В результаті обробки тозилата, синтезованого борогідрідним відновленням левоглюкозенона і тозілірованіем трео-гідроксипохідних, сірчаною кислотою в оцтовому ангідриді отримані хіральний заміщений ціклопентенон і сульфодіефір ненасиченого похідного вуглеводу. Заміщення тозільной групи на сульфатную відбувається зі зверненням конфігурації за механізмом SN2 і освітою сульфодіефіра з різних аномери.

Анотація наукової статті з хімічних наук, автор наукової роботи - Файзуллина Л. Х., Іскакова М. М., Саліхов Ш. М., Батиркаев Р. А., Загреева І. А.


5-ACETOXY-4-ACETOXYMETHYLCYCLOPENT-2-ENONE ANDSULFODIESTER OF 1,6-ANHYDRO-3,4-DIDEOXY-2-O-TOSYL -? - TREO-HEX-3-ENOPYRANOSE

As a result of processing tosylate synthesized by restoring NaBH4 of levoglucosenone and tosylation of treo-hydroxyderivative in the acetic anhydride by sulfuric acid, the chiral substituted cyclopentenone and sulfodiester of unsaturated derivative of carbohydratewere was obtained. Replacement of the tosyle group for the sulphaticone leads to the configuration reversion on the SN2 mechanism and formation of sulfodiester from different anomers.


Область наук:

  • хімічні науки

  • Рік видавництва: 2012


    Журнал: Вісник Башкирського університету


    Наукова стаття на тему '5-ацетокси-4-АЦЕТОКСІМЕТІЛЦІКЛОПЕНТ-2-Еноні І СУЛЬФОДІЕФІР З 1,6-ангідрит-3,4-ДІДЕЗОКСІ-2-О-тозил -? - трео-гекса-3-ЕНОПІРАНОЗИ'

    Текст наукової роботи на тему «5-ацетокси-4-АЦЕТОКСІМЕТІЛЦІКЛОПЕНТ-2-Еноні І СУЛЬФОДІЕФІР З 1,6-ангідрит-3,4-ДІДЕЗОКСІ-2-О-тозил -? - трео-гекса-3-ЕНОПІРАНОЗИ»

    ?УДК 547.784.2

    5-ацетокси-4-АЦЕТОКСІМЕТІЛЦІКЛОПЕНТ-2-Еноні І СУЛЬФОДІЕФІР З 1,6-ангідрит-3,4-ДІДЕЗОКСІ-2-О-тозил-Р-трео-

    Гекса-З-ЕНОПІРАНОЗИ

    © Л. Х. Файзулліна1,2, М. М. Іскакова1,2 *, Ш. М. Саліхов1, Р. А. Батиркаев1, І. А. Загреева1, М. Г. Сафаров2, Ф. А. Валеев1,2

    1 Інститут органічної хімії Уфимського наукового центру РАН Росія, Республіка Башкортостан, 450054 г. Уфа, пр. Жовтня, 71.

    Тел .: +7 (347) 235 5711. Факс: +7 (347) 235 60 66.

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. 2Башкірскій державний університет Росія, Республіка Башкортостан, 450074 г. Уфа, вул. Заки Валід, 32.

    Тел .: +7 (347) 273 67 98.

    E-mail: minnigulka1986 @ mail. ru

    В результаті обробки тозилата, синтезованого борогідрідним відновленням левоглюкозенона і тозілірованіем трео-гідроксипохідних, сірчаною кислотою в оцтовому ангідриді отримані хіральний заміщений ціклопентенон і сульфодіефір ненасиченого похідного вуглеводу. Заміщення тозільной групи на сульфатную відбувається зі зверненням конфігурації за механізмом SN2 і освітою сульфодіефіра з різних аномери.

    Ключові слова: левоглюкозенон, ціклопентенон, простаноїди, ірідоіди.

    При використанні левоглюкозенона 1 в якості хіральної матриці в багатьох випадках стадія розкриття 1,6-ангідромостіка є ключовим перетворенням в напрямку цільового з'єднання. При цьому вихід утворюються, найчастіше ано-мірних, продуктів і їх співвідношення залежать від умов проведення реакції. Іноді причиною більш глибоких перетворень виявляється просте збільшення тривалості реакції - в цьому випадку важливу роль відіграє природа самого субстрату [1]. З огляду на схильність сульфонатов до

    O

    O

    a, б

    перегрупувань і фрагментації, ми вивчили можливості перетворення тозилата 2 в різних умовах розкриття 1,6-ангідромостіка.

    Тозілат 2 отримали борогідрідним відновленням левоглюкозенона 1 і подальшим то-зілірованіем трео-спирту по [2]. При обробці отриманого тозилата 2 протягом 2 годин Н2804 -Ас2О утворюється суміш аномерних діацетат 3а, б. У той же час при збільшенні тривалості процесу до 5 днів утворюються хіральний ціклопентенон 4 і сульфодіефір 5.

    схема 1

    OTs

    [A] D20 + 5.7 °

    4, 26%

    5,25%

    Реагенти та умови: а) NaBH4, H2O, 70%, б) TsCl, Py, 85%, в) Ac2O, H2SO4, 2 ч, 92%, г) Ac2O, H2SO4, 5 днів.

    O

    O

    1

    2

    * Автор, відповідальний за листування

    схема 2

    HCl-MeOH

    OMe +

    ба, б 81%

    5

    Будова ціклопентенона 4 встановлено на підставі спектрів ЯМР: Н і 13С. Так, на наявність поєднаної з кето-групою подвійного зв'язку вказують сигнали Н2 і Н3 при 7.52 м.д. і 6.33 м.д. з КССВ J 6.2 Гц. В спектрах ЯМР13С присутні сигнали кетонах вуглецю при 201.99 м.д., вугле-пологів сполученої подвійний зв'язку при 160.81 м.д. і 133.45 М.Д., а також карбонільних вуглеців двох ацетокси груп при 170.00 м.д. і 170.72 М.Д.

    Будова отриманого глікозиду 5 встановлено на підставі спектральних даних і підтверджено хімічним шляхом. Відсутність взаємодії протона Н2 з дальнім вуглецем С8 (метод Heteronuclear Multiple-Bond Correlation) вказує на опосередковану зв'язок між піранового циклами. Мас-спектр зареєстрував молекулярний іон 522, відповідний сульфодіефіру 5.

    Конфігурацію аномерних центрів в 5 встановили на підставі експериментів NOE: селективне опромінення протона Н5 викликає зростання інтенсивності сигналів протонів подвійного зв'язку і Н6, а ефект NOE з Н1 і Н2 відсутня. А при порушенні Н11, крім протонів подвійного зв'язку і Н1, зростає інтенсивність і протона Н7, а ефект NOE з Н8 відсутня. Це дозволяє приписати конфігурації центрів С2, С7 і С8 до R-ряду, а С5 - до S-ряду.

    Сигнали атомів С1 і С2 в спектрі ЯМР 13С розташовані в більш сильному полі, ніж сигнали С7 і С8, а сигнали протонів Н7 і Н8 в спектрі ЯМР1Н розташовані в більш сильному полі, ніж Н1 і Н2, що можна пояснити ^ «- розташуванням протонів Н1 і Н2, і АІ? пана розташуванням Н7 і Н8.

    Таким чином, заміщення тозільной групи на сульфатную протікає зі зверненням конфігурації за механізмом SN2 і освітою сульфоді-ефіру з різних аномери.

    За, б

    Структура діефіру 5 доведена шляхом його гідролізу. Відомо, що лужний гідроліз сульфо-ефірів протікає переважно з розривом зв'язку С-О (Sn2), кислотний - з розривом зв'язку S-O (Sn1) [3-4]. При гідролізі діефіру 5 в КОН-Єюн отримали полярні гідрофільні сполуки, яких не вдалося витягти з води. Обробка глікозиду 3% -ним розчином HCl в метанолі привела до діоли 6а, б з виходом 81% і продукту гідролізу - метилування 7 з 19% -им виходом.

    Конфігурацію аномерних центрів в з'єднанні 7 встановили на підставі експериментів NOE: селективне опромінення протона Н7 викликає зростання інтенсивності сигналу Н8, Н11 і С7-Омі. У той же час при порушенні Н1 зростає інтенсивність тільки Н2 і С1-Омі. Це дозволяє приписати конфігурацію центру С7 до R-ряду, а С1 -до S-ряду.

    Сигнали атомів С1 і С2 в спектрі ЯМР 13С розташовані в більш сильному полі, ніж сигнали С7 і С8, а сигнали протонів Н7 і Н8 в спектрі ЯМР1Н спостерігаються в більш сильному полі, ніж Н1 і Н2, що можна пояснити син-розташуванням протонів Н1 і Н2 і анти-розташуванням Н7 і Н8. Крім того, доказом конфігурації 2S- і 8S-центрів є відсутність ефекту NOE між протонами Н2 і Н5, а також між Н8 і Н11.

    Логічно припустити освіту ціклопентенона 4 з аномерних діацетат 3а, б. Дійсно, тривала обробка суміші індивідуальних аномери сірчаною кислотою в Ас2О призводить до аналогічного результату. Ймовірний механізм процесу, мабуть, полягає в освіті оксония-вого катіона, перегрупування якого призводить до ціклопентенону 4:

    З метою збільшення виходів циклопентил-на 4 і сульфодіефіра 5 розкриття ангідромості-ка в тозілат 2 провели в різних умовах. Так, при додаванні 0.25 моль Н ^ 04 до розчину тозилата 2 в Ас20 через 5 діб утворюється Глік-зід 5 з виходом 24%, а при подальшому дотриманні протягом 3 місяців - ціклопентенон 4 з виходом 10%. При збільшенні концентрації сірчаної кислоти (до 3 моль) незалежно від часу в реакційній масі спостерігалося утворення тільки сульфодіефіра 5.

    При використанні в якості кислот Н3Р04, БР3 ЕЬ0 і НС1 утворюються тільки ізомерні ацетати 3а, б.

    Можна припустити, що один з аномери 3a, б є джерелом для освіти цикло-пентенона 4, інший - діефіру 5. Однак встановити залежність виходів утворюються продуктів 4 і 5 від будови вихідних мономерів 3а, б не представлялося можливим внаслідок безуспішних спроб їх поділу.

    Таким чином, в результаті тривалого впливу Н2804-Ас20 на тозилат 2 отримані сульфодіефір 5 і ціклопентенон 4, перспективний для використання в синтезі простаноїдів, ірідоіди і родинних біологічно активних сполук.

    експериментальна частина

    1 13

    Спектри ЯМР Н і С реєстрували з використанням спектрометрів «Бгікег» з робочими частотами 300 і 75.47 МГц для 1Н і 13С відповідно і «Бгікег ауапс III», 500 МГц. Для аналітичної ТШХ застосовували пластини 8ог'А1 марки ПТСХ-АФ-А, виробник ЗАТ «Сорбполімер» (м Краснодар). Температура плавлення виміряна на приладі БОЕТІУС РНМК 05. Елементний аналіз проводили на СН ^ (0) -аналізаторе Євро-2000. ІК спектри зняли на приладах иЯ-20 і 8ресогё М-80 (в плівці або в вазеліновій олії). Мас-спектри зареєстровані на хромато-мас-спектрометрі Shimadzu-2010EV в режимі ХІАД. Кути оптичного обертання виміряні на поляриметрії Регкш-Е1тег-341.

    1.6-ангідрит-3,4-дідезоксі-2-0- (р-толуолсульфоніл) - ^^ - трео-гекс-3-енопіраноза (2). Отримано за методикою [2].

    1.6-ді-О-ацетил-2-O- (р-толуолсульфоніл) -3,4-дідезоксі-а, р ^ -трео-гекс-3-енопіраноза (3a, б). При перемішуванні і охолодженні до 0 ° С до розчину 500.0 мг (1.5 ммоль) тозилата (2) в 10.0 мл Ас2О додали розчин 0.2 мл (4.0 ммоль) Н ^ 04 в

    9.2 мл Ас2О. Суміш перемішували протягом 15 хв при кімнатній температурі. Потім реакційну масу вилили в суміш льоду і води, що містить

    650.0 мг №НС03, перемішували 2 ч при кімнатній температурі і екстрагували СНС13 (5x10 мл). Об'єднавши органічні шари, сушили СаС12, упаривали, залишок хроматографіровалі. вихід

    650.0 мг (90%) сполуки ^, 6). маслоподібними

    речовина. Яу 0.4 (петролейний ефір-етилацетат з співвідношенні 2: 1). Спектр ЯМР: Н в С6Б6, 5 / М.Д., Р: [а] = 5: 1: 2.02 с (3Н, СН3), 2.04 с (3Н, СН3), 2.42 с (3Н, РЬ-СН3), 2.92 т (1Н, И5, I 5.6 Гц), 4.16 м (2Н, І6А, І6В), 4.43 м (2Н, И2, И5), 4.63 (1Н, Н1, I 5.2 Гц) а-ізомер, 4.58 м (1Н , Н1) в-ізомер, 6.09 м (1Н, Н3, І4), 7.33, 7.77 м (4Н, Аг). Спектр ЯМР13С, 5, М.Д .: 20.74, 20.75, 21.68 (СН 3), 64.52 (С6), 68.09 (С5), 90.31 (С1) а-ізомер, 90.84 (С1) в-ізомер, 121.03 (С4), 132.3 (С3), 127.13, 130.02, 133.62, 143.29 (Аг), 168.54 (С = 0) а-ізомер, 170.82 (С = 0) в-ізомер.

    (+) - (4 Я, 5 Я) -5- ацетокси -4-ацетоксіметілціклопент-2-Енан (4) і (-) - (1'Я, 5Я, 5'ЯН1,6-ді-О-ацетил 3,4-дідезоксі-а ^ -ерітро-гекс-3-ено-2-О-піранози) (7,12-ді-О-ацетил-9,10-дідезоксі-р ^ -ерітро-гекс-9-ено -8-О-піранози) сульфат (5). При перемішуванні і охолодженні до 0 ° С до розчину 300.0 мг (1.0 ммоль) тозілат (3а, б) в 10.0 мл Ас2О додали розчин 0.1 мл (1.3 ммоль) І2804 в 2.0 мл Ас2О. Суміш перемішували протягом 5 діб при кімнатній температурі. Потім реакційну масу вилили в суміш льоду з водою, що містить 4000.0 мг КаІС03, перемішували 2 ч при кімнатній температурі і екстрагували СНС13 (5x10 мл). Об'єднавши органічні шари, сушили СаС12, упарити, залишок хроматографіровалі. Вихід 580.0 мг (26%) сполуки 4 і 140.0 мг (25%) сульфодіефіра 5.

    З'єднання 4: Яу 0.5 (петролейний ефір -етілацетат, 2: 1). [А] 20п + 5.7 ° (з 1.0, СІ2С12). Спектр ЯМР1Н в СБС13, 5, М.Д .: 2.0 с (3Н, СН3), 2.15 с (3Н, СН3), 3.18 д.д.д.д.д (1Н, Н4 I 2.2, 2.25, 3.3, 4.8 , 5.5 Гц), 4.25 Д.Д. (1Н, Н1 ', I 5.5, 11.3 Гц), 4.50 Д.Д. (1Н, Н1', I 4.8, 11.3 Гц), 5.00 д (1Н, Н5, I 3.3 Гц) , 6.33 Д.Д. (1Н, И3, I 2.2, 6.2 Гц), 7.52 Д.Д. (1Н, И2, I 2.2, 6.2 Гц). Спектр ЯМР13С, 5, М.Д .: 20.66 (СН 3), 46.97 (С4),

    63.06 (С1 '), 73.86 (С5), 133.45 (С3), 160.81 (С2),

    170.00 (С = О), 170.72 (С = О), 201.99 (С1).

    З'єднання 5: Яу 0.3 (петролейний ефір -етілацетат, 2: 1). [А] 20п-99.5 ° (з 2.03, СІС13). Спектр ЯМР1Н в СБС13, 5, М.Д .: 2.03, 2.05, 2.07, 2.09 с (12Н, СН3), 4.08 Д.Д. (1Н, І6А, I 11.5, 4.7 Гц), 4.17 д (2Н, І12А, І12В , I 4.9 Гц), 4.22 Д.Д. (1Н, І6В, I 11.5, 6.9 Гц,), 4.51 м (1Н, Н5), 4.60 м (1Н, Н11), 5.17 м (1Н, Н8), 5.48 м ( 1Н, Н2), 5.77 д.кв (1Н, Н10, I 10.7, 3.6,

    1.8 Гц), 5.85 д.т (1Н, Н9, I 10.7, 1.8, 1.8 Гц), 5.94 м (2Н, Н3, Н4), 5.98 д (1Н, Н7, I 4.4 Гц), 6.43 д (1Н, Н1,

    I 3.6 Гц). Спектр ЯМР13С, 5, М.Д .: 20.81, 20.90, 20.98, 21.13 (СІ3), 64.50 (С2), 65.05 (С6), 65.43 (С12), 65.57 (С8), 68.74 (С5), 71.85 (С11) , 88.09 (С1), 90.93 (С7), 124.01 (С4), 124.43 (С10), 127.20 (С9), 129.20 (С3), 169.20, 169.48, 170.10, 170.74 (С = О).

    (1Ш, 2 (Я,?), 5, $) - 1-О-метил-3,4-дідезоксі-а, р-D-еритро-гекс-3-енопірaнозa (6а, б) і

    (1 'Я, 5R, 5' Я) - (1 - O - метил -3,4- дідезоксі - а -D-еритро -гекс -3-ено-2-О -піранозіл) (7-О - метил - 9,10- дідезоксі - р ^ - еритро -гекс-9-ено-8-О - піранози) сульфат (7). При перемішуванні до охолодженого до 0 ° С розчину

    50.0 мг (0.1 ммоль) сульфодіефіра (5) в 5.0 мл метанолу додали 5.0 мл 3% -ного розчину ІС1 в метанолі. Суміш перемішували протягом 3 діб при кімнатній температурі. Кислоту нейтралізували насиченим розчином №ІС03. Водну фазу екстрагували етилацетатом (3x30 мл), органічні шари об'єднали і сушили над М ^ 04. Реакційну масу упарити на роторному випарнику, залишок хроматографіровалі. Вихід 13.6 мг (81%) сполуки (6a, б) і 7.6 мг (19%) метоксіпроізвод-ного (7).

    З'єднання 6a: Яу0.1 (петролейний ефір -етілацетат, 1: 1). Спектр ЯМР1Н в СвВ6, (5, М.Д., .Т / Гц), Р: [а] = 5: 1: 3.27 с (3Н, 0СН3), 3.44 Д.Д. (1Н, н6а,

    2 / 6а-6ь11.4, 3 / 6а-55.7 Гц), 3.52 Д.Д. (1Н, Н6Ь, 2 / 6Ь-6а 11.4, 3 / 6ь-5 3.8 Гц), 4.10 м (1Н, Н5), 4.65 д (1Н, Н1, 3 / 1_2 4.6 Гц), 5.50 м (1Н, Н2), 5.54 д.кв. (1Н, Н4, 3 / 4_3 10.3, 3/4. 5 2.1, 3 / 4.5 1.5 Гц), 5.54 д.кв. (1Н, Н3, 3 / 3.4 10.3, 3 / 3_2

    3.3, 3 / 3.5 2.7 Гц). ЯМР 13С: 55.49 (ОСІ3), 64.75 (С6), 67.29 (С2), 74.57 (С5), 100.12 (С1), 123.95 (С3), 130.11 (С4).

    З'єднання 6б: Яу 0.1 (петролейний ефір -етілацетат, 1: 1). Спектр ЯМР1Н в СБС13, (5, М.Д., 1 / Гц): 3.62 с (3Н, 0СН3), 3.70 Д.Д. (1Н, н6а, ^ ь

    11.6, 316а-5 6.0 Гц), 3.79 Д.Д. (1Н, Н6ь, 2 / 6ь-6а 11.6, ^ -5 3.2,), 4.12 м (1Н, Н2), 4.38 м (1Н, Н5), 4.67 д (1Н, Н1, 3 / 1_2 3.0 Гц), 5.83 д.т.н. (1Н, Н4, 3 / 4_3 10.4, 3 / 4_5 1.6, 3 / 4_5

    1.6 Гц), 5.54 д.кв. (1Н, Н3, 3 / 3_4 10.4, ь]'.г 4.0, 3 / 3_5 3.4 Гц). ЯМР 13С: 56.72 (ОСІ3), 63.58 (С2), 64.91 (С6), 74.65 (С5), 99.37 (С1), 127.71 (С3), 128.60 (С4).

    З'єднання 7: Rf 0.23 (петролейний ефір -етілацетат, 1: 1). Спектр ЯМР1Н в C6D6, (5, М.Д., J / Гц): 3.17 с (3Н, OC ^), 3.33 с (3Н, OCH3), 3.43 Д.Д. (1Н, Н6Ь, 2J6b-6a 11.3, 3J6b -5 3.8 Гц), 3.48 Д.Д. (1Н, Н12Ь, 2J 12b-12a 11.5, 3J12b -11 5.9 Гц), 3.51 Д.Д. (1Н, н6а, 2J6a-6b

    11.3, 3J6a-5 4.0 Гц), 3.56 Д.Д. (1Н, H12a, 2J 12a-12b 11.5,

    3J12b-11 3.8 Гц), 4.02 м (1Н, Н5), 4.08 м (1Н, Н11), 4.15 м (1Н, Н8), 4.24 м (1Н, Н2), 4.36 д (1Н, Н7, 3J7-8 5.9 Гц), 4.74 д (1Н, Н1, 3J1-2 4.4 Гц), 5.40 м (2Н, Н4, Н10), 5.80 м (2Н, Н3, Н9). ЯМР 13С: 55.12 (ОСН3), 55.87 (ОСН3), 64.29 (С2), 64.71 (С12), 64.75 (С6), 66.88 (C8),

    69.02 (С5), 75.43 (С11), 98.14 (С1), 103.90 (С7), 126.32 (С4), 126.39 (С10), 128.49 (С3), 128.54 (С9).

    Робота виконана за підтримки гранту РФФД-Поволжя (проект «11-03-97024-

    р_поволжье_а »НШ-1725.2008.3) і федеральної цільової програми« Наукові та науково-педагогічних кадри інноваційної Росії »(державний контракт № 14.740.11.0367).

    ЛІТЕРАТУРА

    1. Shafizadeh F., Furneaux R. Н., Stevenson T. T. Some reactions of levoglucosenone // Carbohydrate Research, 1979. V. 71. P. 169-173.

    2. Binkley R. W., Koholic D. Photoremovable hydroxyl group protection. Use of the p-tolylsulfonyl protecting group in p-disaccharide synthesis // Journal of Organic Chemistry. 1989. V. 54. P. 3577-3582.

    3. Джильберт Е.Е. Сульфирование органічних сполук. Москва: Хімія, 1969. 416 с.

    4. Сігеру О. Хімія органічних сполук сірки. Москва: Хімія, 1975. 512 с.

    nacmynuna врeдaкцuю 09.02.2012 р.


    Ключові слова: ЛЕВОГЛЮКОЗЕНОН /ЦІКЛОПЕНТЕНОН /простаноїди /ірідоіди /LEVOGLUCOSENONE /CYCLOPENTENONE /PROSTANOIDS /IRIDOIDS

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити