Журнал общей химии, 2024, № 2
Покупка
Новинка
Тематика:
Химические науки
Издательство:
Наука
Наименование: Журнал общей химии
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 152
Дополнительно
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Российская академия наук ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ Том 94 № 2 2024 Февраль Журнал основан в 1869 году Выходит 12 раз в год ISSN: 0044-460Х Журнал издается под руководством Отделения химии и наук о маmериалах РАН Главный редактор О. Г. Синяшин Редакционная коллегия: И. В. АЛАБУГИН, Ю. Г. БУДНИКОВА (заместитель главного редактора), А. Р. БУРИЛОВ, Г. А. ГАЙНАНОВА, Е. А. ГУДИЛИН, Л. Я. ЗАХАРОВА, М. А. ЗИГАНШИН, А. В. ИВАНОВ, А. А. КАРАСИК, Ю. В. КУКУШКИН, С. В. ЛЮЛИН, В. Г. НЕНАЙДЕНКО, А. Г. ПОКРОВСКИЙ, С. А. ПОНОМАРЕНКО, А. А. РЕМПЕЛЬ, А. И. РУСАНОВ, Н. И. СВИНЦИЦКАЯ (ответственный секретарь), М. Н. СОКОЛОВ, А. Г. СТАРИКОВ, В. Л. СТОЛЯРОВА, Р. Ф. ФАХРУЛЛИН, И. Л. ФЕДЮШКИН, Е. -М. ХЕЙ-ХОКИНС Зав. редакцией Е. Н. Анисимова Адрес редакции: 199004, Санкт-Петербург, Больиюй пр. В. О., 31, Институт высокомолекулярных соединений РАН Телефон: (812) 323-27-46; E-mail: genchemistry@mail.ru © Российская академия наук, 2024 © Редколлегия «Журнала общей химии» (составитель), 2024
СОДЕРЖАНИЕ Том 94, номер 2, 2024 Метод синтеза 4-(4-гидроксифенил)циклоалкандикарбоновых кислот на основе реакции SEAr алкилирования А. А. Фирстова, Е. Р. Кофанов, М. С. Бирюкова, А. С. Лебедев 167 Синтез двувторичных ароматических диолов Б. А. Зайцев, Л. Г. Клепцова, И. Д. Швабская 174 Трансформация 2,2-ди(3-нитро-4-хлорфенил)-1,1,1-трихлорэтана в среде щелочь–амидный растворитель Е. А. Гузов, М. Б. Кужин, М. П. Баранова, В. Н. Казин 185 Синтез 5-[(алкилсульфанил)метил]-1,3-диоксанов на основе 3-[(алкилсульфанил)метил]пентан-2,4диолов Л. А. Баева, Л. Ф. Бикташева, А. А. Фатыхов 194 Ключевые блоки для конструирования π-сопряженных систем на основе тиено[3,2-b]пирролов С. А. Торосян, З. Ф. Нуриахметова, А. Н. Лобов, Ф. А. Гималова 203 Новый подход к синтезу [1,2,4]триазоло[1,5-а]пиримидинов в результате взаимодействия 1,2,4,5-тетразинов и 2-аминооксазолов А. Раммохан, Е. Д. Ладин, Я. К. Штайц, А. П. Криночкин, И. А. Халымбаджа, П. А. Слепухин, Д. С. Копчук, Г. В. Зырянов, В. Н. Чарушин, В. Ч. Рану 209 Реакции электронного переноса при взаимодействии 12Н-хиноксалино[2,3-b]феноксазинов с π-акцепторами Е. П. Ивахненко, П. А. Князев, Н. И. Макарова, О. П. Демидов, А. Г. Стариков, В. И. Минкин 216 Новые каталитические системы для конденсации монотерпеновых соединений с альдегидами (обзор) А. Ю. Сидоренко, В. Е. Агабеков 225 Влияние природы азотсодержащего органического основания на деструкцию окта(4-третбутилфенил)тетрапиразинопорфиразина О. А. Петров, К. А. Волжанкина 245 Энергия Гиббса переноса криптанда[2.2.2] из воды в водно-диметилсульфоксидный растворитель В. А. Исаева, Е. И. Погодина, А. С. Католикова, К. В. Граждан 253 Химический состав и свойства водно-метанольного раствора формальдегида Н. Н. Гибадуллина, Э. Р. Ишмияров, А. И. Волошин, Р. Ф. Галлямова, А. Р. Мухамедьярова, В. А. Докичев 261 Комплекс включения Gd(III) с β-циклодекстрином и L-триптофаном С. С. Хасаева, Н. Н. Буков, С. Н. Иванин, С. Л. Кузнецова, Э. Л. Исаева 267 Особенности строения мономерных октаэдрических диоксокомплексов d2-рения(V) с тридентатнохелатными и монодентатными лигандами [ReO2(Lтри)(Lмоно)], а также с тетрадентатно-хелатными лигандами [ReO2(Lтетра)] (обзор) В. С. Сергиенко, A. В. Чураков 275 Синтез и структура гексаферрита бария BaFe12–xInxO19 (x = 0–1) А. Ю. Пунда, К. П. Гафарова, В. Е. Живулин, А. С. Чернуха, А. Р. Зыкова, С. А. Гудкова, Л. А. Песин, Г. П. Вяткин, Д. А. Винник 285
Самораспространяющийся высокотемпературный синтез композиционного материала на основе оксида циркония и хрома А. П. Чижиков, М. С. Антипов, А. С. Константинов, А. О. Жидович, П. М. Бажин 292 Гетерогенные процессы в детоксикации ионов металлов Н. А. Скорик, О. А. Асочаков, А. А. Серегина 301
Журнал ОБЩЕЙ химии, 2024, том 94, № 2, с. 167–173 УДК 547-32 МЕТОД СИНТЕЗА 4-(4-ГИДРОКСИФЕНИЛ)ЦИКЛОАЛКАНДИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ НА ОСНОВЕ РЕАКЦИИ SEAr АЛКИЛИРОВАНИЯ © 2024 г. А. А. Фирстова1,*, Е. Р. Кофанов1, М. С. Бирюкова1, А. С. Лебедев2 1 Ярославский государственный технический университет, Ярославль, 150023 Россия 2 Ярославский государственный университет имени П. Г. Демидова, Ярославль, 150003 Россия *е-mail: firstova.a.a@mail.ru Поступило в редакцию 10 марта 2024 г. После доработки 8 апреля 2024 г. Принято к печати 8 апреля 2024 г. Проведено исследование реакции алкилирования анизола циклоалкендикарбоновыми кислотами в присутствии различных каталитических систем. Установлено, что реакция протекает с высокими выходами в присутствии хлорида алюминия, хлорида железа, n-толуолсульфоновой кислоты. Показана возможность дальнейшего расщепления простой эфирной связи с получением 4-(4-гидроксифенил)циклоалкандикарбоновых кислот. Полученные соединения являются потенциальными биологически активными соединениями. Ключевые слова: алкилирование, анизол, непредельные циклоалкендикарбоновые кислоты, кислоты Льюиса, биологическая активность DOI: 10.31857/S0044460X24020015, EDN: GWAFOI ВВЕДЕНИЕ антималярийной активностью, а также активностью против других паразитарных заболеваний [11–16]. В настоящее время в области органического синтеза лидирующие позиции занимает разработка перспективных биологически активных препаратов. Известны препараты, содержащие в своей структуре 4-гидроксифенильный фрагмент, с противовоспалительным и жаропонижающим действием [1]. Однако в рассмотренных исследованиях предложены структуры, синтез которых подразумевает многостадийность, использование дорогих реагентов, сверхкритических условий. Эти недостатки приводят к усложнению процесса и подразумевают затруднения дляосуществления трансфера технологий на фармацевтическое производство. Активно изучаются препараты, обладающими свойствами ингибиторов. Одним из направлений является поиск активных ингибиторов белка EP300/CBP [2]. Благодаря многочисленным исследованиям было установлено, что в данных белках происходят мутации, которые приводят к развитию следующих заболеваний: рак предстательной железы [3], лейкоз [4], рак легких [5], и рак печени [6]. В работах [7–10] показано, что наличие циклогексанового кольца и группы, способной к образованию водородной связи, увеличивает ингибирующее действие препарата. Описаны препараты с фенилциклогексильным фрагментом, обладающие Нами рассмотрены способы получения циклоалифатических структур с 4-гидроксифенильным фрагментом. Наиболее очевидным путем получения таких структур является реакция алкилирования фенолов замещенными циклоалкенами с применением кислот Льюиса. Однако использование таких исходных компонентов обуславливает возникновение ряда трудностей. Высокая активность фенолов приводит протеканию нежелательных реакций, получению набора изомерных продуктов, применению большого количества катализатора. 167
ФИРСТОВА и др. Классическим методом является алкилирование фенола различными спиртами в присутствии таких каталитических систем как BF3 и FeCl3 [17], кислоты Бренстеда (H2SO4, HF, H3PO4 и HClO4) [18], молекулярные сита [19], цеолиты [20], катионит [21], гетерополикислоты [22], твердые сульфаниловые кислоты [23]. Однако данные методы обладают вышеперечисленными недостатками, что может вызвать затруднения при масштабировании процесса. лированием фенола. Однако предложенный метод имеет ряд существенных недостатков, которые препятствуют применению данного метода на практике. Во-первых, использование 9-мольного избытка хлорида алюминия. Во-вторых, фенол образует устойчивый комплекс с хлоридом алюминия, что затрудняет проведение реакции и выделение продукта. В-третьих, отсутствие растворителя негативно сказывается на проведении реакции алкилирования, что влечет образование побочных продуктов полиалкилирования. Обзор литературы по данной проблематике показывает, что поиск эффективных и простых способов получения соединений, содержащих 4-гидроксифенилциклоалкановый фрагмент является актуальным направлением исследования. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ В последнее время ионные жидкости имеют огромный потенциал использования в качестве катализаторов для реакций SEAr алкилирования, так как проявляют высокую каталитическую активность во многих органических реакциях [24–26]. Тем не менее, высокая вязкость и гигроскопичность ионных жидкостей ограничивают их применение. Кроме того, разделение и регенерация использованныхионных жидкостей из реакционных смесей являются энергозатратными процессами [27, 28]. В работах [29–33] исследованы реакции алкилирования фенола спиртами и олефинами в присутствии различных катализаторов (Амберлист-15, кислотные катализаторы, цеолиты, фосфорная кислота). В описанныхусловиях идет С- и О-алкилирование, а также образуются орто- и пара-изомеры в соотношении 1:2. Также стоит отметить ряд недостатков применения данных каталитических систем: высокая температура в диапазоне 125–200°С, необходимость применения реакторов из нержавеющей стали, продолжительность реакции (до 18 ч), использование атмосферы азота, дополнительная очистка хроматографией. В работе [34] описан способ получения 4-гидроксифенилциклоалкандикарбоновых кислот алкиНами предложен двухстадийный синтез ряда 4-(4-гидроксифенил)циклоалкандикарбоновых кислот (схема 1). В качестве исходного реагента нами был выбран анизол. В сравнении с фенолом анизол имеет ряд достоинств в реакции SEAr алкилирования: доступность, не высокая стоимость, стабильность, отсутствие необходимости использования растворителя, направление алкилирования в бензольное кольцо. На первой стадии проведено алкилирование анизола 1 циклоалкендикарбоновыми кислотами 2–4. Для данной реакции изучены и подобраны условия, позволяющие получать продукты с высоким выходом. В качестве модельной выбрана реакция анизола с циклоалкен-1,2-дикарбоновой кислотой. Варьирование температуры позволило подобрать Схема 1. O OHO O OHO O OCH3 OH (CH2)n OH (CH2)n cat, 40oC, 4 ч HBr, AcOH, ∆ OH + O R R OH (CH2)n R OCH3 OH 1 2−4 5−7 8−10 R = H, n = 0 (2, 5, 8), 1 (3, 6, 9); R = CH3, n = 0 (4, 7, 10). Журнал общей химии том 94 № 2 2024
МЕТОД СИНТЕЗА 4-(4-ГИДРОКСИФЕНИЛ)ЦИКЛОАЛКАНДИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ Таблица 1. Выход и соотношение соединений 2, 5 по данным ВЭЖХ. № Катализатор Выход соединения 5, %а 2:орто-5:пара-5, % 1 H2SO4 6 10:4.2:85.8 2 FeCl3 97 10.9:0:89.1 3 ZnCl2 58 8.3:13.8:77.9 4 TsOH 94 8.4:7.6:84.0 5 AlCl3 96 3.7:0:96.3 a Определяли взвешиванием осадка, выпавшего после выделения реакционной смеси в воду. действием кислотных агентов, таких как галогениды алюминия [37], серная кислота, ангидриды и хлорангидриды кислот [38], галогеноводороды [39], а также под действием оснований, металлоорганических соединений и щелочных металлов [40]. В некоторых случаях связь С–О–С может быть разорвана также гидрированием [41]. Нами проведено расщепление эфирной связи по реакции нуклеофильного замещения полученных нами продуктов 4-4-(метоксифенил)циклоалкандикарбоновых кислот 5–7. Реакции проводили при температуре кипения растворителя реакционной смеси. В качестве реагентов в реакции расщепления опробованы HBr в уксусной кислоте, кислоты Льюиса (ZnCl2, FeCl3, AlCl3) в бензоле. Выход целевых соединений при использовании хлоридов переходных металлов в инертном растворителе удовлетворительный и не превышает 55%. Наилучший выход удается достичь при использовании в качестве кислотного агента бромоводородной кислоты (70–80%). ВЫВОДЫ оптимальный диапазон. Так, при комнатной температуре выход продукта не превышал 21%. Проведение реакции в диапазоне 40–45°С позволяет получать продукт с высоким выходом (70–75%). Однако дальнейшее повышение температуры до 60–65°С, напротив, приводит к снижению выхода целевого продукта и образованию продуктов полиалкилирования. Исследование полученных данных ВЭЖХ показывает, что 4-(4-метоксифенил)циклогексан-1,2-дикарбоновая кислота образуется уже в первые полчаса, однако максимальный выход реакции достигается через 3 ч и составляет 97% (по данным ВЭЖХ). Увеличение продолжительности реакции до 4 ч не привело к изменению выхода продукта реакции. Из ряда катализаторов реакции алкилирования по Фриделю–Крафтсу нами были выбраны следующие: AlCl3, FeCl3, ZnCl2, H2SO4, pTsOH. Соотношение реагентов соединение 2–4–анизол–катализатор составляло 1:8:1 моль (для хлорида алюминия AlCl3 – 3 моль, так как данный катализатор образует устойчивый комплекс с карбоксильными группами) соответственно. Из полученных данных (табл. 1) можно сделать вывод о том, что максимальный выход соединения 5 достигается при использовании AlCl3, FeCl3, pTsOH. Можно предположить, что высокая реакционная способность анизола в сравнении с бензолом [35], толуолом и о-ксилолом [36] позволяет проводить алкилирование непредельными циклоалкендикарбоновыми кислотами в мягких условиях и с использованием менее активных катализаторов. Очистка и разделение изомеров проводились перекристаллизацией из водной уксусной кислоты. На второй стадии осуществлено расщепление эфирной связи, которое может проводиться под Таким образом, рассмотрен новый подход к синтезу 4-(4-гидроксифенил)циклоалкандикарбоновых кислот, а именно последовательными стадиями SEAr алкилирования по Фриделю–Крафтсу и расщеплением эфирной связи. Подобраны условия взаимодействия анизола с непредельными дикарбоновыми кислотами, позволяющие получать целевые продукты с высоким выходом (температура 40–45°С, 4 ч). Впервые показано, что для синтеза 4-(4-гидроксифенил)циклоалкандикарбоновых кислот применимы в качестве катализатора хлорид алюминия, хлорид железа, n-толуолсульфоновая кислота. Расщепление эфирной связи арилалкиловых эфиров бромоводородной кислотой в среде водной уксусной кислоты Журнал общей химии том 94 № 2 2024
ФИРСТОВА и др. при кипячении приводит к образованию целевых продуктов с удовлетворительным выходом (70–80%). ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ б. В колбу, снабженную холодильником и мешалкой, помещали 0.5 г (0.0029 моль) циклоалкен-1,2дикарбоновую кислоту 1–3 в 3 мл анизола, далее добавляли 0.47 г (0.0029 моль) хлорида железа. Смесь перемешивали при 40°C в течение 4 ч. Далее выделяли соединение, как описано в методе а. в. В колбу, снабженную холодильником и мешалкой, помещали 0.5 г (0.0029 моль) циклоалкен-1,2дикарбоновую кислоту 1–3 в 3 мл анизола, далее добавляли 0.4 г (0.0029 моль) хлорида цинка. Смесь перемешивали при 40°C в течение 4 ч. Далее выделяли соединение, как описано в методе а. г. В колбу, снабженную холодильником и мешалкой, помещали 0.5 г (0.0029 моль) циклоалкен-1,2дикарбоновую кислоту 1–3 в 3 мл анизола, далее добавляли 0.14 мл (0.0029 моль) серную кислоту. Смесь перемешивали при 40°C в течение 4 ч. Далее выделяли соединение, как описано в методе а. ИК спектры снимали на Фурье-спектрометре PerkinElmer Spectrum RX-1. Кристаллические вещества анализировали в виде порошка. Спектры ЯМР 1Н в CDCl3 и ДМСОd6 записывали на приборах Bruker MSL-300 и Bruker WM-300 (300 МГц) при 303 K. Спектры ЯМР 13С записаны на приборе Bruker WM-300 (75 МГц). Масс-cпектры электронной ионизации записывали на приборе GC/MS PerkinElmer Clarus 500 (энергия ионизации – 70 эВ, температура источника ионизации – 180°С). Колонка газового хроматографа – капиллярная Elite 5MS, длина – 30 м, диаметр – 0.25 мм, толщина фазы – 0.25 мкм. Для получения масс-спектров также был использован прибор MicrOTOF II (BrukerDaltonics) с жидкостным хроматографом, метод ионизации – электрораспыление (ESI), режим регистрации положительных (напряжение на капилляре – 4500 В) или отрицательных ионов (напряжение на капилляре – 3200 В). Использовали шприцевой ввод вещества. Растворитель – ацетонитрил или метанол, скорость потока раствора – 3 мкл/мин, температура интерфейса – 180°С, газ-распылитель – азот (4.0 л/мин). Чистоту синтезированных соединений определяли методом ВЭЖХ растворов в ацетонитриле на приборе PerkinElmer Series LS-200. Колонка С-18 (l = 15 см, d = 2 мм) с УФ-детектором (λmax = 210 нм). В качестве подвижной фазы использовали смесь ацетонитрил–вода в объемном соотношении 80:20. Температуру плавления определяли на приборе Electrothermal IA 9300 Series. д. В колбу, снабженную холодильником и мешалкой, помещали 0.5 г (0.0029 моль) циклоалкен-1,2дикарбоновую кислоту 1–3 в 3 мл анизола, далее добавляли 0.56 г (0.0029 моль) п-толуолсульфоновую кислоту. Смесь перемешивали при 40°C в течение 4 ч. Далее выделяли соединение, как описано в методе а. 4-(4-Метоксифенил)циклогексан-1,2-дикарбоновая кислота (5). Выход 0.58 г (71%), т. пл. 164–166оС. ИК спектр, ν, см–1: 831 (пара-замещение в Ar), 932 сл (OH), 1037 cр, 1235 c (ArOCH3), 1235 ср (C–O), 1598 с (ArС–С), 1693 с (C=O), 2722 (С–Н), 2649 пл (COOH). Спектр ЯМР 1H (ДМСО-d6), δ, м. д.: 1.29–1.44 м (1H, СНСООН). 1.73–1.82 м (1H, СНСООН), 2.08–2.11 м (2H, СНСН2), 2.38–2.45 м (1H, СНСН2), 2.87 т (2H, СНСН2, JНН 12.2 Гц), 3.16 с (2H, СНСН2), 3.72 м (3H, OCH3), 6.81 д (2H, Ar, JНН 8.2 Гц), 7.18 д (2H, Ar, JНН 8.2 Гц), 12.12 уш. с (2H, COOH). Спектр ЯМР 13C (ДМСО-d6), δС, м. д.: 21.51, 22.10, 24.76, 33.62, 35.77, 41.06, 42.05, 42.47, 122.31, 128.07, 144.48, 149.11, 169.68, 175.31, 175.41. Масс-спектр (ЭУ), m/z: 278.111 [M + H]+ (вычислено для C15H18O5: 278.115). 5-(4-Метоксифенил)бицикло[2.2.1]гептан-2,3дикарбоновая кислота (6). Выход 0.59 (75%), т. пл. 163–167°С. ИК спектр, ν, см–1: 800 (пара-замещение в Ar), 932 сл (OH), 1031 cр, 1172 c (ArOCH3), 1237 ср (C–O), 1597 с (ArС–С), 1689 с (C=O), 2633, 2669 пл (COOH), 2722 (С–Н). Спектр ЯМР 1H (ДМСО-d6), δ, м. д.: 1.19–1.27 м (1H, СНСООН), 1.34–1.39 м (1H, 4-Метоксифенилциклоалкилдикарбоновые кислоты 5–7. а. В колбу, снабженную холодильником и мешалкой, помещали 0.5 г (0.0029 моль) циклоалкен-1,2-дикарбоновую кислоту 1–3 в 3 мл анизола, далее добавляли 1.2 г (0.009 моль) хлорида алюминия. Смесь перемешивали при 40°C в течение 4 ч. По окончании реакции полученное соединение выделяли осаждением в воду со льдом (100 см3) и 36%-ным раствором соляной кислоты (5 см3), отделяли фильтрацией и очищали перекристаллизацией из 60%-ной водной уксусной кислоты. После промывания водой осадок сушили при 50°С. Журнал общей химии том 94 № 2 2024
МЕТОД СИНТЕЗА 4-(4-ГИДРОКСИФЕНИЛ)ЦИКЛОАЛКАНДИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ СНСООН), 1.47–1.52 м (1H, СНСН2), 2.14–2.04 м (1H, СНСН2), 2.31–2.28 м (1H, СНСН2), 2.44–2.38 м (2H, СНСН2), 2.98 т (2H, СНСН2СН, JНН 15.9 Гц), 3.82 д (3H, OCH3, JНН 15.4 Гц), 6.88 д (2H, Ar, JНН 7.9 Гц), 7.18 д (2H, Ar, JНН 7.2 Гц), 12.05 уш. с (2H, COOH). Спектр ЯМР 13C (ДМСО-d6), δС, м. д.: 33.71, 34.53, 37.64, 41.08, 44.14, 46.32, 47.38, 55.87, 111.21, 120.58, 126.00, 127.13, 135.23, 157.62, 173.98, 174.17. Масс-спектр (ЭУ), m/z: 290.112 [M + H]+ (вычислено для C15H18O5: 290.115). 4-(4-Метоксифенил)-4-метилциклогексан-1,2дикарбоновая кислота (7). Выход 0.55 г (70 %), т. пл. 110–114°С. ИК спектр, ν, см–1: 825 (пара-замещение в Ar), 923 сл (OH), 1030 cр, 1184 c (ArOCH3), 1265 ср (C–O), 1607 с (ArС–С), 1693 с (C=O), 2658, 2755 пл (COOH), 2847 (С–Н). Спектр ЯМР 1H (ДМСО-d6), δ, м. д.: 1.06 с (3H, CH3). 1.28–1.35 м (1H, СНСООН), 1.41–1.54 м (1H, СНСООН), 1.85–1.95 м (2H, СНСН2), 2.11 д (1H, СНСН2, JНН 14.1 Гц), 2.26 д (1H, СНСН2, JНН 10.4 Гц), 2.39–2.48 м (1H, СНСН2,), 2.82–2.87 м (1H, СНСН2), 3.72 с (3H, OCH3), 6.88 д (2H, Ar, JНН 8.6 Гц), 7.24 д (2H, Ar, JНН 8.6 Гц,), 12.14 уш. с (2H, COOH). Спектр ЯМР 13C (ДМСО-d6), δС, м. д.: 24.74, 33.89, 35.62, 38.07, 39.06, 40.95, 41.02, 41.29, 55.57, 114.58, 121.22, 127.49, 138.65, 157.64, 175.45, 175.61. Масс-спектр (ЭУ), m/z: 292.133 [M + H]+ (вычислено для C16H20O5: 292.131). 4-Гидроксифенилциклоалкилдикарбоновые кислоты 8–10. а. С использованием HBr. В колбу, снабженную мешалкой и холодильником, помещали 0.5 г (0.00179 моль) соединения 4–6 в 5 мл 78%-ной водной уксусной кислоты, постепенно по каплям добавляли 1 мл (0.0179 моль) HBr. Реакционную смесь перемешивали в течение 4 ч при температуре кипения реакционной смеси, далее выливали в воду со льдом. Целевой продукт выделяли экстракцией хлороформом и сушили при комнатной температуре. б. С использованием кислоты Льюиса. В колбу, снабженную мешалкой и обратным холодильником, помещали 0.1 г (0.000288 моль) соединения 4–6 в 2 мл бензола, добавляли 0.15 г (0.00115 моль) кислоты Льюиса (ZnCl2, FeCl3, AlCl3). Реакционную смесь перемешивали в течение 4 ч при 80°С, далее выливали в воду со льдом. Целевой продукт выделяли экстракцией хлороформом и сушили при комнатной температуре. 4-(4-Гидроксифенил)циклогексан-1,2-дикарбоновая кислота (8). Выход 0.33 г (70%), т. пл. 177–178°С. ИК спектр, ν, см–1: 816 (пара-замещение в Ar), 935 сл (OH), 1203 cр (Ar-OH), 1240 ср (C–O–H), 1499, 1603 с (ArС–С), 1697 с (C=O), 2626, 2739 пл (COOH), 2877 (С–Н), 3545 (OH). Спектр ЯМР 1H (ДМСО-d6), δ, м. д.: 1.34–1.36 м (2H, СНСН2), 1.69–1.78 м (2H, СНСН2), 1.88–1.98 м (2H, СНСН2), 2.01–2.09 м (1H, СНСООН), 2.35– 2.42 м (1H, СНСООН), 2.78–2.83 м (1H, СНСН2), 6.97 д (2H, Ar, JНН 7.4 Гц), 7.06 д (2H, Ar, JНН 7.5 Гц), 9.21 с (1H, OH), 12.08 уш. с (2H, COOH). Спектр ЯМР 13C (ДМСО-d6), δС, м. д.: 24.90, 32.42, 34.44, 42.12, 42.69, 115.55, 119.67, 126.83, 127.18, 143.87, 151.85, 155.08, 175.53. Масс-спектр (ЭУ), m/z: 264.101 [M + H]+ (вычислено для C14H16O5: 264.099). 5-(4-Гидроксифенил)бицикло[2.2.1]гептан-2,3дикарбоновая кислота (9). Выход 0.32 г (68%), т. пл. 130–131°С. ИК спектр, ν, см–1: 814 (пара-замещение в Ar), 922 сл (OH), 1187 cр (Ar-OH), 1229 ср (C–O– H), 1491, 1603 с (ArС–С), 1695 с (C=O), 2635, 2750 пл (COOH), 2965 (С–Н), 3307 (OH). Спектр ЯМР 1H (ДМСО-d6), δ, м. д.: 1.19–1.27 м (1H, СНСН2), 1.39–1.52 м (2H, СНСН2), 2.04–2.14 м (1H, СНСООН), 2.23–2.31 м (1H, СНСООН), 2.44 д (2H, СНСН2СН, JНН 16.1 Гц,), 2.92–2.97 м (2H, СНСН2), 6.98 д (2H, Ar, JНН 7.2 Гц,), 7.18 д (2H, Ar, JНН 7.2 Гц), 9.04 с (1H, OH), 12.04 уш. с (2H, COOH). Спектр ЯМР 13C (ДМСО-d6), δС, м. д.: 34.30, 37.34, 44.79, 46.34, 47.78, 55.91, 111.28, 115.59, 119.26, 120.60, 126.03, 127.04, 135.28, 157.48, 174.39, 175.30. Масс-спектр (ЭУ), m/z: 276.101 [M + H]+ (вычислено для C14H16O5: 276.099). 4-(4-Гидроксифенил)-4-метилциклогексан-1,2дикарбоновая кислота (10). Выход 0.33 г (70%), т. пл. 175–176°С. ИК спектр, ν, см–1: 813 (пара-замещение в Ar), 931 сл (OH), 1165 cр (Ar-OH), 1231 ср (C–O–H), 1489, 1598 с (ArС–С), 1687 с (C=O), 2641, 2751 пл (COOH), 2931 (С–Н), 3606 (OH). Спектр ЯМР 1H (ДМСО-d6), δ, м. д.: 1.06 с (3H, CH3), 1.25–1.32 м (1H, СНСООН), 1.48 м (1H, СНСООН), 2.11–1.91 м (2H, СНСН2), 2.26–2.19 м (2H, СНСН2), 2.50–2.42 м (2H, СНСН2), 6.88 д (2H, Ar JНН 8.6 Гц), 7.24 д (2H, Ar, JНН 8.6 Гц), 9.25 с (1H, OH), 12.14 уш. с (2H, COOH), Спектр ЯМР 13C (ДМСО-d6), δС, м. д.: 24.76, 33.92, 34.82, 35.68, 38.09, 39.09, 55.59, 79.84, 114.60, 121.23, 127.49, 157.67, 159.07, 175.45, 175.60. Масс-спектр (ЭУ), m/z: 278.111 [M + H]+ (вычислено для C15H18O5: 278.115). Журнал общей химии том 94 № 2 2024
ФИРСТОВА и др. ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ Фирстова Анастасия Андреевна, ORCID: https:// orcid.org/0000-0002-8423-0430 Кофанов Евгений Романович, ORCID: https:// orcid.org/0000-0001-6598-1303 Лебедев Антон Сергеевич, ORCID: https://orcid. org/0000-0002-0856-3209 КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Gilani S.L., Najafpour G.D., Heydarzadeh H.D., Moghadamnia A. // Chirality. 2017. Vol. 29. P. 304. doi 10.1002/ chir.22689 2. Yuan X., Zhang P., Liu G. // Chem. Pap. 2019. Vol. 73. P. 2461. doi 10.1007/s11696-019-00796-9 3. Kanada R., Kagoshima Y., Suzuki T., Nakamura A., Funami H., Watanabe J., Asano M., Takahashi M., Ubukata O., Suzuki K., Aikawa T., Sato K., Goto M., Setsu G., Ito K., Kihara K., Kuroha M., Kohno T., Ogiwara H., Isoyama T., Tominaga Y., Higuchi S., Naito H. // J. Med. Chem. 2023. Vol. 66. N 1. P. 695. doi 10.1021/acs.jmedchem.2c01641 4. Heemers H.V., Debes J.D., Tindall D.J. // Adv. Exp. Med. Biol. 2008. Vol. 617. P. 535. doi 10.1007/978-0387-69080-3_54 5. Sobulo O.M., Borrow J., Tomek R., Reshmi S., Harden A., Schlegelberger B., Housman D., Doggett N.A., Rowley J.D., Zeleznik-Le N.J. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. Vol. 94. P. 8732. doi 10.1073/pnas.94.16.8732 6. Gao Y., Geng J., Hong X., Qi J., Teng Y., Yang Y., Qu D., Chen G. // Int. J. Clin. Exp. Pathol. 2014. Vol. 7. P. 760. 7. Li M., Luo R.Z., Chen J.W., Cao Y., Lu J.B., He J.H., Wu Q.L., Cai M.Y. // J. Transl. Med. 2011. Vol. 9 N 5. P. 2. doi 10.1186/1479-5876-9-5 8. Kanada R., Kagoshima Y., Asano M., Suzuki T., Murata T., Haruta M., Takahashi M., Ubukata O., Hashimoto K., Obata K., Kihara K., Kuroha M., Banjo T., Togashi N., Sato K., YamamotoY., Suzuki K., Isoyama T., Tominaga Y., Higuchi S., Naito H. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 2022. Vol. 66. P. 128726. doi 10.1016/j.bmcl.2022.128726 9. Park S., Radmer R.J., Klein T.E., Pande V.S. // J. Comput. Chem. 2005. Vol. 26. P. 1612. doi 10.1002/jcc.20301 10. DeRider M.L., Wilkens S.J., Waddell M.J., Bretscher L.E., Weinhold F., Raines R.T., Markley J.L. // J. Am. Chem. Soc. 2002. Vol. 124. P. 2497. doi 10.1021/ja0166904 11. Pandey A.K., Naduthambi D., Thomas K.M., Zondlo N.J. // J. Am. Chem. Soc. 2013. Vol. 135. P. 4333. doi 10.1021/ ja3109664 12. Khanal P. // Monatsh Chem. 2021. Vol. 152. N 4. P. 387. doi 10.1007/s00706-021-02759-x 13. Eastman R.T., Fidock D.A. // Nat. Rev. Microbiol. 2009. Vol. 7 N 12. P. 864. doi 10.1038/nrmicro2239 14. Tu Y. // Nat. Med. 2011.Vol. 17. P. 1217. doi 10.1038/ nm.2471 15. Zhang X.-G., Li G.-X., Zhao S.-S., Xu F.-L., Wang Y.-H., Wang W. // Parasitol. Res. 2014. Vol. 113. P. 1769. doi 10.1007/s00436-014-3822-z 16. Saeed M.E.M., Krishna S., Greten H.J., Kremsner P.G., Efferth T. // Pharmacol. Res. 2016. Vol. 110. P. 216. doi 10.1016/j.phrs.2016.02.017 17. Caffrey C.R., El-Sakkary N., Mader P., Krieg R., Becker K., Schlitzer M., Drewry D.H., Vennerstrom J.L., Grevelding C.G. In: Neglected Tropical Diseases: Drug Discovery and Development / Eds D. Swinney, M. Pollastri. Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2019. P. 187. doi 10.1002/9783527808656.ch8 18. Shinde A.B., Shrigadi N.B., Samant S.D. // Appl. Catal. (A). 2004. Vol. 276. P. 5. doi 10.1016/S0926860X(03)00612-4 19. Carltion A.A. // J. Org. Chem. 1948. Vol. 13. P. 120. doi 10.1021/jo01159a016 20. Sumbramanian S., Mitra A., Satyanarayana C.V.V. // Appl. Catal. (A). 1997. Vol. 159. P. 229. doi 10.1016/ S0926-860X(97)00030-6 21. Krishnan A.V., Ojha K., Pradhan N.C. // Org. Proc. Res. Dev. 2002. Vol. 6. P. 132. doi 10.1021/op010077n 22. Pandian E., Selvanarayanan R., Sreedevi U. // Chem. Eng. J. Adv. 2020. Vol. 4. P. 100045. doi 10.1016/j. ceja.2020.100045 23. Bhatt N., Sharma P., Patel A. // Catal. Commun.2008. Vol. 9. P. 1545. doi 10.1016/j.catcom.2007.12.027 24. Adam F., Mohammed Hello K., Hussein Ali T. // Appl. Catal. (A). 2011. Vol. 399. P. 42. doi 10.1016/j.apcata.2011.03.039 25. Liao X., Wang S.G., Xiang X. // Fuel Proc. Technol.2012. Vol. 96. P. 74. doi 10.1039/c3ra45921g 26. Fraga-Dubreuil J., Bourahla K., Rahmouni M. // Catal. Commun. 2002. Vol. 3. P. 185. doi 10.1016/S15667367(02)00087-0 27. Kondamudi K., Elavarasan P., Upadhyayula S. // J. Mol. Catal. (A). 2010. Vol. 321. P. 34. doi 10.1016/j. molcata.2010.01.016 28. Vafaeezadeh M., Hashemi M.M. // Chem. Eng. J. 2014. Vol. 250. P. 35. doi 10.1016/j.cej.2014.04.001 29. Valkenberg M.H., Castro C., Holderich W.F. // Green Chem. 2002. Vol. 4. P. 88. doi 10.1039/B107946H 30. De Klerk A., Nel R.J.J. // Ind. Eng. Chem. Res. 2007. Vol. 46. N 22. P. 7066. doi 10.1021/ie0706459 31. Yang X., Chatterjee S., Zhang Z., Zhu X., Pittman C.U. // Ind. Eng. Chem. Res. 2010. Vol. 49. N 5. P. 2003. doi 10.1021/ie900998d Журнал общей химии том 94 № 2 2024
МЕТОД СИНТЕЗА 4-(4-ГИДРОКСИФЕНИЛ)ЦИКЛОАЛКАНДИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ 32. Zhao Z., Shi H., Wan C., Hu M.Y., Liu Y., Mei D., Camaioni D.M., Hu J.Z., Lercher J.A. // J. Am. Chem. Soc. 2017. Vol. 139. N 27. P. 9178. doi 10.1021/jacs.7b02153 33. Wu S., Dong J., Zhou D., Wang W., Liu L., Zhou Y. // J. Org. Chem. 2020. Vol. 85. N 22. P. 14307. doi 10.1021/ acs.joc.9b03028 34. Schefczik E. // Chem. Ber. 1965. Vol. 98. P. 1270. 35. Колобов А.В., Борисов П.В., Панфилов С.Т., Овчинников К.Л., Данилова А.С., Кофанов Е.Р. // Изв. вузов. Сер. хим. и хим. технол. 2007. Т. 50. № 4. C. 59. 36. Фирстова А.А., Кофанов Е.Р. // ЖОрХ. 2023. Т. 59. № 5. С. 648. doi 10.31857/S0514749223050129; Firstova A.A., Kofanov E.R. // Russ. J. Org. Chem. 2023. Vol. 59. P. 820. doi 10.1134/S1070428023050123 37. Reddy V.P., Prakash G.K.S. In: Kirk–Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Wiley, 2013. doi 10.1002/0471238961.0618090515120108.a01.pub2 38. Reddy Ch.G., Krishna P.R. // J. Org. Chem. 2003. Vol. 68. N 11. P. 4574. doi 10.1021/jo026897v 39. Gavande N.S., Kundu S., Badgujar N.S., Kaur G., Chakraborti A.K. // Tetrahedron. 2006. Vol. 62. N 17. P. 4201. doi 10.1002/chin.200631044 40. Kim J.D., Han G., Zee O.P., Jung Y.H. // Tetrahedron Lett. 2003. Vol. 44. N 4. P. 733. doi 10.1016/s00404039(02)02648-5 41. Lin A.I., Madzhidov T.I., Klimchuk O., Nugmanov R.I., Antipin I.S., Varnek A. // J. Chem. Inf. Model. 2016. Vol. 56. N 11. P. 2140. doi 10.1021/acs.jcim.6b00319 Method for Synthesis of 4-(4-Hydroxyphenyl)cycloalkanedicarboxylic Acids Based on SEAr Alkylation A. A. Firstovaa,*, E. R. Kofanova, M. S. Biryukovaa, and A. S. Lebedevb a Yaroslavl State Technical University, Yaroslavl, 150023 Russia b Demidov Yaroslavl State University, Yaroslavl, 150003 Russia *e-mail: firstova.a.a@mail.ru Received March 10, 2024; revised April 8, 2024; accepted April 8, 2024 A study was carried out on the alkylation reaction of anisole with cycloalkenedicarboxylic acids in the presence of various catalytic systems. It was found that the reaction proceeds with high yields in the presence of aluminum chloride, ferric chloride, and p-toluenesulfonic acid. The possibility of further cleavage of the ether bond to obtain 4-(4-hydroxyphenyl)cycloalkanedicarboxylic acids was demonstrated. The resulting compounds are potential biologically active compounds. Keywords: alkylation, anisole, unsaturated cycloalkenedicarboxylic acids, Lewis acids, biological activity Журнал общей химии том 94 № 2 2024