авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ НЕФТЕХИМИИ И КАТАЛИЗА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК На правах рукописи ...»

-- [ Страница 2 ] --

Схема R R Ni(OAc)2.4H2O - Et3N + CCl4 + RCH2CH2OH + 140oC, 8 ч N CH2R NH2 N H 1 R=H 2 (29%) 5 (24%) R = СH3 3 (26% 6 (20%) R = С2H5 4 (24%) 7 (14%) Таблица Синтез 2- и 2,3-замещенных хинолинов (5-7) реакцией анилина с CCl4 и ROH под действием Ni-содержащих катализаторов, (Температура 140оС) Общий выход Общий выход N- (2- и 2, № Катализатор Лиганд, ч ROH алкиланилина, % замещенного хинолина), % 1 EtOH 8 4 Ni(acac) 2 -«- Et3N -«- 19 Ni(acac) 3 -«- -«- -«- 0 NiF Ni(Cl)2.6H2O 4 -«- -«- -«- 4 Ni(NO3)2.6H2O 5 -«- -«- -«- 5 Ni(BF4) 6 -«- -«- -«- 13 Ni(OAc)2.4H2O 7 -«- -«- -«- 29 8 -«- -«- -«- 8 9 -«- -«- PPh3 -«- 31 10 -«- -«- 2,2-дипиридил -«- 29 11 -«- -«- 4,4-дипиридил -«- пиридин 12 -«- -«- -«- 41 ацетонитрил 13 -«- -«- -«- 34 14 PrOH -«- Et3N -«- 26 15 BuOH -«- -«- -«- 24 16 EtOH -«- -«- 16 9 17 PrOH -«- -«- -«- 12 18 BuOH -«- -«- -«- 16 19 EtOH -«- -«- 6* 1 20 PrOH -«- -«- -«- 1 21 BuOH -«- -«- -«- 2 *- прием дробного добавления исходных реагентов (3+3 часа) Оптимальные условия реакции и предпочтительные соотношения реагентов и катализаторов определены на примере взаимодействия анилина с пропанолом-1. Лучше всего реакция проходит при 135-145оС, при следующем мольном соотношении катализатора и реагентов:

[катализатор]:[лиганд]:[анилин]:[СCl4]:[C3H7OH] = 1:5:100:100:200.

Конверсия анилина зависит от продолжительности опыта. Так, через 8 ч степень превращения анилина составила 40-60%, а через 16 ч – 65-75%.

Продуктами реакции являются соответствующие N-алкиланилины 2-4 (9 16%) и 2,3-замещенные хинолины 5-7 (35-50%).

Схема R R Ni(OAc)2.4H2O - Et3N + CCl4 + RCH2CH2OH + 140oC, 16 ч N CH2R NH2 N H 1 R=H 2 (9%) 5 (50%) R = СH3 3 (12%) 6 (41%) R = С2H5 4 (16%) 7 (35%) С целью увеличения выхода целевых хинолинов 5-7 мы применили прием дробного добавления реагентов: спирта и CCl4 со свежей порцией катализатора (по 1/3 части). Этот прием оказался эффективным и действенным. Так, использование 3-х этапной загрузки реагентов позволило увеличить селективность реакции по 2,3-дизамещенным хинолинам 5-7 до ~98% и повысить их общий выход до 68-86%.

Схема R R Ni(OAc)2.4H2O - Et3N + CCl4 + RCH2CH2OH + 140oC, 6 ч, загрузка N CH2R NH2 N в 3 этапа H 1 R=H 2 (1%) 5 (86%) R = СH3 3 (1%) 6 (76%) R = С2H5 4 (2%) 7 (68%) Следует отметить, что в отсутствие CCl4 реакция не проходит. Поэтому для выяснения роли ССl4 в исследуемом процессе был выполнен анализ состава реакционной массы. По данным ГЖХ и хроматомасс-спектрометрии в реакционной массе присутствует хлороформ и пропионовый альдегид 8.

Пропилгипохлорит 9 в концентрации 0.6 мг/мл был зафиксирован с помощью йодометрического титрования. Следовательно, можно предположить, что процесс начинается со стадии окисления пропанола-1 с помощью CCl4 c последовательным образованием вначале н-пропилгипохлорита 9, затем следует стадия образования пропионового альдегида 8:

Схема [Ni] CH3CH2CH2OH + CCl4 CH3CH2CH2OCl CH3CH2CHO -HCl -CHCl CH Ph N CH3 CH H2C 4 C HN + CH3CH2CHO H -H2O N NH 10 H H [Ni] Ph Ph N N [Ni] CH3 CH CH [Ni] [Ni] CH3 -PhNH2, -H CH CH2CH N N C N C H H2 H H На третьей стадии альдегид 8 вступает в реакцию с анилином 1, давая основание Шиффа 10, которое в условиях реакции димеризуется (4 стадия).

На пятой стадии – димер 11 претерпевает гетероциклизацию. Последующее дегидрирование и дезаминирование приводят к формированию 2-этил-3 метилхинолина 6 (6 стадия). Предполагаемый механизм аналогичен схеме образования 2,3-замещенных хинолинов на рутенийсодержащих катализаторах [134, 155].

Для проверки предложенного механизма был проведен эксперимент с заведомо взятым пропаналем. Контрольный опыт показал, что при проведении реакции с пропаналем вместо пропанола-1, конверсия анилина в условиях 140оС, 8 ч увеличивается до 65%, что выше на 15%, чем для конденсации с участием пропанола-1 (таблица 2, №14). При этом выход 2 этил-3-метилхинолина 6 составил 50%, а содержание N-пропиланилина 3 в реакционной массе уменьшилось до 3%. Следует отметить, что в отсутствие ССl4, конверсия анилина снижается до 46%, выход соединения 6 до 30%, а выход соединения 3 возрастает до 14%. Следовательно, роль CCl4 не ограничивается только участием в окислении спирта до альдегида, возможно он принимает участие в процессе синтеза хинолинов в качестве специфического растворителя.

Схема + CСl 3 + конверсия Ni(OAc)2.4H2 O - Et3 N анилина 65% 3% 50% + C2 H5 CHO 140o C, 8 ч NH 3 + конверсия анилина 46% 14% 30% Для побочного продукта – N-пропиланилина 3 возможны два маршрута его образования: 1) алкилирование анилина 1 по NH2-группе с помощью спирта под действием металлокомплексного катализатора [133] и 2) конденсация анилина с пропаналем с образованием основания Шиффа 10, которое в условиях реакции гидрируется водородом, выделившимся на стадии формирования пиридинового цикла из промежуточного соединения.

В связи с тем, что оптимальное соотношение ROH к CCl4 составляет 2:1, то равновероятны оба маршрута. Следует отметить, что для реализации маршрута через основание Шиффа необходимо эквимолярное соотношение спирта к четыреххлористому углероду ([ROH]:[CCl4] = 1:1).

2.1.3. Синтез замещенных хинолинов в присутствии Fe-содержащих катализаторов В дальнейшем мы попытались осуществить синтез три-(тетра) замещенных хинолинов из замещенных анилинов по оригинальной методике, успешно апробированной нами на анилине 1. Учитывая, что наиболее эффективным катализатором из ряда никельсодержащих катализаторов является кристаллогидрат ацетата никеля Ni(OAc)2·4H2O, мы изучили каталитическую активность в реакциях образования хинолинов следующих соединений кобальта, меди, марганца и железа в виде кристаллогидратов:

Co(acac)2·2H2O, Co(OAc)2·4H2O, CuCl2·2H2O, Mn(OAc)3·2H2O, FeCl2·4H2O, FeCl3·6H2O.

Из этого ряда протестированных катализаторов мы остановили выбор на FeCl3·6H2O, так как он проявил самую высокую активность в сопряженной реакции с участием анилина 1, CCl4 и алифатического спирта с образованием хинолина. Другими преимуществами FeCl3·6H2O являются доступность, дешевизна и меньшая токсичность по сравнению с солями кобальта, меди и марганца.

Установлено, что при взаимодействии анилина 1 со спиртами ROH (где R = C2H5, н-C3H7, н-C4H9) в присутствии FeCl3·6H2O образуются замещенные хинолины 5-7 c выходами 17-96%. Эффективным инструментом увеличения выхода целевых хинолинов оказалось дробное добавление исходных реагентов, что привело к увеличению выхода хинолинов при одновременном уменьшении доли побочных продуктов – N-алкиланилинов. Как видно из таблицы 3, наиболее удачным является эксперимент с дробным добавлением исходных реагентов через 2 ч после реакции.

Таблица Синтез 2- и 2,3-замещенных хинолинов (5-7) реакцией анилина (1) с CCl и ROH под действием FeCl3·6H2O Выход 2-и 2,3 Конверсия o №, ч алкилзамещенного ROH T, C анилина, % хинолина, % 1 PrOH 4 140 23 -« 2 -«- 8 40 -« 3 -«- 16 59 -« 4 -«- 2 (1+1) 79 -«- -« 5 3 (1+2) 96 -«- -« 6 4 (1+3) 93 -«- -« 7 3 (2+1) 90 -«- -« 8 4 (2+2) 97 -«- -« 9 5 (2+3) 90 -«- -« 10 4 (3+1) 80 -«- -« 11 5 (3+2) 93 -«- -« 12 6 (3+3) 96 -« 13 EtOH 4 (2+2) 100 -« 14 BuOH -«- 90 -« 15 PrOH 3 (1+1+1) 74 -« 16 -«- 6 (2+2+2) 72 -«- -« 17 4 (1+1+1+1) 100 -«- -« 18 8 (2+2+2+2) 100 -« 19 EtOH 4 (1+1+1+1) 100 -«- -« 20 BuOH 91 Далее, с целью синтеза триалкилзамещенных хинолинов, мы попытались в разработанных условиях ввести в реакцию алкилзамещенные анилины – толуидины 12-14. Как видно из таблицы 3, эксперименты в условиях 140оС, 4 ч (прием дробного добавления исходных реагентов через ч после реакции) оказались наиболее удачными: выход два- и тризамещенных хинолинов 15-23 в таких опытах достиг 94%. Следует отметить, что снижение температуры до 120оС приводит к уменьшению выхода хинолинов и увеличению продолжительности реакции до 8 ч.

Как показали эксперименты, заметную активность в исследованной реакции проявляют и другие соединения железа: FeCl 3, FeCl2·4H2O, Fe(C5H5)2, Fe(acac)3, Fe(OAc)2, Fe2(CO)9, но они уступают FeCl3·6H2O, в присутствии, которого выходы целевых хинолинов были максимальны.

Опытным путем были разработаны оптимальные условия для синтеза хинолинов с высокими выходами: 140oC, 4 ч, двухэтапная загрузка через 2 ч.

Схема R CH FeCl3.6H2O + CCl 4 + RCH2CH2OH 140 оС, 4 ч CH2R N NH2 двухэтапная загрузка CH R = H 15 (85%) СH3 16 (76%) C2H5 17 (64%) Схема CH CH R R FeCl3.6H2O + + CCl 4 + RCH2CH2OH 140 оС, 4 ч CH2R N CH2R двухэтапная H3C N NH б а загрузка R = H 18а (90%) СH3 20 (82%) C2H5 22 (81%) Схема R H3C H3C FeCl3.6H2O + CCl 4 + RCH2CH2OH 140 оС, 4 ч CH2R N NH2 двухэтапная загрузка R = H 21 (94%) СH3 22 (91%) C2H5 23 (82%) Таблица Синтез алкилзамещенных хинолинов (15-23) реакцией толуидинов (12 14) с CCl4 и ROH под действием FeCl3·6H2O Выход 2-и 2,3 Конверсия o № Толуидин, ч алкилзамещенного ROH T, C анилина, % хинолина, % орто 1 EtOH 4 (2+2) 100 46 -« мета 2 -«- -«- 53 -« пара 3 -«- -«- 60 орто 4 -«- -«- 78 -«- -«- -« мета 5 82 -«- -«- -« пара 6 85 -«- орто 7 EtOH 90 -«- -«- -« 8 PrOH 88 -«- -«- -« 9 BuOH 81 мета- -«- -« 10 EtOH 97 -«- -«- -« 11 PrOH 91 -«- -«- -« 12 BuOH 86 -«- -« пара 13 EtOH 98 -«- -« 14 PrOH -«- 98 -«- -«- -« 15 BuOH 89 3 (1+1+1) -« орто 16 EtOH 87 -«- -«- -« мета 17 93 -«- -«- -« пара 18 98 -«- 8 -« орто 19 40 -«- -«- -« мета 20 64 -«- -«- -« пара 21 55 Наряду с oрто-, мета- и пара-толуидинами в исследованную реакцию активно вступают замещенные анилины 24-30 (XС6H4NH2, где X= о-С2Н5, п OCH3, о-ОН, o(м, п)-Cl, 3,4-Cl2), давая три- и тетразамещенные хинолины (31-51).

Строение полученных соединений 31-51 доказано с помощью ЯМР и хроматомасс-спектроскопии и сравнением с литературными данными.

Результаты опытов сведены в таблицы 3-5.

Схема R FeCl3.6H2O + CCl 4 + RCH2CH2OH X X 140 оС, 4 ч CH2R N NH2 двухэтапная загрузка 24-30 31-51 (65-94%) R = H, СH3, C2H X = o-C2H5 (24, 31-33 ), o-Cl (25, 34-36), м-Cl (26, 37а,б-39а,б), п-Cl (27, 40-42), п-OMe (28, 43-45), o-OH (29, 46-48), 3,4-Cl2 (30, 49а,б-51а,б) Следует отметить, что наиболее высокий выход замещенных хинолинов наблюдается для пара-метил-, пара-метокси- и пара-хлоранилинов, что можно объяснить меньшим влиянием стерических факторов. Низкую активность орто-, мета-, пара-аминофенолов, орто-, мета метоксианилинов, орто-нитроанилина, 2-амино-, 4-аминобензойной, 4 амино-, 5-аминосалициловой кислот можно объяснить дезактивацией катализатора из-за его взаимодействия с функциональной группой указанных анилинов.

Что касается влияния на ход реакции природы спиртов, то установлено, что увеличение длины алкильного радикала в молекуле спирта способствует уменьшению выхода соответствующих хинолинов на 11-27%. Однако, в случае пара-, мета- и орто-хлорзамещенных анилинов наблюдается обратная закономерность.

Отличительной особенностью и преимуществом предложенного метода получения хинолинов в присутствии FeCl3·6H2O является отсутствие побочных продуктов: моно- и диалкил-N-анилинов, образующихся при применении других методов синтеза хинолинов.

Таблица Синтез замещенных хинолинов (31-51) реакцией анилинов (24-30) (XC6H4NH2) со спиртами ROH (где R = C2H5, н-C3H7, н-C4H9) под действием FeCl3.6H2O (Условия: 140оС, 4 ч, ССl4, двухэтапная загрузка реагентов) R, заместитель в исходном спирте X н-C3H7 н-C4H C2H о-C2H5 N N N 31 (92%) 33 (65%) 32 (80%) Cl Cl Cl N N N o-Cl 34 (64%) 35 (70%) 36 (72%) N Cl N Cl N Cl 37а 38а 39а м-Cl Cl Cl Cl 26 38б 37б 39б N N N 39а:39б = 4:1 (85%) 37а:37б = 7:1 (78%) 38а:38б = 5:1 (77%) Cl Cl Cl п-Cl N N N 27 42 (89%) 41 (82%) 40 (70%) MeO MeO MeO п-OMe N N N 28 45 (83%) 44 (91%) 43 (94%) OH OH OH N N N o-OH 47 (86%) 46 (88%) 48 (78%) Cl Cl Cl 50а 49а 51а N Cl N Cl N Cl 3,4-Cl2 Cl Cl Cl Cl Cl Cl 30 51б 50б 49б N N N 51а:51б = 2:1 (65%) 50а:50б = 1.5:1 (70%) 49а:49б = 1:1 (92%) В разработанных условиях 3,4-дихлоранилин 30 вступает в реакцию по обоим свободным орто-положениям с образованием трудноразделимой смеси 5,6- и 6,7-дихлорзамещенных хинолинов (49а,б-51а,б). Последние в индивидуальном виде выделить с помощью методов ГЖХ, ВЭЖХ нам не удалось.

Строение соединений (49а,б-51а,б) установили на основе анализа данных одно- (1H, C) и двумерной (COSY, HSQC, HMBC) спектроскопии ЯМР.

8.42 м.д. (д, 1H, J=8,4) 8.11 м.д. (c, 1H) 7.91 м.д. (д, 1H, J=8,4) H Cl H H Cl Cl 133.01 м.д.

128.81 м.д.

134.89 м.д.

129.78 м.д. H H 7.39 м.д.

7.28 м.д.

5 5 4 (д, 1H, J=8.4) (д, 1H, J=8.4) 4а 4а 3 123.49 м.д.

132.70 м.д. 6 124.65 м.д.

129.99 м.д. 125.53 м.д. 123.04 м.д.

6 2 159.82 м.д.

130.55 м.д. 160.50 м.д. 146.73 м.д.

133.70 м.д. 146.39 м.д.

7 8а 8а 25.07 м.д.CH3 2.72 м.д.

N H 25.33 м.д.CH3 2.75 м.д.

N Cl 128.53 м.д.

127.95 м.д. (c, 3H) (c, 3H) 7.68 м.д. (д, 1H, J=8.4) H H 7.84 м.д. (д, 1H, J=8.4) 7.83 м.д. (c, 1H) 49б 49а 7.79 м.д. (с, 1H) 8.84 м.д. (с, 1H) 8.16 м.д. (c, 1H) H Cl H H 19.29 м.д.

19.11 м.д. Cl Cl 132.57 м.д.

129.91 м.д.

134.40 м.д.

129.45 м.д. CH3 2.48 м.д.

CH3 2.55 м.д.

5 4 (c, 3H) 5 (c, 3H) 4а 4а 133.46 м.д. 6 126.25 м.д. 3 126.15 м.д.

129.85 м.д. 6 126.38 м.д. 3 130.88 м.д.

CH 2 163.99 м.д. 1.38 м.д.

129.65 м.д. 7 145.60 м.д.

CH 2 164.68 м.д. 1.39 м.д.

134.07 м.д. 7 146.32 м.д. (т, 3H, J=7.2) 8а (т, 3H, J=7.6) 12.43 м.д.

8а 12.36 м.д. 1 N H 29.10 м.д.

8 128.41 м.д.

N Cl 29.26 м.д.

127.18 м.д. 7.64 м.д. (д, 1H, J=8.8) H H H H H О.98 м.д. (к, 2Н, ) 2.98 м.д. (к, 2H, J=7.6) H 7.91 м.д. (д, 1H, J=8.8) 3.02 м.д. (к, 2Н, ) 3.02 м.д. (к, 2H, J=7.6) 7.73 м.д. (c, 1H) 50б 50а 7.76 м.д. (с, 1H) 8.21 м.д. (с, 1H) 8.10 м.д. (с, 1H) 2.86 м.д. (к, 2Н, J = 7.2), 2.80 м.д. (к, 2Н, J = 7.2), H Cl H H H H H H Cl Cl 130.44 м.д.

130.02 м.д.

132.34 м.д.

129.33 м.д. 25.40 м.д.

25.09 м.д.

4а CH CH3 1.37 м.д.

4а 1.34 м.д.

130.58 м.д. 6 126.20 м.д. 3 137.33 м.д.

14.01 м.д. J = 8) (т, 129.70 м.д. 6 3 136.64 м.д.

126.39 м.д. 14.01 м.д. J = 8) (т, 22.42 м.д.

22.30 м.д. 2 162.72 м.д.

129.65 м.д. 7 145.19 м.д.

2 163.45 м.д.

132.28 м.д. 7 144.95 м.д. 8а 8а N H CH 8 37.38 м.д. 0.85-1.00 м.д.

N Cl CH3 128.45 м.д.

37.57 м.д. 1.00-1.10 м.д. H 127.38 м.д. H 14.29 м.д. 3H ) (м, H 14.29 м.д. 3H ) (м, 7.59 м.д. (д, 1H, J=8.8) H 1.80-1.90 м.д. (м, 2H) H 1.80-1.90 м.д. (т, 2H) H H H H H 2.75-2.95 м.д. (м, 2Н) 2.75-2.95 м.д. (м, 2Н) 7.91 м.д. (д, 1H, J=8.8) 7.70 м.д. (с, 1H) 51б 51а Рисунок 1. Соотнесение сигналов ЯМР спектра соединений (49а,б-51а,б) Так, в наличие в спектре ЯМР C двух наборов сигналов одинаковой интенсивности свидетельствует об образовании обоих теоретически возможных изомеров 49а и 49б. Два синглетных сигнала протонов в области слабого поля Н5 = 8.11 м.д. и Н8 = 7.83 м.д. однозначно свидетельствуют об их принадлежности сигналов протонам при С5 и С8 углеродных атомов соединения 49а, тогда как слабопольные дублетные сигналы относятся к вицинальным протонам трех АВ систем, центры которых находятся при 7. м.д., 7.91 м.д., 7.76 м.д., причем наиболее сильнопольный дублетный сигнал Н3 = 7.28 м.д. принадлежит изомеру 49а. Последний сигнал в COSY эксперименте имеет кросс-пик с вицинальным протоном Н4 = 7.91 м.д. (Jвиц = 8.4 Гц), а в эксперименте HMBC коррелируют с сигналом метинового углеродного атома C4а = 125.53 м.д., взаимодействующим с двумя протонами Н5 = 8.11 м.д. и Н8 = 7.83 м.д.

Изомер 49б содержит две взаимодействующие АВ системы протонов, коррелирующие с сигналами -метиновых углеродных атомов C2 = 159. м.д. и C8а =146.73 м.д. пиридинового фрагмента молекулы соответственно.

Замена метильной группы на этильную группу при С2, а протона Н3 на метильную группу приводит к появлению двух синглетных сигналов Н4 = 7.79 м.д. для 50а и Н4 = 8.84 м.д. для 50б с соотношением интенсивности 3:2, что свидетельствует о преобладании изомера 50а.

Полученные результаты позволяют сделать вывод, что замещенные анилины реагируют со спиртами и CCl4 под действием катализатора FeCl3·6H2O с образованием исключительно три-(тетра-)-замещенных хинолинов 5-7, 15-23, 31-51.

2.1.4. Алкилирование анилина метанолом под действием катализаторов Ni(OAc)2·2H2O, FeCl3·6H2O в среде CCl Как следует из строения хинолина, для построения его молекулы с участием анилина необходим дополнительный структурный элемент, содержащий не менее трех углеродных атомов. С3–Фрагмент может содержаться в одной молекуле (глицерин, 1,3-пропандиол, акролеин) или может образоваться in situ за счет димеризации, как это имеет место для ацетальдегида, а в нашем случае этанола, который окисляется в условиях реакции, давая альдегид. Что касается метанола, то очевидно, что простых путей формирования из него (или из формальдегида) С3–фрагмента не существует.

В связи с этим, приступая к изучению взаимодействия анилина с метанолом в присутствии катализатора FeCl3·6H2O, мы заранее предполагали, что направление реакции будет отличаться от направления реакции С2-С4 – спиртов и анилинов, приводящей к хинолинам.

Указанное предположение подтвердилось на опыте. Было установлено, что продуктами реакции анилина с метанолом в присутствии катализаторов: Ni(OAc)2·2H2O, FeCl3·6H2O в среде CCl4 являются N-метил 52 и N,N-диметиланилины 53.

Таблица Алкилирование анилина 1 метанолом под действием Ni(OAc)2·2H2O Соотношение реагентов Общий выход, % выход 4,4 тетраметилдиа o № [Ni]:[Et3N]:[PhNH2]:[CH3OH]:, ч ( N-метил-/ N,N T, C диметиланилин) минодифенилм етана % [CCl4] 1 [1]:[5]:[100]:[200]:[100] 100 4 2 -«- 120 -«- 40 (1:1,5) 3 -«- 140 -«- 79 (1:2,6) 4 -«- -«- 8 54 (1:35) 5 -«- -«- 16 62 (1:30) 6 [1]:[5]:[100]:[100]:[100] -«- 8 75 (1:1) 7 [1]:[5]:[100]:[400]:[100] -«- -«- 62 (0:1) 8 -«- -«- 16 58 (0:1) 9 [1]:[5]:[100]:[400]:[200] -«- 8 66 (0:1) 10 -«- -«- 16 60 (0:1) 11 [1]:[100]:[100]:[200]:[100] -«- 8 74 (1:2) 12 [1]:[100]:[100]:[200]:[100] -«- 16 70 (0:1) 14 [1]:[100]:[100]:[400]:[100] -«- 8 49 (1:48) 15 [1]:[100]:[100]:[400]:[200] -«- -«- 45 (0:1) 16 [1]:[0]:[100]:[200]:[100] -«- -«- 81 (0:1) 17 [1]:[0]:[100]:[400]:[100] -«- -«- 68 (0:1) 18 [1]:[0]:[100]:[400]:[200] -«- -«- 70 (0:1) 19 [5]:[5]:[100]:[400]:[100] -«- 16 54 (0:1) Следует отметить, что N-метиланилин 52 – ценный и востребованный продукт. Он обладает антиокислительными и антидетонационными свойствами и используется в качестве высокооктановой добавки моторных топлив. В свою очередь, N,N-диметиланилин 53 находит применение в промышленности при производстве полиэфирных смол, получении красителей (малахитовый зеленый, метиленовый голубой), взрывчатых веществ и в органическом синтезе [192].

Основной метод получения N-метил- и N,N-диметиланилинов основан на реакциях анилинов с метанолом, под действием серной кислоты [193], медьсодержащих [194, 195] и рутениевых катализаторов [196, 197].

Учитывая важное практическое значение N-метиланилина 52 и N,N диметиланилина 53, мы подробно исследовали возможность их получения взаимодействием анилина с метанолом в присутствии катализатора FeCl3·6H2O, который проявил более высокую активность, чем Ni(OAc)2·2H2O.

В частности, установили, что в присутствии FeCl3·6H2O, варьируя условия, реакцию можно направить в сторону получения смеси N-моно- 52 и N,N-диметиланилина 53, либо смеси N,N-диметиланилина 53 и 4,4 тетраметилдиаминодифенилметана Состав и выходы продуктов 54.

существенным образом зависят от продолжительности реакции и концентрации реагентов.

Таблица Синтез N-метил- (52) и N,N-диметиланилинов (53) алкилированием анилина метанолом под действием FeCl3·6H2O Соотношение реагентов Общий выход T,oC №, ч Выход 54 % 52:53, % [Fe]:[PhNH2]:[CH3OH]:[CCl4] (соотношение) 1 [1]:[100]:[200]:[100] 140 4 70 (1:1) 2 -«- -«- 8 45 (0:1) 3 -«- -«- 16 44 (0:1) 4 [1]:[100]:[400]:[100] -«- 8 92 (0:1) 5 -«- -«- 16 47 (0:1) 6 -«- 160 2 74 (0:1) 7 -«- -«- 4 70 (0:1) 8 -«- -«- 8 56 (0:1) 9 -«- -«- 16 49 (0:1) 10 [1]:[100]:[100]:[100] 140 4 45 (1,25:1) Например, в условиях: 140оС, 4 ч при соотношении [CCl4]:[CH3OH] = 1: продуктами реакции являются N-метил- 52, N,N-диметиланилин 53, которые образуются в эквимолярном количестве.

Схема FeCl3.6H2O + + CCl4+ CH3OH 140oC, 4 ч N(CH3) NHCH NH2 1: 1 52 (33%) 53 (37%) Через 8 ч основным продуктом реакции становится N,N-диметиланилин Кроме в реакционной массе обнаруживается 4,4 53. тетраметилдиаминодифенилметан 54, выход, которого составляет 6%. При более продолжительном нагревании (16 ч) в присутствии четырехкратного избытка метанола выход 54 возрастает до 45%.

Схема CCl4+ CH3OH (1:4) + 140oC, 8 ч N(CH3)2 (CH3)2N N(CH3) 54 (6%) 53 (92%) FeCl3.6H2O NH CCl4+ CH3OH (1:4) + 140oC, 16 ч N(CH3)2 (CH3)2N N(CH3) 54 (45%) 53 (47%) Экспериментально было установлено, что N-алкилирование анилина метанолом под действием FeCl3·6H2O в отсутствие CCl4 не проходит. Для определения роли ССl4 в исследуемой реакции был проведен анализ реакционной массы, в которой по данным хроматомасс-спектрометрии обнаружены хлороформ, метилформиат (60 [M+]), а в газовой части – метилхлорид (50 [M+]).

Согласно литературным данным, получают N-алкиланилины алкилированием анилина 1 с помощью спирта под действием комплексов иридия и рутения [198-200]. Что касается N,N-диалкиланилинов, то они могут быть получены алкилированием анилина алкилгалогенидами [201 204]. Поэтому, учитывая, что продуктами реакции анилина 1 с метанолом в присутствии FeCl3·6H2O являются N-метиланилин 52 и N,N-диметиланилин 53, можно предположить, что алкилирующим агентом в исследуемой реакции выступает метилхлорид 55, образование которого в условиях исследованной реакции можно представить следующей схемой:

Схема [Fe] CH3OH + CCl4 СH3OCl HCHO -CHCl3 -HCl [CH3OH2]+Cl - CH3Cl + H2O CH3OH + HCl + 2 CH3Cl CH - 2 HCl N NH CH На первой стадии проходит известная реакция окисления метанола с помощью в присутствии железосодержащего катализатора CCl образованием метилгипохлорита 56 [205]. Нестабильный CH3OCl разлагается с выделением СН2O и HCl. Далее выделившийся хлороводород реагирует с метанолом с получением хлористого метила 55 [206].

Суммарная реакция выглядит следующим образом:

Схема PhNH2 + 2CCl4 + 5CH3OH = PhN(CH3)2 + HCl + 2CHCl3 + 3H2O + CH3Cl + 2HCHO Установлено, что концентрация хлороводорода через 1 ч после начала реакции составляет 163 мг/мл (меркурометрическое титрование), а к концу опыта снижается до 1-3 мг/мл, так как HCl расходуется на образование CH3Cl, который алкилирует анилин.

Для проверки предположения о возможности алкилирования анилина образующимся in situ хлористым метилом, ввиду его высокой летучести, мы провели контрольные эксперименты с 1-хлорбутаном 57. Как показал эксперимент, при взаимодействии 1-хлорбутана 57 с анилином 1 в присутствии FeCl3·6H2O образуются N-бутиланилин 4 и N,N- дибутиланилин 58 с выходом 65% и 28% соответственно.

Схема C4H N NHC4H NH FeCl3.6H2O C4H + C4H9Cl + 140oC, 6ч 1 58 (28%) 4 (65%) Показательные результаты получены в экспериментах с использованием в качестве алкилирующего агента смеси бутанола-1 и 1 хлорпропана (условия реакции: [FeCl3.6H2O]:[анилин]:[ССl4]:[н-BuOH]:[н PrCl]=1:100:100:100, 140оС, 6 ч). По данным хроматомасс-спектрометрии (данные сравнивались с библиотекой NIST/EPA/NIH Mass Spectral Library Version 2008), состав продуктов реакции оказался следующим: N пропиланилин 3 (52%), N-бутиланилин 4 (18%);

2-пропил-3-этилхинолин (26%), N-бутил-N-пропиланилин 59 (3%) и N,N-дипропиланилин 60 (1%).

Преимущественное образование N-пропиланилина 3 (данное соединение ранее было получено по реакции анилина с 1-пропанолом) можно объяснить легкостью протекания реакции алкилирования анилина с помощью 1 хлорпропана. Наличие в реакционной массе 2,3-замещенного хинолина можно объяснить окислением бутанола с помощью CCl4 в бутилгипохлорит и масляный альдегид [205]. Последний в условиях реакции взаимодействует с анилином с образованием основания Шиффа Ph-N=CH-Prн 61, которое согласно [207, 208] под действием FeCl3.6H2O превращается 2-пропил-3 этилхинолин 7.

Схема 140oC, 6 ч + CCl4 + FeCl3.6H2O NH н-BuOH н-BuCl н-PrCl н-PrCH O н-BuOH н Bu 4 N н H Pr H N C n H n-PrCl Pr N н-BuOH н-PrCl н н Bu Pr н Pr N N N н н Bu Bu н 59 Pr N На основании этих данных можно предположить, что алкилирующим агентом в реакции анилина с метанолом является метилхлорид 55.

Не меньший практический интерес представляет образующийся по реакции анилина с метанолом 4,4-тетраметилдиаминодифенилметан 54, который известен в литературе как основание Арнольда. Соединение используется в качестве индикатора при определении лекарственных и наркотических препаратов [209] и гипохлорит-ионов, а также служит синтоном для получения тетраазациклофанов (QCP44) и бис(тетраазациклофанов), которые широко применяются в фармацевтической химии [210]. Важное практическое значение 54 побудило нас провести поиск оптимальных условий его синтеза с высоким выходом.

Мы установили, что при взаимодействии N,N-диметиланилина 53 с 4-х кратным избытком метанола в присутствии FeCl3·6H2O в среде CCl4 ([Fe]:

CH3OH:CCl4=1:400:100), 4,4-тетраметилдиаминодифенилметан образуется с выходом 83%. В отсутствие метанола указанная реакция не проходит.

Схема FeCl3.6H2O + CCl4+ CH3OH H3C CH H3C 100oC, 7 ч N N N H3C CH 54 (83%) CH В литературе получают 4,4-тетраметилдиаминодифенилметан конденсацией N,N-диметиланилина 53 с формальдегидом в присутствии HCl, H2SO4, FeCl3 и FeCl3·6H2O [211].

По-видимому, в наших опытах за образование 54 также ответственен формальдегид, так как согласно литературным данным генерирование CH2O возможно in situ в условиях исследованной реакции, путем каталитического окисления метанола с помощью CCl4 через метилгипохлорит 56, который разлагается с выделением формальдегида и HCl [205].

Схема [Fe] CH3OH + CCl4 CH3OСl CH2O -CHCl 3 -HCl Наличие в реакционной массе метилгипохлорита 56 было подтверждено йодометрическим тированием, причем концентрация 56 возрастает с увеличением концентрации метанола (0.1 мг/мл при соотношении CCl4:CH3OH = 1:2 и 0.3 мг/мл при CCl4:CH3OH = 1:4). Однако обнаружить формальдегид в составе газообразных продуктов реакции не удалось, но косвенным подтверждением его образования является наличие в реакционной массе продукта его дальнейшего окисления – метилформиата 62.

Схема HCO2CH CH2O + CH3OСl -HCl 56 Таким образом, реакцией анилина с метанолом и CCl4 под действием катализатора FeCl3·6H2O осуществлен синтез N-метиланилина 52 N,N диметиланилина 53 и 4,4-тетраметилдиаминодифенилметана 54 с выходами 33, 92 и 83% соответственно.

2.2. Синтез хинолинов и циклических аминов ряда пирролидина и пиперидина гетероциклизацией анилинов с диолами под действием Fe-содержащих катализаторов 2.2.1. Новый метод получения замещенных хинолинов по реакции анилинов c 1,2-диолами под действием железосодержащих катализаторов Согласно литературным данным, каталитическая конденсация анилина и его производных с 1,2-диолами, катализируемая комплексами рутения и иридия, является одним из основных путей синтеза азотгетероциклов ряда индола [137].

Так, взаимодействием анилина 1 и его производных с 1,2-пропандиолом под действием гетерогенных катализаторов: Ag/SiO2 [212], Ag/SiO2/ZnO [213], ZrO2/SiO2 [214] в условиях 260-310оС с выходом 12-48% получают 3 метилиндол.

Аналогичную реакцию анилинов с 1,2-диолами, приводящую к образованию индолов, катализируют комплексы рутения и иридия, в присутствии которых процесс проходит при более мягких условиях – 170оС [215, 216].

В настоящей работе реализовано новое направление реакции анилинов с 1,2-диолами, приводящее к образованию хинолинов. Указанное превращение катализируют соединения и комплексы железа: FeCl3·6H2O, FeCl3, FeCl2·4H2O, Fe(C5H5)2, Fe(acac)3, Fe(OAc)2, Fe2(CO)9, лучшим из которых является FeCl3·6H2O.

Таблица Синтез хинолинов по реакции анилина (1) с 1,2-пропандиолом под действием Fe-содержащих катализаторов Соотношение реагентов Общий выход № T,oC Катализатор, ч [Fe]:[PhNH2]:[1,2 хинолина, % пропандиол]:[CCl4] FeCl3·6H2O 1 [1]:[100]:[400]:[200] 120 4 2 -«- -«- -«- 8 3 -«- -«- 140 4 4 -«- -«- -«- 8 5 -«- -«- 150 4 6 -«- -«- -«- 8 7 -«- -«- 160 4 62* 8 -«- -«- -«- [1]:[100]:[200]:[100] -« 9 150 4 10 -«- -«- -«- 8 11 [1]:[100]:[400]:[400] -«- -«- 4 12 -«- -«- -«- 8 13 [1]:[100]:[400]:[200] FeCl3 -«- -«- FeCl2·4H2O 14 -«- -«- -«- 15 -«- Fe(C5H5)2 -«- -«- 16 -«- Fe(acac)3 -«- -«- 17 -«- Fe(OAc)2 -«- -«- 18 -«- Fe2(CO)9 -«- -«- * осмоление реакционной массы Оптимальные условия реакции отработаны на примере взаимодействия анилина 1 с 1,2-пропандиолом (таблица 8) и установлено, что лучшими условиями реакции являются 150оС, 8 ч (опыт №6), при следующих мольных соотношениях катализатора и реагентов: [FeCl3·6H2O]:[анилин]:[СCl4]:[1,2 пропандиол]=1:100:200:400. Продуктами конденсации анилина 1 с 1,2 пропандиолом в присутствии FeCl3·6H2O являются 2-этил-3-метилхинолин и 2-этил-4-метилхинолин 63. А в случае замещенных анилинов 12-14, 24- образуются хинолины 6, 16, 19а,б, 22, 32, 35, 38а,б, 41, 44, 47, 63-72.

В аналогичную реакцию с анилинами в условиях: 150оС, 8 ч в среде ССl вступают и другие 1,2-диолы: 1,2-этиленгликоль и 1,2-бутандиол с образованием 2-метилхинолинов 5, 15, 18а,б, 21, 31, 34, 37а,б, 40, 43, 46 и 2 пропил-3-этилхинолинов 7, 17, 20а,б, 23, 33, 36, 39а,б, 42, 45, 48, соответственно.

Схема H R=H X H N 5, 15, 18а,б, 21, 31, 34, 37а,б, 40, 43, CH CH FeCl3.6H2O R R = CH +X + CCl4 + HO X X CH CH 150 оС, 8 ч N OH N NH 2: 1, 12-14, 24- 63- 6, 16, 19а,б, 22, 32, 35, 38а,б, 41, 44, C2H R = C2H X C2H N 7, 17, 20а,б, 23, 33, 36, 39а,б, 42, 45, X = H (1, 5-7, 63), o-CH3 (12, 15-17, 64), м-CH3 (13, 18а,б-20а,б, 65), п-CH3 (14, 21-23, 66), o-C2H5 (24, 31-33, 67), o-Cl (25, 34-36, 68), м-Cl (26, 37а,б-39а,б, 69), п-Cl (27, 40-42, 70), п-OMe (28, 43-45, 71), o-OH (29, 45-48, 72) Выходы хинолинов сильно зависят от природы и местоположения заместителей в молекуле анилина.

В частности, чем ближе расположен заместитель к атому углерода ароматического кольца, связанному с аминогруппой, тем сильнее его неблагоприятное влияние на конверсию исходного замещенного анилина.

Установлено, что орто-замещенные анилины с одним свободным положением для замыкания гетероциклического кольца образуют 2,3,8 замещенные хинолины. Анилины с заместителем в пара- положении циклизуются по обоим орто-положениям, давая 2,3,6-замещенные хинолины, а мета-замещенные анилины превращаются в смеси 2,3,5- и 2,3,7 изомеров.

Электроноакцепторный хлор, способствующий уменьшению основности аминогруппы, существенно снижает реакционную способность анилина [217] и его производных.

В гетероциклизацию с анилином и его производными под действием FeCl3·6H2O вступает 1,2-пропандиол, давая смесь 2-этил-3-метил- 6 и 2-этил 4-метил-хинолинов 63. Соотношение изомеров 6 и 63 мало зависит от природы заместителя в молекуле анилина и обычно составляет 2:1.

Таблица Синтез хинолинов взаимодействием анилинов с 1,2-диолами под действием FeCl3·6H2O Температура реакции 150оС, продолжительность 8 ч Выход и R HO № соотношение 2,3-Диалкилхинолин 2,4-Диалкилхинолин OH XC6H4NH 2,3- : 2,4 H CH N CH CH CH H 1 CH2CH N (2:1) CH2CH N 1 CH2CH C2H5 (CH2)2CH N o-CH 2 H CH3 N 12 CH CH CH CH3 CH2CH N CH2CH N (2:1) CH CH 16 CH2CH C2H5 (CH2)2CH N CH CH H3C N 18а H CH (3:1) CH N 18б CH CH CH2CH H3C N 19а CH м-CH 3 CH2CH H3C N CH (3:1:2) 13 CH CH2CH N 19б CH2CH (CH2)2CH H3C N 20а C2H CH (3:1) CH2CH (CH2)2CH N 20б H 3C п-CH 4 H CH N CH CH H3C H3C CH3 CH2CH N (1.5:1) CH2CH N 22 CH2CH H3C C2H5 (CH2)2CH N H CH N C2H CH CH CH3 CH2CH N o-C2H 5 CH2CH N (2:1) C2H 24 C2H CH2CH C2H5 (CH2)2CH N C2H H CH N Cl CH CH CH3 CH2CH N o-Cl 6 CH2CH N (2:1) Cl 25 Cl 35 CH2CH C2H5 (CH2)2CH N Cl м-Cl 7 H CH Cl N (6:1) 37а Cl CH N 37б CH CH CH2CH Cl N 38а CH3 Cl (3:1:2) CH2CH Cl N CH CH2CH N 38б CH2CH (CH2)2CH Cl N 39а C2H5 Cl (3:1) CH2CH (CH2)2CH N 39б Cl H CH N CH CH Cl Cl CH п-Cl 8 CH2CH N (2:1) CH2CH N 41 CH2CH Cl C2H5 (CH2)2CH N MeO H CH N п-OCH 9 CH CH MeO 31 MeO CH3 CH2CH N (2:1) CH2CH N 44 CH2CH MeO C2H5 (CH2)2CH N H CH N OH CH CH 1 CH3 CH2CH N o-OH CH2CH N (2:1) OH 0 66 OH 47 CH2CH C2H5 (CH2)2CH N OH Соединения 6, 63 охарактеризованы в виде смеси на основании данных 1 ЯМР Ни С спектров [207, 208]. Согласно значений интегральной интенсивности протонов метильных групп Iа(CH3) = 2.47 м.д. и Ib(CH3) = 2.67 м.д. соединение 6 является преобладающим в смеси (6 : 60 = 2:1) 7.69 д 7.93 д 7.81 с 18. H CH3 2.67 с H H 7.44 т 7.50 т 19. 135.73 144. CH3 2.47 с H 7.15 с H H 126.69 123. 127.33 126. 129.32 121. 125.59 125. 12.85 14. 163.29 163. 128.28 129. CH3 CH 1.39 т 1.41 т 29.50 32. 146.67 147. H N H N 128.52 129. 7.62 т 7.68 т H H H H 3.00 к 2.98 к H H 8.07 д 8.05 д Рисунок 2. Соотнесение сигналов ЯМР спектра соединений 6 и 63.

Отнесение сигналов протонов и углеродных атомов проведено на основании данных двумерных ЯМР-экспериментов: COSY, HSQC и HMBC.

Положение метильной группы при С4 однозначно определяется наличием кросс-пиков в эксперименте HMBC сигналов протонов метильной группы с сигналами четвертичных атомов углерода С4а = 126.79 м.д. и слабопольного сигнала С4 = 144.32 м.д., а также сильнопольным сигналом метинового атома углерода С3 = 121.54 м.д.

ЯМР спектры производных 2,3- и 2,4- алкилзамещенных хинолинов, полученных из замещенных анилинов, идентичны спектрам, приведенным в литературе [207, 208, 218-221]. Синглетный сигнал в спектре 1H ЯМР соединения 6 в интервале 7.59-7.77 м.д. принадлежит атому водорода при С4, что соответствует структуре 2,3-дизамещенного хинолина, а синглетный сигнал в интервале 7.11-7.19 м.д., принадлежащий протону при С3, свидетельствует о наличии в смеси изомеров 2,4-дизамещенного хинолина.

Образование смеси 2-алкилзамещенных хинолинов (6 и 63) следует из данных хромато-масс-спектроскопии и спектра 13С ЯМР, в котором имеются два сигнала в интервале 163-164 м.д., характерные С2 углеродным атомам.

Как следует из экспериментальных данных, в отсутствие CCl4 реакция не идет. Для выяснения роли ССl4 в процессе был выполнен анализ реакционной массы, в которой, по данным ГЖХ и хромато-масс спектрометрии, присутствует хлороформ, при полном отсутствии CCl4.

Наряду с хлороформом, в реакционной массе, согласно данным меркурометрического титрования, содержится HCl, концентрация которого в зависимости от продолжительности опыта изменяются следующим образом:

через 2 ч [HCl] = 98.3 мг/мл;

через 4 ч [HCl] = 176.6 мг/мл и через 8 ч [HCl] = 274.4 мг/мл.

Учитывая состав побочных продуктов, а также литературные данные [191] о возможности каталитического окисления спиртов с помощью CCl4 до альдегидов через гипохлорит, можно предположить следующий механизм образования хинолинов.

Схема OH OH OH [Fe] R R O O R ClO + CCl R HO -CHCl3 -HCl -H2O R = H, CH Схема OH R R O O NH 73 -H2O -H2O R N R N OH 75 76 Ph N N Ph присоединение по С3 диена HR Ph N Ph H [Fe] :N R если R=H, CH R + R R N - [Fe]-H HH R R N N N OH R H H H OH OH OH 77 присоединение по С2 диена если R=H Ph 78 HN R N N [Fe] Ph R Ph + H [Fe] H H -PhNH R N R N -H2O H H 6, - [Fe]-H OH N N HH OH H OH H N H Ph H H [Fe] -PhNH N N -H2O HH OH На начальном этапе 1,2-диол окисляется с помощью CCl4 по первичной спиртовой группе с образованием альдегидоспирта 73, который в свою очередь может дегидратироваться, давая ненасыщенный альдегид 74.

Далее альдегиды 73,74 реагируют с анилином с образованием оснований Шиффа 75,76. На следующей стадии происходит содимеризация соединений 75 и 76, приводящая к двум изомерным интермедиатам 77 и 78.

Гетероциклизация, дегидрирование, дегидратация и дезаминирование 77 и под действием железосодержащего катализатора приводят к целевым 2,3- и 2,4-замещенным хинолинам 6, 7 и 63.

В случае реакции анилина 1 с 1,2-пропандиолом содержание воды (определенное титрованием по Фишеру) в реакционной смеси составило 11.87%, а c 1,2-бутандиолом 12.17%, что соответствует выделению 3 молей воды.

Следует отметить, что 2,3-бутандиол в реакцию с анилином 1 не вступает.

Интересен в свете этих данных результат реакции 1,2-этиленгликоля с анилином 1 в присутствии FeCl3.6H2O в среде CCl4, которая приводит к селективному получению 2-метилхинолина 5 с выходом 97%, тогда как аналогичная реакция в присутствии Ru-содержащего катализатора дает индол [215]. Что касается механизма реакции, то мы предполагаем, что процесс включает окисление одной из гидроксильных групп 1,2 этиленгликоля с образованием гликолевого альдегида 79, который реагирует с анилином, давая основание Шиффа 80. Последний димеризуется и после отщепления воды и анилина превращаяется в 2-метилхинолин 5, строение которого доказано на основании данных спектров ЯМР 1H и 13C.

Схема Ph N 1 + + OH OH OH N [Fe] [Fe] NH 80 OH O HO [Fe] CCl4 -H2O N N -H2O H 80 OH OH Ph Ph Ph N N :N H OH OH OH [Fe] + [Fe] -H2O -H2O N N N N -PhNH H H OH OH Титрованием по Фишеру установлено, что в ходе реакции выделяется две молекулы воды, что свидетельствует в пользу предложенного механизма.

В реакцию с 1,2-этиленгликолем активно вступают производные анилина: орто-, мета-, пара-толуидины 12-14, орто-, мета-, пара хлоранилины 25-27, пара-анизидин 28, орто-гидрокси- 29 и этиланилины 24.

Выходы соответствующих хинолинов 15, 18, 21, 31, 34, 37, 40, 43, составляют 42-90%.

Таким образом, нами впервые предложен метод синтеза хинолинов реакцией анилинов 1, 12-14, 24-29 с 1,2-диолами под действием катализатора FeCl3·6H2O в среде ССl4.

2.2.2. Синтез хинолинов реакцией анилинов c 1,3-диолами под действием железосодержащих катализаторов.

Известные классические методы синтеза хинолинов основаны на циклоконденсации анилинов с кислородсодержащими соединениями:

глицерином,,-ненасыщенными альдегидами, -дикетонами и кетоэфирами под действием минеральных кислот [10, 11, 125-129, 131, 132].

Развитие методов синтеза хинолинов в последние годы связано с металлокомплексным катализом, который открыл возможность их получения в «некислотных условиях» и существенно расширил круг С3-субстратов, используемых для построения хинолинового цикла с участием анилинов.

По литературным данным эффективными катализаторами синтеза хинолинов являются соединения и комплексы рутения [136, 137].

Мы осуществили синтез хинолинов взаимодействием анилина с 1,3 диолами под действием доступного FeCl3·6H2O. Следует отметить, что выходы хинолина были несколько ниже при использовании других железосодержащих катализаторов FeCl3, FeCl2·4H2O, Fe(C5H5)2, Fe(acac)3, Fe(OAc)2, Fe2(CO)9.

Продуктом реакции анилина 1 с 1,3-пропандиолом является хинолин 81.

Синтез хинолинов проходит при 150оС в среде ССl4 в течение 8 ч при следующих мольных соотношениях катализатора и реагентов:

[FeCl3·6H2O]:[XC6H4NH2]:[СCl4]:[1,3-пропандиол] = 1:100:200:400. В аналогичную реакцию с 1,3-пропандиолом вступают и замещенные анилины 12-14, 24-29. Выходы замещенных хинолинов 81-90 составляют 57-96%.

Схема FeCl 3.6H2O X X + + CCl OH HO 150оС, 8 ч N NH 1, 12-14, 24-29 81-90 (57-96%) X = H (1, 81), o-CH3 (12, 82), м-CH3 (13, 83а,б), п-CH3 (14, 84), o-C2H5 (24, 85), o-Cl (25, 86), м-Cl (26, 87а,б), п-Cl (27, 88), п-OMe (28, 89), o-OH (29, 90) Таблица Синтез хинолинов взаимодействием анилинов с 1,3-пропандиолом в присутствии FeCl3·6H2O № Выход, % Хинолин XC6H4NH H 1 N o-CH 2 N 12 CH CH м-CH 3 H3C N 83а N 83б H3 C п-CH 4 14 N o-C2H 5 N 24 C 2H o-Cl 6 N 25 Cl Cl м-Cl 7 Cl N N 87а 87б Cl п-Cl 8 27 N MeO п-OCH 9 28 N o-OH 10 N 29 OH Конденсация анилина 1 с 1,3-бутандиолом приводит к образованию смеси 2- 5 и 4-метилхинолинов 91 с преобладанием первого изомера.

Схема CH FeCl 3.6H2O OH OH +X X + CCl X + 150оС, 8 ч CH N N NH 5, 15, 18, 21, 31, 34, 91- 1, 12-14, 24-29 37а,б, 40, 43, 78-95% X = H (1, 5, 91), o-CH3 (12, 15, 92), м-CH3 (13, 18, 93а,б), п-CH3 (14, 21, 94), o-C2H5 (24, 31, 95), o-Cl (25, 34, 96), м-Cl (26, 37а,б, 97), п-Cl (27, 40, 98), п-OMe (28, 43, 99), o-OH (29, 46, 100) Таблица Синтез хинолинов по реакции анилинов с 1,3-бутандиолом в присутствии FeCl3·6H2O Соотно Общий № XC6H4NH2 2-алкилхинолин 4-алкилхинолин шение выход, % CH H 1 1:2 CH N 1 N CH o-CH 2 1:2 CH N N 12 CH CH 15 CH H3C N CH м-CH3 3 2:1:3 CH3 H3 C N CH N H3 C CH H3C п-CH 4 1:1 CH N 14 N CH o-C2H 5 1:2 CH N N 24 C 2H C2H 33 CH o-Cl 6 1:3 CH N N 25 Cl Cl 36 CH Cl N CH м-Cl 7 2:1:3 Cl 26 Cl N CH N CH Cl Cl п-Cl 8 1:2 CH N 27 N 45 CH MeO MeO п-OCH 9 1:1 CH N 29 N 48 CH o-OH 10 1:1 CH N N 29 OH OH 67 Согласно [196, 222], в синтезе хинолинов с участием анилина и 1,3 диолов важную роль в переносе водорода играют рутениевые комплексы, образующие алкоксирутенийгидридные интермедиаты, которые трансформируются в дигидридный комплекс, содержащий в координационной сфере альдегид RCHO.

Схема [Ru] RCH2O-[Ru]-H (RCHO)[Ru]H RCH2OH Соединения и комплексы железа обладают слабой дегидрирующей способностью, чем комплексы рутения. Поэтому мы полагаем, что механизм реакции образования хинолинов под действием Fe-содержащих катализаторов является иным. Возможный механизм реакции целесообразно рассматривать на примере 1,3-бутандиола, так как в этом случае образуются 2 изомера. Принимая во внимание известный факт окисления спиртов с помощью CCl4 [191, 207, 208], можно предположить, что реакция может протекать по двум маршрутам.

Схема [Fe] RCH2 OH + CCl RCHO RCH2 OCl - CH3 Cl - HCl Согласно первому маршруту, процесс начинается с окисления 1,3 бутандиола по одной из гидроксильных групп с образованием 2 гидроксибутаналя и 4-гидроксибутан-2-она Последние на 101 102.

следующей стадии реагируют с анилином, давая основания Шиффа 103 и [136]. После гетероциклизации, дегидратации и дегидрирования образуются два продукта: 2-метил- и 4-метилхинолины (в случае 1,3-пропандиола образуется единственный продукт – незамещенный хинолин.

Можно представить следующий альтернативный маршрут реакции:

вначале 1,3-бутандиол окисляется и претерпевает дегидратацию с образованием бут-2-еналя 105 и метилвинилкетона 106, которые в дальнейшем реагируют с анилином по двум направлениям: либо по Михаэлю с формированием in situ соединений 107 и 108, либо оснований Шиффа 109 и 110. Интермедиаты 107-110 после гетероциклизации, дегидратации и дегидрирования превращаются 4-метил- 91 и 2-метилхинолины 5 [27].

Схема R HO OH R=H, CH CCl4 CCl [Fe] [Fe] R HO -CHCl R ClO -CHCl OCl OH -HCl -HCl NH R HO R R R O O -H2O -H2O O O NH2 OH 105 NH2 -H O -H2O R HO O R OH R O R R N R -H2O N R -H2O N N N R N H N N -H2 -H2 H 109 [Fe] 107 104 [Fe] -H2O -H2 -H -H2O Контрольный эксперимент с заведомо взятым метилвинилкетоном 106, привел к селективному получению 4-метилхинолина 91, что свидетельствует о большей вероятности механизма реакции, предусматривающего образование интермедиата 108. Следует отметить, что реакцию анилина с метилвинилкетоном проводили при более низкой температуре, так как в стандартных условиях (150оС, 4-8 ч) последний сильно осмоляется.

Схема CH O FeCl3.6H2O + CCl4 + 110оС, 8 ч N NH2 конверсия 87% 91 (87%) Таким образом, разработан эффективный катализатор FeCl3·6H2O для синтеза хинолинов, основанный на сопряженной реакции анилинов с 1,3 диолами в среде CCl4.

2.2.3. Синтез N-арилзамещенных пирролидинов и пиперидинов В дальнейшем представляло интерес выяснить, как поведут себя в реакциях с анилинами,-диолы с более длинной метиленовой цепью: 1,4 бутандиол и 1,5-пентандиол.

Как показал эксперимент, при взаимодействии анилинов 1, 12-14, 24-29, 111, 112 с 1,5-пентандиолом и 1,4-бутандиолом в среде CCl4 в присутствии железосодержащих катализаторов, таких как: FeCl3·6H2O, FeCl3, FeCl2·4H2O, Fe(C5H5)2, Fe(acac)3, Fe(OAc)2, Fe2(CO)9, образуются соответственно N арилпиперидины 113-121 и N-арилпирролидины 122-131.

Пирролидины и пиперидины – важнейший класс вторичных аминов.

Они входят как структурный элемент в состав многих фармацевтических препаратов, гербицидов, фунгицидов, красителей.

Один из известных методов синтеза циклических аминов ряда пирролидина и пиперидина основан на N-гетероциклизации анилинов с, диолами под действием рутений- и иридийсодержащих катализаторов [223 227]. По предположению авторов указанных работ механизм реакции включает дегидрирование одной гидроксильной группы с образованием комплекса [Ru]-гидроксиальдегид-H2, который затем взаимодействует с анилином с образованием основания Шиффа. Гидрирование последнего приводит к аминоспирту, который претерпевает внутримолекулярную циклизацию с образованием N-замещенного циклического амина [223].

В работе [228] синтез N-фенилпирролидинов осуществлен по реакции анилинов с 1,4-бутандиолом под действием комплекса иридия Ir[C5(CH3)5] в присутствии основания NaHCO3.

В нашем случае лучшим катализатором для синтеза N арилпирролидинов и N-арилпиперидинов является FeCl3·6H2O, также как и при получении хинолинов. Экспериментальным путем были разработаны оптимальные условия для проведения реакции. Результаты опытов приведены в таблице 12.

Таблица Синтез N-фенилпиперидина (113) реакцией анилина с 1,5 пентандиолом в присутствии FeCl3·6H2O Температура 150оС Мольное соотношение № Продолжительность [Fe]:[ анилин]:[ диол]: Выход 113, % п/п реакции, ч [CCl4] 0.5 : 100 : 200 : 1 6 0 : 100 : 200 : 100 -« 2 0.2 : 100 : 200 : 100 -« 3 0.5 : 100 : 200 : 100 -« 4 0.5 : 100 : 100 : 100 -« 5 0.5 : 100 : 150 : 100 -« 6 0.5 : 100 : 200 : 100 -« 7 0.5 : 100 : 300 : 100 -« 8 0.5 : 100 : 400 : 100 -« 9 0.5 : 100 : 200 : 20 -« 10 0.5 : 100 : 200 : 50 -« 11 0.5 : 100 : 200 : 30 12 0.5 : 100 : 200 : 30 13 1 : 100 : 200 : 100 14 1 : 100 : 400 : 100 -« 15 1 : 100 : 400 : 200 -« 16 1 : 100 : 400 : 400 -« 17 1 : 100 : 200 : 400 -« 18 1 : 100 : 200 : 200 -« 19 1 : 200 : 100 : 50 -« 20 1 : 200 : 100 : 0 -« 21 1 : 100 : 200 : 22 4 1 : 100 : 200 : 23 6 Как видно из таблицы, оптимальными для проведения реакции являются следующие соотношения катализатора и реагентов:

[FeCl3·6H2O]:[C6H5NH2]:[диол]:[СCl4] = 0.5:100:200:30, температура 180оС и продолжительность 6 ч. В этих условиях (таблица 12, опыт 1) выход N фенилпиперидина 113 составляет 85%.

Следует отметить, что при температуре меньше 180оС, а также в отсутствие катализатора реакция не проходит.

В аналогичную реакцию с 1,5-пентандиолом вступают метил- 12-14, этил- 24, хлор- 25-27 и фторзамещенные 111 анилины.

Схема X FeCl3.6H2O N + HO-(CH2)5-OH X CCl4, 180оС, 6 -12 ч NH 1, 12-14, 24-29, 111 113-121 (20-85%) X = H (1, 113), о-CH3 (12, 114), м-CH3 (13, 115), п-CH3 (14, 116), o-C2H (24, 117), о-Cl (25, 118), м-Cl (26, 119), п-Cl (27, 120), п-F (111, 121) Таблица Синтез N-арилпиперидинов реакцией анилина и его производных с 1,5 пентандиолом под действием FeCl3·6H2O.

(Температура 180оС, продолжительность 6-12 ч) № Выход, % XC6H4NH2 N-арилпиперидин H N 1 CH o-CH 2 N H3C м-CH 3 N п-CH3 H3C N 4 C2H o-C2H 5 N Cl o-Cl 6 N Cl м-Cl 7 N п-Cl Cl N 8 п-F F N 9 Следует отметить, что достаточно активно с 1,4-бутандиолом в присутствии катализатора FeCl3·6H2O реагируют замещенные анилины (о CH3 12, м-CH3 13, п-CH3 14, o-C2H5 24, о-Cl 25, м-Cl 26, п-Cl 27, п-F 111, м-OH 112). Продуктами реакции в этом случае являются N-арилпирролидины 122 131, полученные с выходом 42-88%.

Схема X FeCl3.6H2O + HO-(CH2)4-OH N X CCl4, 180оС, 6 -12 ч NH 122-131 (25-88%) 1, 12-14, 24-27, 111, X = H (1, 112), о-CH3 (12, 123), м-CH3 (13, 124), п-CH3 (14, 125), o-C2H (24, 126), о-Cl (25, 127), м-Cl (26, 128), п-Cl (27, 129), п-F (111, 130), м-OH (112, 131) Таблица Синтез N-арилпирролидинов реакцией анилина и его производных с 1,4 бутандиолом под действием FeCl3·6H2O.

(Температура 180оС, продолжительность 6 ч) № Выход, % XC6H4NH2 N-арилпирролидин N H 1 CH o-CH3 N 2 H3C м-CH3 N 3 п-CH3 H3C N 4 C2H o-C2H5 N 5 Cl o-Cl N 6 Cl м-Cl N 7 п-Cl Cl N 8 п-F F N 9 HO м-OH N 10 Из полученных экспериментальных данных следует, что конверсия анилинов и соответственно выходы циклических аминов зависят от природы заместителя в молекуле анилина.

Так, электронодонорные заместители:

-OH, -OR, -Alk способствуют увеличению выхода N-арилпирролидинов до 63%. Электроноакцепторные заместители – фтор и хлор снижают основность и реакционную способность анилина, что приводит к уменьшению выхода N-арилпирролидинов до 45% [217].

Что касается механизма, то известный маршрут через дегидратацию 2-х молекул воды под действием катализатора маловероятен, так как в нашем случае в отсутствие четыреххлористого углерода реакция не идет.

Следовательно, ССl4 является не только растворителем, но и реагентом.

Следует отметить, что по данным хромато-масс-спектрометрического анализа в реакционной массе присутствуют 4-хлорбутанол 132, который может быть получен хлорированием 1,4-бутандиола с помощью ССl4.

Схема I: HO OH NH - 2H2O N Cl OH II: 1 122 (90%) FeCl3.6H2O Хлоргидрин 132 в свою очередь реагирует с анилином 1 под действием FeCl3·6H2O, давая последующая N-фенил-аминобутанол 133, внутримолекулярная дегидратация которого с выделением 1 моля воды приводит к N-фенилпирролидину 122.

Схема FeCl3.6Н2O OH Cl + CCl4 4 HO 4 HO -CO2, 2H2O [Fe], Cl HO OH -H2O -HCl N NH2 N H 1 133 Контрольный эксперимент с заведомо взятым хлоргидрином в присутствии катализатора приводит к с N-фенилпирролидину количественным выходом (90%).

Результаты титрования воды по Фишеру и определение концентрации HCl меркурометрическим титрованием служат подтверждением второго маршрута.

2.3. Синтез N-бензилиденбензиламина из бензиламина под действием FeCl3.6H2O в CCl В дальнейшем было заманчиво ввести в реакцию со спиртами вместо анилина бензиламин так как в этом случае продуктами 134, циклоконденсации могли быть изохинолины – другой важный класс азотгетероциклов.

Однако, как выяснилось, реакция бензиламина 134 со спиртами в условиях, благоприятных для синтеза хинолинов проходит в другом направлении, и приводит к образованию смеси N-алкилбензиламина (18%) и N-бензилиденбензиламина 136 (62%).

Схема CH2NH2 Pr [Fe] N N + CCl4 + PrOH H + 140 oC, 8ч 136 (62%) 134 135 (18%) [kat]:[PhCH2NH2]:[СCl4]:[PrOH]=1:100:100: Согласно литературным данным, N-бензилиденбензиламин используется как индикатор для количественного определения литийорганических соединений титриметрическим методом [229, 230].


Также N-бензилиденбензиламин 136 является исходным соединением для синтеза замещенных пиперидин-2-онов, обладающих широким спектром физиологической активности, таких как анальгетическая, противоконвульсивная, противосудорожная [231].

Классический метод получения соединения 136 основан на конденсации бензальдегида с бензиламином. Выход соединения 136 зависит от многих факторов: природы растворителя, температуры порядка смешения реагентов и наличия катализатора [232-238].

Известны работы по синтезу N-бензилиденбензиламина взаимодействием с различными субстратами: с фенилглицином в присутствии нанопористого полианилинового катализатора PANI-ES [239], бутилнитритом [240], бензиловым спиртом в окислительных условиях [241].

В ряде работ N-бензилиденбензиламина 136 получали окислением дибензиламина 137 с помощью кислорода под действием медьсодержащего катализатора [242], металлического золота, нанесенного на диоксид титана [243] или 5% Au/Al2O3 [244], катализатора N,N'-bis(4'-аминофенил)-1,4 фенилендиамина [245], гетерополиоксометаллата NPV6Mo6 [246], тропилиевых комплексов [247], ацетата золота [248], синглетного кислорода, генерируя его из триплетного кислорода в присутствии фотосенсибилизаторов [249] или реагента HgO-I2 [250], t-BuOOH в присутствии катализатора RuCl2(PPh3)3 [251], цинк-хромового катализатора или марганецсодержащих катализаторов [252].

Нам удалось осуществить синтез N-бензилиденбензиламина 136 из бензиламина 134 без участия дополнительных реагентов: бензальдегида или бензилового спирта.

Установлено, что при взаимодействии бензиламина с в CCl присутствии катализатора FeCl3.6H2O, в условиях: 80-85оС (открытая система) 8 часов, при следующем мольном соотношении катализатора и реагентов [катализатор]:[бензиламин]:[СCl4]=1:100:200, с выходом 96% образуется N-бензилиденбензиламин 136.

С целью изучения влияния условий реакции и соотношение реагентов на выход N-бензилиденбензиламина 136, была проведена серия экспериментов в различных условиях. Результаты опытов приведены в таблице 15.

Таблица Синтез N-бензилиденбензиламина (136) из бензиламина под действием FeCl3.6H2O в среде CCl Мольное соотношение №, Температура, oC [FeCl3·6H2O]:, ч Выход 136, % п/п [бензиламин]:[CCl4] 1 1:100:200 85 0.5 2 -«- -«- 1.5 3 -«- -«- 2 4 -«- -«- 4 5 -«- -«- 6 6 -«- -«- 8 7 0.1:100:200 -«- 0.5 8 -«- -«- 1.5 9 -«- -«- 2 10 -«- -«- 4 11 -«- -«- 6 12 -«- -«- 8 13 1:100:50 -«- -«- 14 1:100:100 -«- -«- 15 1:100:200 25 -«- 16 -«- 40 -«- Схема CH2NH FeCl3.6H2O N + CCl 80-85 oC 134 136 (96%) Учитывая возможность образования бензальдегида путем окисления бензиламина кислородом воздуха, была проведена серия экспериментов по определению влияния кислорода на ход реакции. Опыты проводились как в открытой системе (стеклянный реактор с обратным холодильником), так и в запаянной ампуле, помещенной в микроавтоклав при температуре 80-85оС.

Установлено, что кислород воздуха действительно способствует увеличению конверсии бензиламина с 24% до 81% за 0,5-6 ч и повышению выхода N бензилиденбензиламина 136.

Схема CH2NH CH2NH2 CHO FeCl3. 6H2O + O2(воздуха) N -H2O 134 BnNH2 + CCl4 + FeCl36H2O в открытой системе Конверсия, % в закрытой системе 0 1 2 3 4 5 Время, ч Рисунок 3. Влияние кислорода воздуха на конверсию бензиламина Однако по данным хромато-масс-спектрометрии, образование бензальдегида в ходе реакции не отмечено. С другой стороны установлено, что в отсутствие четыреххлористого углерода реакция не идет, а CCl расходуется, превращаясь в хлороформ. То есть в данной реакции CCl выполняет не только роль растворителя, а принимает непосредственное участие в процессе. С целью выяснения механизма реакции и для определения роли CCl4 в процессе мы изучили кинетику превращения CCl4 в CHCl3, концентрации которых определяли методом ГЖХ с использованием внутреннего стандарта хлорбензола.

0, CHCl 0, Расход, г 0, 0, CCl 0, 0, 0 2 4 6 время, ч Рисунок 4. Кинетика превращения CCl4 в CHCl С другой стороны, согласно результатам химического анализа в реакционной массе присутствуют ион аммония, активный хлор и хлороводород: NH4+= 49.07 мг/мл, Clакт= 1.86 мг/мл, HCl= 59.93 мг/мл.

Образование ионов NH4+ опровергает возможность протекания реакции через бензальдегид. Наряду с аммиаком (аммиак в условиях исследованной реакции находится в форме NH4Cl), который может генерироваться на стадии образования дибензиламина 137 из двух молекул бензиламина 134 должен выделяться водород:

Схема CH2NH FeCl 3.6H2O FeCl3.6H2O N N H -H -NH 134 Поэтому мы провели опыты по обнаружению водорода в газообразных продуктах реакции. Анализ содержания водорода проводили на приборе Thermo Finnigan MAT 95 XP (электронный удар 70 eV, ввод пробы через хроматограф). Для калибровки прибора были проанализированы воздух и искусственная смесь с содержанием водорода 10%. В искусственной смеси уровень сигнала водорода (6.23106) на 3 порядка превышает аналогичный уровень для воздуха (3.15103). В газообразных продуктах реакции, как и в пробе воздуха, уровень сигнала водорода был на пределе чувствительности.

Так, содержание водорода в пробе составило 3.25103, а в воздухе 3.15.103.

Таким образом, водород в анализируемом образце практически отсутствует, что можно объяснить низкой дегидрирующей способностью соединений железа. Учитывая зависимость выхода от N-бензилиденбензиламина присутствия кислорода, можно предложить следующую вероятную схему реакции:

Схема CH2NH FeCl3.6H2O N N H + O -NH3 -H2O 134 Предложенная схема согласуется с результатами опытов, проведенных в инертной атмосфере (запаянная ампула, атмосфера гелия или аргона). В указанных опытах выход 136 был заметно ниже. Согласно схеме 38, в результате реакции должна выделяться вода в эквимолярном количестве по отношению к N-бензилиденбензиламину 136. Однако, концентрация воды, определенная титрованием по Фишеру в реакционных смесях, полученных в открытой и закрытой системах оказалась одинаковой и соответствовала содержанию воды в катализаторе (FeCl3·6H2O).

Поэтому, учитывая все вышеприведенные данные, наиболее вероятным представляется механизм реакции, предусматривающий образование N хлорбензиламина 138, который последовательно превращается в N бензилиденбензиламин 136.

Предполагаемый механизм реакции выглядит следующим образом:

Схема CH2NH2 CH2NHCl [Fe] + CCl4 + CHCl 0,36 мл 8 ч - 0,17 г Расход за 134, 0,2 мл 8 ч - 0,12 г CH=NH CH2NHCl + HCl CH=NH CH2NH N + NH + 136, 0,35 г (96%) NH3 + HCl NH4Cl Таблица Результаты химического анализа реакционной массы полученной при нагревании бензиламина в присутствии FeCl3·6H2O в среде CCl Мольное Выход 136, C7H8ClN № Т, оС соотношение, ч NH4Cl, мг HCl, мг (138), мг % [kat]:[134]:[CCl4] 1 1:100:200 85 0.5 35,84 65,29 - 2 1.5 102,78 46,25 - -«- -« 3 2 21,37 27,02 30,35 -«- -« 4 4 109,67 41,17 11,19 -«- -« 5 6 55,99 59,12 8,96 -«- -« 6 8 204,07 87,96 - -«- -« Реакция имеет общий характер, в аналогичных условиях в не вступают 2-хлор- 139, 3-хлорбензиламины 140, 2-тиофенметиламин 141 давая соответствующие имины с высокими выходами (72-85%).

142- Фурфуриламин 145 в указанную реакцию не вступает.

Схема Cl N 142 (72%) Cl Cl CH2NH Cl Cl Cl N 143 (78%) CCl CH2NH FeCl3.6H2O 80-85oC, 8ч 144 (85%) 141 CH2NH2 N S S S 145 CH2NH2 N O O O Таким образом, нами предложен новый удобный метод получения N бензилиденбензиламина 136, N-(2-хлорбензилиден)-(2-хлор)-бензиламина и 142, N-(3-хлорбензилиден)-(3-хлор)-бензиламина 143 N тиенилметилидентиенилметиламин 144 с высокими выходами.

2.4. Синтез 2-фенилхинолина и его производных реакцией анилина с бензиламином и спиртами под действием FeCl3·6H2O в среде CCl Согласно литературным данным, что 2-арилзамещенные хинолины являются важнейшими производными хинолина. Они используются для синтеза широкого ряда антималярийных и противоопухолевых препаратов [253, 254].

Учитывая важное практическое значение 2-фенилхинолинов, на следующем этапе мы предприняли попытку построить молекулу 2 фенилхинолина мультикомпонентной конденсацией анилина 1, N бензилиденанилина 146 и альдегида.

Известно несколько методов получения 2-фенилзамещенных хинолинов.

Так, 2-фенилхинолин получают арилированием непосредственно самого хинолина или 2-хлорхинолина ZnPh2, MgPh2 или PhB(OH)2 в присутствии металлокомплексных катализаторов [255-259]. 2-Фенилхинолин можно получить по Фридлендеру, циклоконденсацией о-нитробензальдегида и ацетофеноном (кислотный катализ) [260, 261], о-аминобензилового спирта c ацетофеноном (или 1-фенилэтанолом) под действием рутениевых катализаторов [119, 262, 263], а также конденсацией анилина с бензальдегидом и акриловой кислотой под действием палладиевого катализатора [264].

Для решения поставленной задачи по синтезу 2-фенилзамещенных хинолинов 147-149 в реакцию наряду с анилином, спиртами и CCl одновременно был введен бензиламин. При этом мы предполагали, что по аналогии с N-бензилиденбензиламином in situ будет формироваться N бензилиденанилин 146, который в свою очередь вступит в реакцию с альдегидом, полученным также in situ в результате окисления спирта с помощью под действием катализатора с образованием 2 CCl фенилхинолина.

Схема NH CH2NH2 CH2NHCl CH=NH [Fe] + CCl4 N - CHCl3 - HCl - NH3 (NH4Cl) 138 [Fe] RCH2CHO RCH2CH2OCl RCH2CH2OH + CCl - HCl - CHCl H O O R R R [Fe], RCH2CHO H N - H2O, -H2 N N H N 147- Эту идею удалось реализовать на опыте. Было установлено, что при взаимодействии анилина 1 с бензиламином 134 и спиртами RCH2CH2OH (R = H, CH3, C2H5) в присутствии FeCl3·6H2O, в четыреххлористом углероде образуются 2-фенилхинолины 147-149 с выходом 78-90%. Реакция проходит при 140оС за 8 часов, при следующих мольных соотношениях реагентов и катализатора: [бензиламин]:[анилин]:[спирт]:[CCl4]:[Fe] = [100]:[30]:[200]:[100]:[1].


Схема R NH CH2NH [Fe], CCl + RCH2CH2OH + 140oC, 8 ч N 134 R = H 147 (90%) CH3 148 (84%) C2H5 149 (78%) По данным титриметрического и ГЖХ анализов в реакционной массе, кроме исходных соединений и соединения 147, присутствует хлороформ, HCl, NH4+ и активный хлор. Учитывая состав продуктов, можно предположить, что формированию 2-фенилхинолина предшествует ряд последовательных сопряженных реакций, ключевой из которых является хлорирование бензиламина 134 с помощью CCl4 с образованием в N хлорбензиламина 138. На следующей стадии N-хлорбензиламин реагирует, давая основание Шиффа. В свою очередь основание Шиффа вступает в реакцию с анилином с образованием N-бензилиденанилина и элиминированием NH3, который в условиях реакции превращается в NH4Cl.

На следующем этапе N-бензилиденанилин реагирует с ацетальдегидом, который образуется путем окисления этанола с помощью CCl4, давая 2 фенилхинолин 147.

В пользу предложенного механизма свидетельствует присутствие в реакционной массе воды, концентрация которой (определена титрованием по Фишеру), составляет 5.2%, что согласуется с теоретически рассчитанным значением – 4.6% Для проверки указанной схемы реакции был проведен контрольный эксперимент с заведомо синтезированным N-бензилиденанилином, ацетальдегидом и спиртом. В типичных условиях реакция прошла успешно и привела к получению 2-фенилхинолина.

Схема CH3CHO 88% 80oC, 4 ч FeCl3.6H2O CCl N N CH3CH2OH 79% 140oC, 4ч Таким образом, мультикомпонентной конденсацией анилина, бензиламина, спирта и CCl4 под действием FeCl3·6H2O получены 2 фенилхинолин 147, 2-фенил-3-метилхинолин 148, 2-фенил-3-этилхинолин 149 с выходами 90, 84, 78% соответственно.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ В работе были использованы коммерчески доступные амины с чистотой не менее 99%.

В эксперименте использованы коммерчески доступные: метанол, этанол, 1-пропанол, 1-бутанол, этиленгликоль, 1,2-пропандиол, 1,3-пропандиол, 1,2 бутандиол, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол, 2,3-бутандиол, 1,5-пентандиол, ацетальдегид, метилвинилкетон, 1-хлорпропан, четыреххлористый углерод, триэтиламин, трифенилфосфин, формамид, пиридин, 2,2'-дипиридил, 4,4' дипиридил, ацетонитрил, анилин 1, орто-толуидин 12, мета-толуидин 13, пара-толуидин 14, орто-этиланилин 24, орто-хлоранилин 25, мета хлоранилин 26, пара-хлоранилин 27, пара-анизидин 28, 3,4-дихлоранилин, орто-гидроксианилин 29, пара-фторанилин 111, мета-гидроксианилин 112, бензиламин N,N-диметиланилин 53, 132, 2-хлорбензиламин 137, 3 хлорбензиламин 138, 2-тиофенметиламин 139, фурфуриламин 143.

Ароматические, эфирные растворители, а также ацетонитрил и CCl предварительно очищали и обезвоживали [265, 266].

Катализаторы: W(CO)6, Mo(CO)6, Mn(OAc)3·2H2O, Co(OAc)2·4H2O, CoCl2, Co(acac)2, Co(acac)3, VO(acac)2, V2O3, V2O5, VCl3, NiF2, NiCl2·6H2O, Ni(acac)2, Ni(OAc)2·4H2O, Ni(NO3)2·6H2O, Ni(BF4)2, FeCl3, FeCl2·4H2O, FeCl3·6H2O являются Fe(C5H5)2, Fe(acac)3, Fe(OAc)2, Fe2(CO)9, коммерческими реагентами, которые перед реакцией перекристаллизовали и сушили в вакуум-эксикаторе или в вакууме при нагревании (80 оС, 20 ч).

Для создания инертной атмосферы использовали аргон (марка “чистый” ГОСТ 1015-73) очищенный последовательным пропусканием через концентрированную серную кислоту, колонку заполненную гранулированным KOH, затем через раствор ТИБА в ксилоле и колонку с цеолитами 3А.

Спектры ЯМР 1Н и 13С регистрировали на спектрометрах Bruker Avance 400 (400.13 и 100.62 МГц соответственно) в CDCl3, химические сдвиги даны относительно TMC.

УФ-спектр HOCl снят на приборе Specord M40 в кювете толщиной = 1см (диапазон 200-400 нм) в этаноле.

Масс-спектры получены на хромато-масс-спектрометре SHIMADZU GCMS-QP2010Plus (капиллярная колонка SPB-5 30 м 0.25 мм, газ носитель–гелий, температура программирования от 40 до 300оC со скоростью 8 град/мин, температура испарения 280оC, температура ионного источника 200оC, энергия ионизации 70 эВ).

Газовый анализ проводили на хроматомасс-спектрометре Shimadzu GCMS-QP2010Ultra (капиллярная колонка Supel-Q PLOT 30 м 0.53 мм, температура программирования от 37 до 250oC со скоростью 10 град/мин, газ-носитель – гелий (3 мл/мин), температура ионного источника 200оC, энергия ионизации 70 эВ).

Хроматографический анализ проводили на приборе Shimadzu GC- 9A, GC-2014 [колонка 2 м 3 мм, неподвижная фаза–силикон SE-30 (5%) на Chromaton N-AW-HMDS, температурный режим от 50 до 270оС со скоростью 8 град/мин, газ-носитель–гелий (47 мл/мин)]. Элементный состав продуктов определяли на элементном анализаторе фирмы Karlo Erba, модель № Методика определения алкилгипохлорита. Метод основан на том, что свободный хлор в кислой среде вытесняет йод из йодида калия, который затем оттитровывают тиосульфатом в присутствии крахмала.

Предел обнаружения 0.05 мг/мл при объеме пробы 500 мл.

Определение проводилось в следующих условиях: ампулу вскрывали и помещали в колбу (V=250 мл) с 10 мл уксусной кислоты. Затем в колбу приливали 2 мл 25% раствора KI (0.5г KI сух.). Колбу закрывают пробкой и выдерживали в темном месте на 20 мин. Выделившийся йод оттитровывают 0.005н тиосульфатом натрия до светло-желтой окраски, быстро прибавляют мл 0.5% крахмала и титруют тиосульфатом до исчезновения окраски.

Концентрация алкилгипохлорита (мг/мл) вычисляют по формуле:

А. К. 0,177. Х= V А – количество 0.005н тиосульфата натрия, израсходованного на титрование, мл К – поправочный коэффициент к титру раствора тиосульфата натрия 0,177 – количество хлора, эквивалентное 1 мл 0.005н тиосульфата натрия, мг V – объем пробы, взятой для анализа, мл Определение содержания катионов железа (II). К 2-3 каплям анализируемого раствора прибавляют 0.5 мл 0.2н раствора NaOH. Смесь нагревают до кипения и фильтруют. К фильтрату прибавляют 3-5 капель реактива Несслера. Выпадает темно-синий осадок турнбулевой сини.

Определение содержания катионов железа (III). К 2-3 каплям анализируемого раствора прибавляют 2-3 капли 2н раствора HCl и 1 каплю раствора с массовой долей 5% К3[Fe(CN)6]. Выпадает синий осадок берлинской лазури.

– Определение Сущность метода определения иона HCl. Cl меркурометрическим методом заключается в титровании водного раствора в кислой среде раствором азотнокислой ртути в присутствии индикатора дифенилкарбазона. Определение проводилось в следующих условиях:

ампулу вскрывали и помещали в колбу (V=100 мл) с 20 мл воды, затем общий объем раствора довели до 100мл дистиллированной водой. К отобранной аликвоте (V=1 мл) добавляли индикатор фенолфталеин и 10% раствор (4 капли) до появления розовой окраски, далее NaOH нейтрализовали избытком 0.5 н азотной кислоты (1мл). Полученный раствор титровали Hg(NO3)2 в присутствии дифенилкарбазона до перехода цвета из желтого в сиреневый.

3.1. Общая методика получения N-алкиланилинов, 2- и 2,3 замещенных хинолинов реакцией анилина со спиртами и CCl4 в присутствии Ni-содержащих катализаторов.

.

В ампулу в токе аргона загружали 1 ммоль Ni(OAc)2 4H2O, 5 ммоль триэтиламина, 100 ммоль анилина, 100 ммоль четыреххлористого углерода и 200 ммоль спирта. Запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 135-140оС 8-16 ч при постоянном перемешивании. После окончания реакции автоклав охлаждали до комнатной температуры, ампулу вскрывали, реакционную массу растворяли в соляной кислоте и водную часть отделяли. Затем водную часть нейтрализовали 10%-ным раствором гидроксида натрия и экстрагировали хлористым метиленом. Органический слой фильтровали. Растворитель отгоняли. Соединения 2-7 перегоняли под вакуумом.

Общая методика получения замещенных хинолинов 3.2.

конденсацией анилина со спиртами и CCl4 в присутствии Fe-содержащих катализаторов.

В ампулу в токе аргона загружали 1 ммоль FeCl3.H2O, 100 ммоль замещенного анилина, 100 ммоль CCl4 и 200 ммоль ROH. Запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140оС в течение 2 ч (этап 1), затем автоклав охлаждали до 20оС, ампулу вскрывали, реакционную массу нейтрализовали 10% водным раствором Na2CO3 (перемешивание на магнитной мешалке в течение 0.5-1 часа), органический слой экстрагировали хлористым метиленом и отфильтровывали. Растворитель отгоняли, остаток помещали в ампулу и добавляли новую порцию реагентов: 1 ммоль FeCl3.H2O, 100 ммоль замещенного анилина, 100 ммоль CCl4 и 200 ммоль ROH. Затем запаянную ампулу помещали в автоклав, автоклав герметично закрывали и нагревали при 140оС в течение 2 ч (этап 2). После окончания реакции автоклав охлаждали до комнатной температуры, ампулу вскрывали, реакционную массу нейтрализовали 10% водным раствором Na2CO3 (перемешивание на магнитной мешалке в течение 0.5-1 часа), органический слой экстрагировали хлористым метиленом и отфильтровывали. Растворители отгоняли, остаток перегоняли под вакуумом.

Выход 29%. Маслянистая светло-желтая N-этиланилин (2) жидкость. T кип. 72-73оС/10 мм рт.ст. (Т кип.

91-92oС/24 мм рт.ст.) [267]. Спектр ЯМР 13С (, 4 CH CH2 м.д.): 14.93 (CH3), 38.48 (СН2СН3), 112.781 (C2,6), N 6 H 117.23 (C4), 129.26 (C3,5), 148.50 (C1). Спектр ЯМР 1H (CDCl3,, м.д.): 1.30 т (3Н, CH3, J 7. Гц), 3.21 кв (2H, CH2, J 7.2 Гц), 3.65 уш.c (1H, NH), 6.66 д (2Н, C2,6H, J 7.6 Гц), 6.74 т (1Н, C4H, J 7.6 Гц), 7.21 т (2Н, C3,5H, J 7.6 Гц). Масс спектр, m/z (Iотн. (%)): 121.18[M]+ (50), 106 (100), 93 (10), 79 (15), 77 (20), 44 (15).

Выход 26%. Маслянистая желтая жидкость. T N-пропиланилин (3) кип. 96оС/10 мм рт.ст. (Т кип. 98.5-100oС /11мм рт.ст. [268]). Спектр ЯМР С (, м.д.): 11. H3C CH2 (CH3), 22.85 (СН2СН3), 45.89 (СН2СН2,), 112. CH (C2,6), 117.15 (C4), 129.45 (C3,5), 148.66 (C1).

N H Спектр ЯМР 1H (CDCl3,, м.д.): 1.13 т (3H, CH3, J 7.2 Гц), 1.77 секстет (2Н, СН2СН3, J 7.2 Гц), 3.20 т (1Н, СН2СН2, J 7 Гц), 3.72 уш.c (1H, NH), 6.75 д (2Н, C2,6H, J 8 Гц), 6.84 т (1Н, C4H, J Гц), 7.32 т (2Н, C3,5H, J 8 Гц). Масс-спектр, m/z (Iотн. (%)): 135.20[M]+.

Выход 24%. Маслянистая желтая жидкость. T N-бутиланилин (4) кип. 112-113оС/10 мм рт.ст. Спектр ЯМР 13С (, H2 м.д.): 13.82 (CH3), 22.88 ((CH2)2СН2СН3), 25. C (CH2СН2СН2CH3), 43.68 (СН2(СН2)2CH3,), 112. CH H2C CH2 (C2,6), 117.07 (C4), 129.22 (C3,5), 148.57(C1).

N H Спектр ЯМР 1H (CDCl3,, м.д.): 1.35 т (3H, CH3, J 7.6 Гц), 1.38-1.52 м (2Н, СH2СН2СН3), 1.52 1.70 м (1Н, СH2СН2СН2CH3), 3.10 т (2H, NHCH, J 6.8 Гц), 3.81 уш.c (1H, NH), 6.61 д (2Н, C2,6H, J 7.6 Гц), 6.71 т (1Н, C4H, J 6.8 Гц), 7.19 т (2Н, C3,5H, J 7.2 Гц). Масс-спектр, m/z (Iотн. (%)):

149.23[M]+.

Выход 86%. Маслянистая желтая жидкость. T 2-метилхинолин (5) кип. 80-81оС/2 мм рт.ст. (Т кип. 248oC, 105 4a 107oС/10 мм рт.ст. [268]. Спектр ЯМР С (, 2 м.д.): 25.12 (СН3), 121.74 (C3), 125.45 (C6), 8a N CH 126.32 (C4а), 127.37 (C5), 128.80 (C8), 129.19 (C7), 135.84 (C4), 147.76 (C8a), 158.67 (C2). Спектр ЯМР 1H (CDCl3,, м.д.): 2.78 c (3H, CH3), 7.22 д (1H, С3H, J 8 Гц), 7.68 т (1H, С7H, J 4 Гц), 7.46 т (1H, С6H, J 6.4 Гц), 7.73 д (1H, С5H, J 9.2 Гц), 7.91 д (1H, С4H, J 9.2 Гц), 7.91 д (1H, С8H, J 9. Гц). Масс-спектр, m/z (Iотн. (%)): 143.18[M]+ (100), 128 (20), 115 (22), 101 (5), 89 (4), 75 (5), 51(4).

Выход 76%. Маслянистая желтая жидкость. T.

3-метил-2-этилхинолин кип. 97-99оС/2 мм рт.ст. Спектр ЯМР С (, (6) м.д.): 12.79 (СH2CH3), 18.57 (СН3), 29.43 (CH2), 125.55 (C7), 126.70 (C5), 127.31 (C4а), 128.24 (C6), 128.53 (C8), 129.32 (C3), 135.63 (C4), 146.68 (C8a), CH 163.15 (C2). Спектр ЯМР 1H (CDCl3,, м.д.): 1. CH C N т (3H, CH3, J 7 Гц), 2.38 c (3Н, CH3), 2.96 к (2Н, H CH2, J 7.6 Гц), 7.40 т (1H, С7H, J 8 Гц), 7.58 т (1H, С6H, J 8 Гц), 7.62 д (1H, С5H, J 8 Гц), 7.70 с (1H, С4H), 8.06 д (1H, С8H, J 8 Гц). Масс-спектр, m/z (Iотн. (%)): 171.00[M]+ (100), 170 (73), (12), 168 (21), 143 (26), 128 (16), 77 (13).

Выход 68%. Маслянистая желтая жидкость. T.

2-пропил-3-этилхинолин кип. 99-100оС/0.5 мм рт.ст. (118oC/1 мм рт.ст.

(7) Спектр ЯМР С м.д.):

[160]). (, 14. H C CH ((СH2)2CH3), 14.46 (СH2CH3), 22. (СH2СH2CH3), 25.16 (СH2CH3), 37. (CH2)2CH N (СH2СH2CH3), 125.57 (C7), 126.94 (C5), 127. (C4а), 128.35 (C8), 128.44(C6), 129.21 (C4), 133. (C3), 146.44 (C8a), 162.04 (C2). Спектр ЯМР 1H (CDCl3,, м.д.): 0.97 т (3H, CH3, J 7.2 Гц), 1.11 т (3H, CH3, J 7.2 Гц), 1.8-1.9 м (2H, CH2CH2CH3), 2.82 к (2Н, СH2CH3, J 7.2 Гц), 2.99 т (2Н, CH2CH2CH3, J 8 Гц), 7.44 т (1H, С7H, J 7.6 Гц), 7.62 т (1H, С6H, J 7.2 Гц), 7.72 д (1H, С5H, J 7. Гц), 7.84 с (1H, С4H), 8.08 д (1H, С8H, J 8 Гц).

Масс-спектр, m/z (Iотн. (%)): 199.28[M]+.

Выход 85%. Маслянистая желтая жидкость. T 2,8-диметилхинолин (15) кип. 65-66оС/0.3 мм рт.ст. Спектр ЯМР С (, 25.67 (СН3), 121.63 (C3), м.д.): 21.56 (СН3), 125.29 (C5), 126.98 (C6), 127.33 (C4а), 128.26 (C7), CH N CH 136.50 (C8), 137.49 (C4), 144.67 (C8a), 157.85 (C2).

Спектр ЯМР 1H (CDCl3,, м.д.) 2.65 с (3H, CH3), 2.87 с (3H, CH3), 6.98 д (1H, С5H, J 8 Гц), 7.24 д (1H, С3H, J 8.4 Гц), 7.38 т (1H, С6H, J 8 Гц), 7. д (1H, С7H, J 8 Гц), 7.89 д (1H, С4H, J 7.6 Гц).

Масс-спектр, m/z (Iотн. (%)): 157.00[M]+ (100), 156 (31), 143 (10), 115 (8), 71 (4), 65 (2), 52 (2).

Выход 76% Маслянистая желтая жидкость, Т 3,8-диметил-2 кип. 85оC/0.25 мм рт.ст. Спектр ЯМР 13С (, м.д.) этилхинолин (16) 11.72 (CH2CH3), 17.87 (CH3), 18.41 (CH3), 28. (CH2CH3), 124.55 (C7), 124.90 (C5), 127.10 (C4а), CH 128.21 (C6), 128.70 (C8), 135.10 (C4), 136.63 (C3), CH N C 145.58 (C8a), 160.55 (C2). Спектр ЯМР 1H (CDCl3, H CH, м.д.): 1.35 т (3H, CH3, J 8.4 Гц), 2.20 с (3H, CH3), 2.80 с (3H, CH3), 2.83 к (2H, CH2, J 7.6 Гц), 7.35 д (1H, С7H, J 7.6 Гц), 7.50 т (1H, С6H, J Гц), 7.59 д (1H, С5H, J 8 Гц), 7.66 с (1H, С4H).

Масс-спектр, m/z (Iотн. (%)): 184.05[M]+ (100), 157 (26), 128 (16), 115 (13), 77 (13), 63 (8), 51 (8).

Выход 64% Маслянистая желтая жидкость, Т 8-метил-2-пропил-3 кип. 90-92оC/0.25 мм рт. ст. Спектр ЯМР 13С (, этилхинолин (17) м.д.) 14.20 ((СH2)2CH3), 17.86 (СH2CH3), 21. H (СH2СH2CH3), 25.10 (СH2CH3), 37. C CH (СH2СH2CH3), 124.85 (C7), 125.15 (C5), 126. N (CH2)2CH3 (C4а), 127.20 (C8), 128.33 (C6), 133.50 (C4), 134. CH (C3), 136.80 (C8a), 161.01 (C2). Спектр ЯМР 1H (CDCl3,, м.д.): 0.93 т (3H, CH3, J 7.2 Гц), 1.14 т Гц), м (3H, CH3, J 7.6 1.80-1.90 (2H, CH2CH2CH3), 2.61 к (2Н, СH2CH3, J 7.2 Гц), 2. с (3H, CH3), 2.82 т (2Н, CH2CH2CH3, J 8 Гц), 7. д (1H, С7H, J 7.2 Гц), 7.32 т (1H, С6H, J 7.6 Гц), 7.43 д (1H, С5H, J 7.6 Гц), 7.64 с (1H, С4H).

Выход 90% Маслянистая желтая жидкость, Т 2,7-диметилхинолин (18) кип. 53-54оC/0.25 мм рт.ст. Спектр ЯМР С (, м.д.): 21.78 (СН3), 25.29 (СН3), 121.00 (C3), 124.48 (C5), 127.03 (C4а), 127.78 (C8), 127.81 (C7), H3C N CH 135.65 (C6), 139.40 (C4), 148.26 (C8a), 158.71 (C2).

Спектр ЯМР 1H (CDCl3,, м.д.) 2.40 с (3H, CH3), 2.64 с (3H, CH3), 7.00 д (1H, С5H, J 8 Гц), 7.03 д (1H, С6H, J 8 Гц), 7.47 д (1H, С4H, J 7.6 Гц), 7. д (1H, С3H, J 8.4 Гц), 7.79 с (1H, С8H). Масс спектр, m/z (Iотн. (%)): 157.00[M]+ (100), 156 (28), 142 (11), 115 (11), 89 (4), 65 (4), 51 (4).

Выход 82% (19а:19б = 4:1) Маслянистая желтая 3,7-диметил-2 жидкость, Т кип. 75оC/0.35 мм рт.ст. Спектр этилхинолин (19а) ЯМР С (, м.д.): 12.84 (CH2CH3), 19.01 (CH3), CH 21.77 (CH3), 29.46 (CH2CH3), 125.31 (C4а), 126. CH (C5), 127.50 (C6), 127.65 (C8), 129.07 (C3), 134. H3C N C H (C4), 138.28 (C7), 146.89 (C8a), 163.13 (C2).

Спектр ЯМР 1H (CDCl3,, м.д.): 1.40-1.45 м (3H, CH3), 2.43 с (3H, CH3), 2.53 с (3H, CH3), 2.93 2.98 м (2H, CH2), 7.26 д (1H, С6H, J 8 Гц), 7.56 д (1H, С5H, J 8 Гц), 7.74 с (1H, С4H), 7.83 с (1H, С8H).

Спектр ЯМР 13С (, м.д.): 13.92 (CH2CH3), 19. 3,5-диметил-2 (CH3), 22.00 (CH3), 31.68 (CH2CH3), 124.75 (С4а), этилхинолин (19б) 125.31 (C6), 128.46 (C4), 128.70 (С7), 128.87 (C8), CH3 132.30 (C3), 133.49 (C5), 149.73 (C8a), 162.65 (C2).

CH3 Спектр ЯМР 1H (CDCl3,, м.д.): 1.40-1.45 м (3H, CH3), 2.40 с (3H, CH3), 2.64 с (3H, CH3), 2.93 CH C N 2.98 м (2H, CH2), 7.71 с (1H, С4H, J 8 Гц), 7.90 H 8.10 м (3H, С6,7,8H).

Выход 81% (20a:20б = 5:1) Маслянистая желтая 7-метил-2-пропил-3 жидкость, Т кип. 100-102оC/0.2 мм рт.ст. Спектр этилхинолин (20а) ЯМР С (, м.д.): 14.25 ((СH2)2CH3), 14. H (СH2CH3), 21.63 (СH2СH2CH3), 22.54 (СH2CH3), C CH 24.99 (СH2СH2CH3), 37.34 (CH3), 125.38 (C5), (CH2)2CH H3C N 126.51 (4а), 127.70 (C8), 133.20 (C7), 134.12 (C3), 137.88 (C4), 146.90 (C8a), 161.54 (C2). Спектр ЯМР 1H (CDCl3,, м.д.): 0.99 т (3H, CH3, J 7. Гц), 1.10 т (3H, CH3, J 7.2 Гц), 1.80-1.90 м (2H, CH2CH2CH3), 2.30 с (3H, CH3), 2.78 к (2Н, СH2CH3, J 7.2 Гц), 2.90 т (2Н, CH2CH2CH3, J Гц), 7.20 д (1H, С6H, J 7.2 Гц), 7.41 д (1H, С5H, J 7.6 Гц), 7.63 с (1H, С4H), 7.97 с (1H, С8H).

Спектр ЯМР С (, м.д.): 18.45 ((СH2)2CH3), 5-метил-2-пропил-3 18.83 (СH2CH3), 21.36 (СH2СH2CH3), 25. этилхинолин (20б) (СH2CH3), 29.22 (СH2СH2CH3), 36.82 (CH3), CH3 H 114.01 (С7), 116.58 (С4а), 117.20 (C6), 126.51 (C8), C CH 127.40 (C5), 129.32 (C3), 135.56 (C4), 142.62 (C8a), (CH2)2CH N 157.73 (C2).

Выход 94%. Маслянистая желтая жидкость. T 2,6-диметилхинолин (21) кип. 75-76oС/0.4 мм. рт. ст. Спектр ЯМР С (, H3C м.д.): 21.36 (СН3), 25.13 (СН3), 121.78 (C3), 126.37 (C5), 126.42 (C4а), 128.35 (C8), 131.50 (C7), CH N 135.19 (C6), 135.41 (C4), 146.76 (C8a), 157.84 (C2).

Спектр ЯМР 1H (CDCl3,, м.д.): 2.54 с (3H, CH3), 2.72 c (CH3), 7.21 д (1H, С3H, J 8 Гц), 7. д (1H, С7H, J 8.4 Гц), 7.73 с (1H, С5H), 7.95 д (1H, С4H, J 7.2 Гц), 7.93 д (1H, С8H, J 8.4 Гц).

Масс-спектр, m/z (Iотн. (%)): 157.00[M]+ (100), 156 (32), 142 (8), 115 (8), 89 (3), 77 (3), 65 (3).

Выход 91% Маслянистая желтая жидкость, Т 3,6-диметил-2 кип. 85-86оC/0.17 мм рт.ст. Спектр ЯМР С (, этилхинолин (22) м.д.): 14.10 (CH2CH3), 19.35 (CH3), 21.87 (CH3), CH H3C 29.38 (CH2CH3), 127.45 (C5), 129.34 (C7), 129. CH (C4а), 135.48 (С4), 136.10 (C8), 138.26 (C3), 148. C N H (C8a), 161.86 (C2). Спектр ЯМР 1H (CDCl3,, м.д.): 1.36 т (3H, CH3, J 7.6 Гц), 2.29 с (3H, CH3), 2.33 с (3H, CH3), 2.91 к (2Н, CH2, J 8 Гц), 7.25 с (1H, С5H), 7.30 д (1H, С7H, J 7.6 Гц), 7.68 с (1H, С4H), 7.99 д (1H, С8H, J 8 Гц).

Выход 82% Маслянистая желтая жидкость, Т 6-метил-2-пропил-3 кип. 96-97оC/0.2 мм рт.ст. Спектр ЯМР С (, этилхинолин (23) м.д.): 14.20 ((СH2)2CH3), 14.42 (СH2CH3), 21. H (СH2СH2CH3), 23.52 (CH3), 25.05 (СH2CH3), C H3C CH 37.63 (СH2СH2CH3), 125.70 (C7), 127.3(C5), (CH2)2CH N 128.42 (C4a), 130.2(C8), 132.7 (C4), 134.7(С6), 134.9(C3), 145.82 (C8a), 160.93 (C2). Спектр ЯМР H (CDCl3,, м.д.): 1.03 т (3H, CH3, J 8 Гц), 1. т (3H, CH3, J 7.2 Гц), 1.80-1.90 м (2H, CH2CH2CH3), 2.30 с (3H, CH3), 2.77 к (2Н, СH2CH3, J 8 Гц), 2.84 т (2Н, CH2CH2CH3, J 8 Гц), 7.23 д (1H, С7H, J 7.6 Гц), 7.25 с (1H, С5H), 7. с (1H, С4H), 7.93 д (1H, С8H, J 8 Гц). Масс спектр, m/z (Iотн. (%)): 213[M]+ (100), 198 (39), 185 (20), 184 (62).

Выход 92%. Маслянистая желтая жидкость Т 2-метил-8-этилхинолин кип. 73-74оC/0.2 мм рт.ст. Спектр ЯМР С (, (31) м.д.): 15.15 (СH2CH3), 24.34 (СH2CH3), 25. (CH3), 121.82 (C3), 125.43 (C5), 126.07 (C6), 126.24 (C4а), 128.34 (C7), 136.15 (C8), 142.38 (C4), N CH H2C 146.47 (C8a), 157.65 (C2). Спектр ЯМР 1H (CDCl3, CH, м.д.): 1.30-1.60 м (3H, CH3), 2.78 c (3Н, CH3), 3.30-3.50 м (2Н, CH2), 7.43 т (1H, С6H, J 7.2 Гц), 7.56 д (1H, С7H, J 6.8 Гц), 7.55-7.68 м (1H, С5H), 7.99 с (1H, С4H). Масс-спектр, m/z (Iотн. (%)):

170.10[M]+ (100), 171 (83), 143 (63), 128 (16), (36), 63 (40), 51 (50).

Выход 80% Маслянистая желтая жидкость, Т 3-метил-2,8 кип. 100-102оC/0.2 мм рт.ст. Спектр ЯМР 13С (, диэтилхинолин (32) м.д.): 11.99 (СH2CH3), 15.18 (СH2CH3), 18. CH (СН3), 24.79 (СH2CH3), 29.16 (СH2CH3), 124. CH (C5), 125.41 (C6), 127.48 (C3), 129.08 (C7), 129. N C H (C4а), 135.45 (C4), 142.61(C8), 145.00 (C8a), 161. H2C CH (C2). Спектр ЯМР 1H (CDCl3,, м.д.): 1.40-1.55 м (3H, CH3), 1.40-1.50 м (3H, CH3), 2.49 c (3Н, CH3), 3.01-3.06 м (2Н, CH2), 3.35-3.50 м (2Н, CH2), 7.40 д (1H, С7H, J 8 Гц), 7.58 т (1H, С6H, J 8 Гц), 7.62 д (1H, С5H, J 8 Гц), 7.70 с (1H, С4H).



Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.