 3.52.
(CH3O), 58.6 (CH2SO2), 65.5 (CH2О). Найдено, %:
C 41.71; H 5.14. C10H15BrO3S. Вычислено, %: C 40.69;
Реакции бициклогептана (3) с 2-х кратным
H 5.12.
количеством метилата натрия. К раствору 212 мг
(0.5 ммоль) соединения 3 в 10 мл абсолютного
7-Бром-1-(2-метилтиоэтилсульфонил)три-
метанола добавляли 2 мл 0.5 M. раствора метилата
цикло[4.1.0.02,7]гептан (8). Выход 235 мг (76%),
натрия в метаноле. Реакционную смесь перемеши-
т.пл. 71-72°С (эфир-гексан). ИК спектр, ν, см-1:
вали в течение 1 ч при 0°С, метанол удаляли в
3040 сл, 2951 ср, 1481 ср, 1439 cр, 1334 с (асимм.
вакууме, остаток растворяли в 15 мл CH2Cl2 и
SO2), 1215 ср, 1142 о.с (симм. SO2), 1105 ср, 753 с,
промывали водой (2×5 мл), сушили MgSO4. Раство-
660 ср. Спектр ЯМР 1Н, δ, м.д.: 1.16-1.41 м (2Н,
ритель отгоняли на роторном испарителе и полу-
Н4), 1.52-1.72 м (4Н, Н3,5), 2.53 уш.с (2Н, Н2,6), 2.12
чали кристаллический продукт, который анализи-
c (3H, CH3S), 3.61 т (2Н, CH2SO2, J 6.5 Гц), 2.98 т
ровали методом ЯМР 1Н и 13С спектроскопии и
(2Н, CH2S, J 6.5 Гц). Спектр ЯМР 13С, δ, м.д.: 16.0
затем очищали кристаллизацией.
(CH3S), 19.3 (С3,5), 23.5 (С4), 26.1 (С7), 28.5 (CH2S),
35.2 (С1), 38.0 (С2,6), 58.7 (CH2SO2). Найдено, %:
7-Бром-1-(винилсульфонил)трицикло-
C 38.60; H 4.87. C10H15BrO2S2. Вычислено, %:
[4.1.0.02,7]гептан (6). Выход 85 мг (65%), т.пл. 47-
C 38.59; H 4.86.
48°С (эфир-гексан). ИК спектр, ν, см-1: 3090 сл,
2944 ср, 1642 ср (C=C), 1484 ср, 1445 cр, 1335 с
Реакция трициклогептана (6) с 3-х кратным
(асимм. SO2), 1208 ср, 1142 о.с (симм. SO2), 1118
количеством метилата или метантиолата натрия
ср, 750 с, 663 ср. Спектр ЯМР 1Н, δ, м.д.: 1.18-1.39
(общая методика). К раствору 263 мг (1 ммоль)
м (2Н, Н4), 1.45-1.60 м (4Н, Н3,5), 3.21 уш.с (2Н,
соединения 6 в 10 мл абсолютного метанола добав-
Н2,6), 6.11 д.д (1H, СН2=, J 10.5, 1.7 Гц), 6.46 д.д
ляли 6 мл 0.5 M. раствора метилата или метан-
(1H, СН2=, J 17.1, 1.7 Гц), 6.65 д.д (1H, SO2СН=, J
тиолата натрия в метаноле. Реакционную смесь
17.1, 10.7 Гц). Спектр ЯМР 13С, δ, м.д.: 21.1 (С3,5), 24.2
нагревали в запаянной ампуле при 90°С в течение
(С4), 31.5 (С7), 35.8 (С1), 49.0 (С2,6), 130.3 (CH2=),
5 ч, после чего ампулу вскрывали, метанол удаляли
136.8
(=CHSO2). Найдено, %: C 41.10; H 4.24.
в вакууме, остаток растворяли в 15 мл CH2Cl2 и
C9H11BrO2S. Вычислено, %: C 41.08; H 4.21.
промывали водой (2×5 мл), сушили MgSO4. Раство-
Реакция трициклогептана (6) с эквимольным
ритель отгоняли на роторном испарителе и полу-
количеством метилата или метантиолата нат-
чали кристаллический продукт, который анализи-
рия (общая методика). К раствору 263 мг (1 ммоль)
ровали методом ЯМР 1Н и 13С спектроскопии и
соединения 6 в 10 мл абсолютного метанола добав-
затем очищали кристаллизацией.
ляли 2 мл 0.5 M. раствора метилата или метан-
6,6-Диметокси-7-син-(2-метоксиэтилсуль-
тиолата натрия в метаноле. Реакционную смесь
фонил)бицикло[3.1.1]гептан (9). Выход 215 мг
перемешивали в течение 5 ч при 20°С, метанол
(77%), т.пл. 78-79°С (эфир-гексан). ИК спектр, ν,
удаляли в вакууме, остаток растворяли в 15 мл
см-1: 3093 ср, 2949 ср, 1453 cр, 1334 с (асимм. SO2),
CH2Cl2 и промывали водой
(2×5 мл), сушили
1267 ср, 1210 ср, 1133 о.с (симм. SO2), 1110 с, 1095
MgSO4. Растворитель отгоняли на роторном испа-
с, 1060 ср, 883 ср, 744 с, 657 ср. Спектр ЯМР 1Н, δ,
рителе и получали кристаллический продукт,
м.д.: 1.49-1.61 м (1Н, эндо-Н3), 1.65-1.76 м (1Н,
который анализировали методом ЯМР 1Н и 13С
экзо-Н3), 1.80-1.90 м (2Н, эндо-Н2,4), 2.03-2.14 м
спектроскопии. Продукты выделяли флеш-хрома-
(2Н, экзо-Н2,4), 3.07 уш.с (2Н, Н1,5), 3.15 c (3H,
тографией на силикагеле.
CH3O), 3.31 c (3H, CH3O), 3.20 т (2Н, CH2SO2, J
7-Бром-1-(2-метоксиэтилсульфонил)три-
5.4 Гц), 3.79 т (2Н, CH2О, J 5.4 Гц), 3.36 с (3Н,
цикло[4.1.0.02,7]гептан (7). Выход 221 мг (75%),
СН3O), 4.32 т (1Н, анти-Н7, J 5.6 Гц). Спектр ЯМР
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 3 2020
462
КОСТРЮКОВ, МАСТЕРОВА
13С, δ, м.д.: 14.3 (С3), 23.1 (С2,4), 40.8 (С1,5), 53.4
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
(CH2SO2), 55.9 (CH3О), 56.5 (СН3О), 66.1 (С7),
1. Block E., Aslam M. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105,
58.8 (CH3О), 59.7 (СН2О), 73.2 (С6). Найдено, %:
6164-6165. doi 10.1021/ja00357a040
C 53.22; H 8.11. C11H20O4S. Вычислено, %: C 53.20;
2. Block E., Aslam M., Eswarakrishnan V., Wall A. J. Am.
H 8.12.
Chem. Soc. 1983, 105, 6165-6167. doi 10.1021/ja00357a041
6,6-Диметилтио-7-син-(2-метилтиоэтилсуль-
3. Block E., Eswarakrishnan V., Gebreyes K. Tetrahedron
фонил)бицикло[3.1.1]гептан (10). Выход 274 мг
Lett. 1984, 25, 5469-5472. doi 10.1016/s0040-4039(01)
81601-4
(84%), т.пл. 134-135°С (CH2Cl2-гексан). ИК спектр,
ν, см-1: 3095 ср, 2951 ср, 1454 cр, 1330 с (асимм.
4. Block E., Aslam M., Eswarakrishnan V., Gebreyes K.,
Hutchinson J., Iyer R., Laffitte J.A., Wall A. J. Am. Chem.
SO2), 1261 ср, 1211 ср, 1132 о.с (симм. SO2), 1138 с,
Soc. 1986, 108, 4568-4580. doi 10.1021/ja00275a051
1091 с, 1061 ср, 880 ср, 740 с, 651 ср. Спектр ЯМР
5. Васин В.А., Кострюков С.Г., Романова Э.В., Болу-
1Н, δ, м.д.: 1.19-1.34 м (1Н, эндо-Н3), 1.55-1.66 м
шева И.Ю., Разин В.В. ЖОрХ. 1996, 32, 1701-1708.
(1Н, экзо-Н3), 1.75-1.85 м (2Н, эндо-Н2,4), 1.95-2.10
[Vasin V.A., Kostryukov S.G., Romanova E.V., Bolu-
м (2Н, экзо-Н2,4), 2.95 уш.с (2Н, Н1,5), 2.01 c (3H,
sheva I.Yu., Razin V.V. Russ. J. Org. Chem. 1996, 32,
CH3S), 2.15 c (3H, CH3S), 2.21 c (3H, CH3S), 2.70 т
1649-1656.]
(2Н, CH2S, J 7.5 Гц), 3.19 т (2Н, CH2SO2, J 7.5 Гц),
6. Васин В.А., Кострюков С.Г., Разин В.В. ЖОрХ.
3.35 т
(1Н, анти-Н7, J 5.8 Гц). Спектр ЯМР
2002, 38, 1632-1642. [Vasin V.A., Kostryukov S.G.,
13С, δ, м.д.: 11.9 (С3), 13.0 (CH3S), 13.9 (CH3S),
Razin V.V. Russ. J. Org. Chem. 2002, 38, 1582-1587.]
14.8 (CH3S), 22.1 (С2,4), 39.8 (С1,5), 42.6 (СН2S),
doi 10.1023/A:1022597614806
51.2 (CH2SO2), 65.1 (С7), 63.0 (С6). Найдено, %:
7. Васин В.А., Кострюков С.Г., Разин В.В., Болуше-
C 44.16; H 6.77. C12H22O2S4. Вычислено, %: C 44.14;
ва И.Ю., Зефиров Н.С. ЖОрХ. 1994, 30, 1351-1359.
H 6.79.
8. Васин В.А., Коровин Д.Ю., Петров П.С., Разин В.В.,
Сомов Н.В. ЖОрХ. 2015, 51, 1732-1736. [Vasin V.A.,
Реакция трициклогептанов (7, 8) с 2-х крат-
Korovin D.Yu., Petrov P.S., Razin V.V., Somov N.V.
ным количеством метилата или метантиолата
Russ. J. Org. Chem. 2015, 51, 1697-1702.] doi 10.1134/
натрия (общая методика). К раствору 0.5 ммоль
S1070428015120052
одного из соединений 7, 8 в 10 мл абсолютного
9. Синт. орг. преп. 1949, 2, 124.
метанола добавляли 2 мл 0.5 M. раствора метилата
10. Васин В.А., Болушева И.Ю., Черняева Л.А., Сур-
или метантиолата натрия в метаноле. Реакционную
мина Л.С., Зефиров Н.С. ЖОрХ. 1990, 26, 1509-1515.
смесь нагревали в запаянной ампуле при 90°С в
11. Васин В.А., Кострюков С.Г., Разин В.В., Зефиров Н.С.
течение 5 ч, после чего ампулу вскрывали, метанол
ЖОрХ. 1994, 30, 680-685.
удаляли в вакууме, остаток растворяли в 15 мл
12. Сильверстейн Р., Вебстер Ф., Кимл Д. Спектрофо-
CH2Cl2 и промывали водой (2×5 мл), сушили MgSO4.
тометрическая идентификация органических сое-
динений. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012,
Растворитель отгоняли на роторном испарителе и
557.
[Silverstein R.M., Webster F.X., Kiemle D.J.
получали кристаллический продукт, который ана-
Spectrometric Identification of Organic Compounds. 7th
лизировали методом ЯМР 1Н и 13С спектроскопии.
Edn. N.-Y.: J. Wiley & Sons Inc., 2005, 512.]
13. Azran C., Hoz S. Tetrahedron. 1995, 51, 11421-11430.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
doi 10.1016/0040-4020(95)00706-E
14. Szeimies G., Philipp F., Baumgärten O., Harnisch J.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта
Tetrahedron Lett. 1977, 18, 2135-2138. doi 10.1016/
интересов.
S0040-4039(01)83700-X
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 3 2020
СИНТЕЗ И ПРЕВРАЩЕНИЯ АДДУКТА 1-БРОМТРИЦИКЛО[4.1.0.02,7]ГЕПТАНА
463
Synthesis and Transformations of the Adduct
of 1-Bromotricyclo[4.1.0.02,7]heptane
with 2-Bromoethanesulfonyl Bromide
S. G. Kostryukov* and Yu. Yu. Masterova
National Research Mordovia State University, 430005, Russia, Republic of Mordovia, Saransk, ul.Bolshevistskaya 68
*e-mail: kostryukov_sg@mail.ru
Received November 21, 2019; revised January 18, 2020; accepted January 20, 2020
2-Bromoethanesulfonyl bromide adds to the central C1-C7 bond of 1-bromotricyclo[4.1.0.02,7]heptane by a
radical mechanism affording an 1:1 adduct with bicyclo[3.1.1]heptane structure. Under the action of triethyl-
amine the obtained compound undergoes 1,2-dehydrobromination leading to the corresponding vinyl sulfone.
Treatment of the adduct with double excess of sodium methylate leads to 1,2- and 1,3-dehydrobromination,
resulting in the formation of 7-bromo-1-(vinylsulfonyl)tricyclo[4.1.0.02,7]heptane capable of nucleophilic
addition reactions with sodium methylate and methanethiolate.
Keywords: 2-bromoethanesulfonyl bromide, 1-bromotricyclo[4.1.0.02,7]heptane, radical addition, bicyclo[3.1.1]-
heptane, dehydrobromination, vinyl sulfone
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 3 2020