Селективная функционализация гетероциклов ряда тиофена, пиррола, фурана и изохинолина под действием железосодержащих катализаторов

• Автор: Мукминов, Ринат Рифхатович
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Содержание работы

Введение

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Методы карбоксилирования 8, , Осодержащих гетероциклов

1.1. Синтез тиофенкарбоновых кислот

1.1.1. Функционализация с помощью металлорганических реагентов

1.1.2. Функционализация тиофена и его производных методами классической органической химии

1.1.3. Синтез тиофенкарбоновых кислот окислением замещенных тиофеиов

1.2. Синтез пирролкарбоновых кислот

1.2.1. Функционализация с помощью металлорганических реагентов

1.2.2. Функционализация пиррола и его производных методами классической органической химии
1.2.3. Синтез пирролкарбоновых кислот окислением замещенных
пирролов
1.3. Синтез фуранкарбоновых кислот
1.3.1. Функционализация с помощью металлорганических реагентов
1.3.2. Функционализация фурана и его производных методами классической органической химии
1.3.3. Синтез фуранкарбоновых кислот окислением замещенных фуранов
1.4. Синтез хинолин и изохинолинкарбоновых кислот
1.4.1. функционализация с помощью металлорганических реагентов
1.4.2. Функционализация хинолина и изохинолина методами классической органической химии
1.4.3. Синтез хинолин и изохинолинкарбоновых кислот окислением замещенных хинолинов и изохинолинов
Заключение
ГЛАВА 2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 3
Функционализация гетероциклов
2.1. Функционализация тиофена и его производных
2.2. Функционализация пиррола и его производных
2.3. Функционализация фурана и его производных
2.4. Функционализация шестичленных гетероциклов изохинолина ряда
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Общая методика карбоксилирования тиофена и производных его
3.2. Общая методика карбоксилирования пиррола и производных его
3.3. Общая методика карбоксилирования фурана и производных его
3.4. Общая методика получения эфиров левулиновой кислоты
3.5. Методика получения дифурилметана
3.6. Методика получения алкиловых эфиров бензофуранкарбоновой кислоты 2
3.7. Методика получения 1дихлорметилизохинолина
3.8. Методика получения 1формилизохинолина
3.9. Методика получения 1ацилизохинолинов
3 Методика получения 2ацил7,8бензохинолинов
3 Методика получения этиловых эфиров хинолинкарбоновых
кислот
3 Методика получения метиловых эфиров пиридинкарбоновых
кислот
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Самым активным металлирующим агентом является намилнатрий, который диметаллирует тиофен по обоим аположениям. В результате при последующей обработке реакционной смеси с помощью СОг образуется 2,5тиофендикарбоновая кислота выход . Функционализация тиофена и его производных может быть осуществлена методами классической органической химии. Результатом функционапизации может быть образование либо карбоксильной группы, либо группы, которую можно легко трансформировать в карбоксильную. В частности, соединения тиофенового ряда легко хлоралкилируются, а хлоралкильные производные могут быть окислены в соответствующие кислоты с помощью азотной кислоты или перманганата калия КМпО. Немецкие исследователи разработали оригинальный метод синтеза амида 2тиофенкарбоновой кислоты реакцией тиофена или его галогснпроизводных с хлорангидридом карбаминовой кислоты . Выход амида 2тиофенкарбоновой кислоты составляет . Недостатками данного метода являются груднодоступность и низкая стабильность хлорангидрида карбаминовой кислоты. Как известно, наиболее близким предшественником карбоксильной группы является альдегидная, поэтому, среди методов прямой функционализации соединений ряда тиофена, фурана и пиррола важное место занимает реакция Вильсмейера формамид РОСЬ, позволяющая вводить в молекулу гетероцикла формильную группу . В работе были проведены сравнительные исследования формилирования 3метилтиофена 2 по методу Вильсмейера и методу Ричи, когда
. Результаты испытаний приведены в таблицах 2 и 3. Выход . Выход ,4. Как видно из данных, приведенных в таблицах 2, 3 удовлетворительный выход и высокая региоселективность формилирования по аположению тиофена наблюдаются при использовании в качестве формилирующего агента Аформилпирролидина соотношение 4 1 , а при использовании АЦюрмилиндолинона преимущественно образуется 2,4изомер 4 1 1,5. Формилирование более селективно проходит по методу Ричи, однако в этом случае необходимы низкие температуры. Кроме
того, для региоселсктивного формилирования 3метилтиофена 2 по аположению соседнему с СНззаместителем предпочтительно использовать формилирующие агенты простого строения метилформамид, формилпирролидин, для С5 формилирования реагенты Вильсмейера с объемными циклическими радикалами дициклогексилформамид. Указанное превращение катализируется соединениями кадмия. Так, при нагревании смеси 5 г Ксоли 2тиофенкарбоновой кислоты в присутствии иодида кадмия получены 2,5тиофендикарбоновая кислота 2,3г и тиофен 1,2 г . Как известно, карбоновые кислоты могут быть получены при гидролизе нитрилов. Этот способ применим и для нитрилов тиофенового ряда. Например, гидролиз 5фгор2тиофенкарбонитрила с помощью 1,0 н раствора ИаОН приводит к 5фтор2тиофенкарбоновой кислоте с выходом . В свою очередь, циантиофены могут быть получены по классической реакции окислительного аммонолиза. Так, в работе исследована реакция окислительного аммонолиза с 2метил, 2этил и 2ацетилтиофенов в присутствии катализатора ванадата аммония. Наиболее гладко протекает окислительный аммонолиз 2ацетилтиофена , однако выход 2цианотиофена не превышает , тогда как 2метил, и 2
5г
1,2г
этилтиофены в аналогичных условиях претерпевают исчерпывающее окисление с образованием С2. Цианпроизводные тиофена можно получить из бромзамещенных тиофенов, например, действуя на них с помощью СиСИ. Полученные циантиофены легко гидролизуются до соответствующих кислот ,. Одним из распространенных методов введения карбоксильных групп в молекулу гетероцикла является карбоксилирование карбонилирование тиофена и его производных под действием комплексов переходных металлов . Лучшими катализаторами карбоксилировапия и карбонилирования гетероциклов ряда тиофена, фурана и пиррола являются соединения кобальта и палладия , . Прямое карбонилирование тиофена, фурана и пиррола проходит с трудом. Авторами работы было установлено, что тиофен реагирует с оксидом углерода СО, атм и дибромэтаном ВгСН2СН2Вг в присутствии катализатора Рс1ОАс2 условия 0С, ч с образованием смеси 2тиофенкарбоновой кислоты 1 и е ангидрида .