PL243908B1 - Method for the preparation of γ-quaternary α,β-unsaturated cyclopentenones from selected 4.4-disubstituted cyclopent-1-enes - Google Patents
Method for the preparation of γ-quaternary α,β-unsaturated cyclopentenones from selected 4.4-disubstituted cyclopent-1-enes Download PDFInfo
- Publication number
- PL243908B1 PL243908B1 PL439227A PL43922721A PL243908B1 PL 243908 B1 PL243908 B1 PL 243908B1 PL 439227 A PL439227 A PL 439227A PL 43922721 A PL43922721 A PL 43922721A PL 243908 B1 PL243908 B1 PL 243908B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- cyclopent
- ene
- phenylcyclopent
- carboxylate
- disubstituted
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- BZKFMUIJRXWWQK-UHFFFAOYSA-N Cyclopentenone Chemical group O=C1CCC=C1 BZKFMUIJRXWWQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 11
- LPIQUOYDBNQMRZ-UHFFFAOYSA-N cyclopentene Chemical class C1CC=CC1 LPIQUOYDBNQMRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 3
- -1 4,4-disubstituted cyclopent-1-enes Chemical class 0.000 claims abstract description 45
- CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N tert‐butyl hydroperoxide Chemical compound CC(C)(C)OO CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 125000000746 allylic group Chemical group 0.000 claims abstract description 10
- PCCNIENXBRUYFK-UHFFFAOYSA-O azanium;cerium(4+);pentanitrate Chemical compound [NH4+].[Ce+4].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PCCNIENXBRUYFK-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 6
- 239000002815 homogeneous catalyst Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 25
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 13
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 claims description 11
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 8
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 7
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KKKFMOPPNBXBGX-UHFFFAOYSA-N methyl 1-phenylcyclopent-3-ene-1-carboxylate Chemical compound C=1C=CC=CC=1C1(C(=O)OC)CC=CC1 KKKFMOPPNBXBGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 claims description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 abstract description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 abstract 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 abstract 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 15
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 10
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 10
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 7
- HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N Trichloro(2H)methane Chemical compound [2H]C(Cl)(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N 0.000 description 7
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 6
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 5
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical class [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 3
- HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N cis-cyclohexene Natural products C1CCC=CC1 HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001644 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- FWFSEYBSWVRWGL-UHFFFAOYSA-N cyclohex-2-enone Chemical compound O=C1CCCC=C1 FWFSEYBSWVRWGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PQMIUYZOJQILOZ-UHFFFAOYSA-N dimethyl cyclopent-3-ene-1,1-dicarboxylate Chemical compound COC(=O)C1(C(=O)OC)CC=CC1 PQMIUYZOJQILOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 238000011925 1,2-addition Methods 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021595 Copper(I) iodide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006845 Michael addition reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019502 Orange oil Nutrition 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002717 carbon nanostructure Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ITZXULOAYIAYNU-UHFFFAOYSA-N cerium(4+) Chemical class [Ce+4] ITZXULOAYIAYNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012230 colorless oil Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- LSXDOTMGLUJQCM-UHFFFAOYSA-M copper(i) iodide Chemical compound I[Cu] LSXDOTMGLUJQCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000001923 cyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000006352 cycloaddition reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001924 cycloalkanes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001941 cyclopentenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000006114 decarboxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006471 dimerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011943 nanocatalyst Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 239000010502 orange oil Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000006268 reductive amination reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N samarium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Sm+3].[Sm+3] FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
- C07B41/00—Formation or introduction of functional groups containing oxygen
- C07B41/06—Formation or introduction of functional groups containing oxygen of carbonyl groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/51—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by pyrolysis, rearrangement or decomposition
- C07C45/53—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by pyrolysis, rearrangement or decomposition of hydroperoxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C49/00—Ketones; Ketenes; Dimeric ketenes; Ketonic chelates
- C07C49/587—Unsaturated compounds containing a keto groups being part of a ring
- C07C49/597—Unsaturated compounds containing a keto groups being part of a ring of a five-membered ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
- C07C2523/10—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of rare earths
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2601/00—Systems containing only non-condensed rings
- C07C2601/06—Systems containing only non-condensed rings with a five-membered ring
- C07C2601/10—Systems containing only non-condensed rings with a five-membered ring the ring being unsaturated
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania γ-czwartorzędowych α,β-nienasyconych cyklopentenonów z wybranych z grupy 4,4-dipodstawionych cyklopent-1-enów. w reakcji jednoetapowego, selektywnego utleniania allilowego z przeniesieniem wiązania podwójnego, jak przedstawiono na schemacie 2, wodoronadtlenkiem tert-butylu TBHP, z zastosowaniem azotanu amonowo-cerowego(IV) jako katalizatora homogenicznego. Sposób według zgłoszenia rozwiązuje problem techniczny otrzymywania wyżej wymienionych γ-czwartorzędowych α,β-nienasyconych cyklopentenonów będących atrakcyjnymi półproduktami syntetycznymi z uwagi na obecność ugrupowania enonowego, z prostych, symetrycznych 4,4-dipodstawionych cyklopent-1-enów, przebiegający bez konieczności zastosowania toksycznych katalizatorów, atmosfery gazu obojętnego i warunków bezwodnych, z wysoką wydajnością i selektywnością.The subject of the application is a method of obtaining γ-quaternary α,β-unsaturated cyclopentenones from selected from the group of 4,4-disubstituted cyclopent-1-enes. in the reaction of one-step, selective allylic oxidation with double bond transfer, as shown in Scheme 2, with tert-butyl hydroperoxide TBHP, using ammonium cerium(IV) nitrate as a homogeneous catalyst. The method according to the application solves the technical problem of obtaining the above-mentioned γ-quaternary α,β-unsaturated cyclopentenones, which are attractive synthetic intermediates due to the presence of an enone group, from simple, symmetrical 4,4-disubstituted cyclopent-1-enes, without the need to use toxic catalysts. , inert gas atmosphere and anhydrous conditions, with high efficiency and selectivity.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania γ-czwartorzędowych α,β-nienasyconych cyklopentenonów, takich jak: 4-acetylo-4-fenylocyklopent-2-en-1-on, 4-okso-1-fenylocyklopent-2-en-1-karboksylan metylu, 4-oksocyklopent-2-en-1,1-dikarboksylan dimetylu, 4-okso-1-(difenylofosfinoilo)cyklopent-2-en-1-karboksylan metylu oraz 4-heptadekanylo-4-(trimetylosililoksy)cyclopent-2-enon z 4,4-dipodstawionych cyklopent-1-enów, takich jak: 1-(1-fenylocyklopent-3-en-1-yl)etanon, 1-fenylocyklopent-3-en-1-karboksylan metylu, cyklopent-3-en-1,1-dikarboksylan dimetylu, 1-(difenylofosfinoilo)cyklopent-3-en-1-karboksylan metylu oraz 1-heptadekanylo-1-trimetylosililoksycyklopent-3-en, w reakcji selektywnego utleniania allilowego jednoetapowego utleniania allilowego z przeniesieniem wiązania podwójnego, jak przedstawiono na schemacie 2, wodoronadtlenkiem tert-butylu TBHP, z zastosowaniem azotanu amonowo-cerowego(IV) jako katalizatora homogenicznego, charakteryzujących się wysokim potencjałem użyteczności syntetycznej do otrzymywania związków związków cyklicznych na drodze takich transformacjach jak: addycja 1,2 addycja Michela, addycja α do grupy karbonylowej, alkilowanie M-B-H, enancjoselektywna redukcja, enancjoselektywne redukcyjne aminowanie, asymetryczna addycja Michaela, cykloaddycja, dimeryzacja, redukcja Wolffa-Kiżnera oraz w przypadku obecności podstawników karbonylowych dekarboksylacja. Wysoki potencjał użyteczności syntetycznej γ-czwartorzędowych α,β-nienasyconych cyklopentenonów jako substratów, przedstawiono na rysunku w postaci schematu 1.The subject of the invention is a method for obtaining γ-quaternary α,β-unsaturated cyclopentenones, such as: methyl 4-acetyl-4-phenylcyclopent-2-en-1-one, 4-oxo-1-phenylcyclopent-2-en-1-carboxylate , dimethyl 4-oxocyclopent-2-ene-1,1-dicarboxylate, methyl 4-oxo-1-(diphenylphosphinoyl)cyclopent-2-en-1-carboxylate and 4-heptadecanyl-4-(trimethylsilyloxy)cyclopent-2-enone from 4,4-disubstituted cyclopent-1-enes, such as: 1-(1-phenylcyclopent-3-en-1-yl)ethanone, methyl 1-phenylcyclopent-3-en-1-carboxylate, cyclopent-3-ene Dimethyl-1,1-dicarboxylate, methyl 1-(diphenylphosphinoyl)cyclopent-3-ene-1-carboxylate and 1-heptadecanyl-1-trimethylsilyloxycyclopent-3-ene, in the selective allyl oxidation reaction of one-step allylic oxidation with double bond transfer, as shown in Scheme 2, tert-butyl hydroperoxide TBHP, using ammonium cerium(IV) nitrate as a homogeneous catalyst, characterized by high potential for synthetic utility for obtaining compounds of cyclic compounds by transformations such as: 1,2 addition, Michel addition, α addition to the carbonyl group, M-B-H alkylation, enantioselective reduction, enantioselective reductive amination, asymmetric Michael addition, cycloaddition, dimerization, Wolff-Kiżner reduction and, in the case of the presence of carbonyl substituents, decarboxylation. The high potential of the synthetic utility of γ-quaternary α,β-unsaturated cyclopentenones as substrates is shown in the figure in the form of scheme 1.
Sposób według wynalazku rozwiązuje problem techniczny otrzymywania wyżej wymienionych γ-czwartorzędowych α,β-nienasyconych cyklopentenonów będących atrakcyjnymi półproduktami syntetycznymi z uwagi na obecność ugrupowania enonowego, z prostych, symetrycznych 4,4-dipodstawionych cyklopent-1-enów, przebiegający bez konieczności zastosowania toksycznych ka talizatorów, atmosfery gazu obojętnego i warunków bezwodnych, z wysoką wydajnością i selektywnością.The method according to the invention solves the technical problem of obtaining the above-mentioned γ-quaternary α,β-unsaturated cyclopentenones, which are attractive synthetic intermediates due to the presence of an enone group, from simple, symmetrical 4,4-disubstituted cyclopent-1-enes, without the need to use toxic compounds. talizers, inert gas atmosphere and anhydrous conditions, with high efficiency and selectivity.
Znane metody katalitycznego utleniania allilowego przy wykorzystaniu jako katalizatorów reakcji utlenienia allilowego metali, takich jak chrom, miedź, rod, selen, kobalt, ruten, żelazo, mangan, pallad czy bizmut, ujawnione zostały w opisach patentowych: US 6384251, US 6252119, US 8163944, US 4393243, US24593594, CA2074880, WO 02/16391 czy też publikacjach, takich jak Crich, Zou Org. Lett. 2004, 775; Yu, Corey J. Am. Chem. Soc., 2003, 3232, Shing i wsp. Org. Lett. 2006, 3149, Salvador, Silvestre Tetrahedron Lett. 2005, 2581. Katalizowane wymienionymi metalami reakcje utleniania allilowego, ze względu na toksyczność stosowanych metali przejściowych oraz problematyczne oddzielanie produktu od śladowych zanieczyszczeń pochodzących od katalizatora, mają ograniczone zastosowanie zwłaszcza w przemyśle spożywczym czy farmaceutycznym. W publikacjach Reddy i wsp. Res. Chem, Intermed. 2018, 6151 oraz Astle, Khlobystov i wsp. Nano Lett. 2020, 1161, pojawiły się informacje o reakcji utleniania allilowego cykloheksenu do cykloheksenonu z udziałem katalizatora cerowego w postaci heterogenicznej. Zastosowanie nanokatalizatora CeO2-Sm2O3/SO2 pozwala na osiągnięcie wysokiej selektywności reakcji wynoszącej 89%, jednakże, reakcja przebiega w wysokiej temperaturze 70°C oraz wymaga zastosowania acetonitrylu jako rozpuszczalnika. W przypadku zaprezentowanym przez Astle, Khlobystova zastosowanie nanocząsteczek tlenku ceru zamkniętych wewnątrz pustych nanostruktur węglowych skutkuje tym, że użyteczność tego procesu jest obciążona problemami związanymi ze słabą wydajnością i selektywnością. Najwyższy poziom selektywności dla utlenienia cykloheksenu do cykloheksenonu w takich nanoreaktorach wynosił 56% (acetonitryl, 80°C).Known methods of catalytic allylic oxidation using metals such as chromium, copper, rhodium, selenium, cobalt, ruthenium, iron, manganese, palladium or bismuth as catalysts for the allylic oxidation reaction are disclosed in the patent descriptions: US 6384251, US 6252119, US 8163944 , US 4393243, US24593594, CA2074880, WO 02/16391 or publications such as Crich, Zou Org. Lett. 2004, 775; Yu, Corey J. Am. Chem. Soc., 2003, 3232, Shing et al. Org. Lett. 2006, 3149, Salvador, Silvestre Tetrahedron Lett. 2005, 2581. Allylic oxidation reactions catalyzed by the mentioned metals, due to the toxicity of the transition metals used and the problematic separation of the product from trace impurities originating from the catalyst, have limited application, especially in the food and pharmaceutical industries . In Reddy et al. Res. Chem, Intermed. 2018, 6151 and Astle, Khlobystov et al. Nano Lett. 2020, 1161, information appeared on the oxidation reaction of allyl cyclohexene to cyclohexenone using a cerium catalyst in a heterogeneous form. The use of the CeO2-Sm2O3/SO2 nanocatalyst allows to achieve high reaction selectivity of 89%, however, the reaction takes place at a high temperature of 70°C and requires the use of acetonitrile as a solvent. In the case presented by Astle, Khlobystov, the use of cerium oxide nanoparticles enclosed inside hollow carbon nanostructures results in the process's utility being plagued by problems of poor efficiency and selectivity. The highest selectivity level for the oxidation of cyclohexene to cyclohexenone in such nanoreactors was 56% (acetonitrile, 80°C).
Z kolei, z publikacji Ewans i wsp. Chem. Commun. 2019, 12368, znane jest utlenianie allilowe prochiralnych 4,4-dipodstawionych cyklopentenów do γ-czwartorzędowych α,β-nienasyconych cyklopentenonów ale reakcja ta przebiega w acetonitrylu w temperaturze 40°C, z użyciem jodku miedzi(I) w roli katalizatora i bezwodnego wodoronadtlenku tert-butylu (TBHP) w roli utleniacza.In turn, from the publication of Ewans et al. Chem. Commun. 2019, 12368, allylic oxidation of prochiral 4,4-disubstituted cyclopentenes to γ-quaternary α,β-unsaturated cyclopentenones is known, but this reaction takes place in acetonitrile at 40°C, using copper(I) iodide as a catalyst and anhydrous hydroperoxide tert-butyl (TBHP) as an oxidant.
W znanym stanie techniki nie pojawiły się informacje dotyczące zastosowania homogenicznych związków ceru(IV) w roli katalizatora, w reakcjach utlenienia allilowego nienasyconych cykloalkanów.In the known state of the art, there is no information on the use of homogeneous cerium(IV) compounds as a catalyst in allylic oxidation reactions of unsaturated cycloalkanes.
Mając na uwadze wysoką wartość syntetyczną γ-czwartorzędowych α,β-nienasyconych cyklopentenonów, celowym było opracowanie nowej efektywnej metody syntezy tej klasy związków z prostych symetrycznych cyklopentenów, z wysoką wydajnością i selektywnością, niską toksycznością reagentów, rozpuszczalników i katalizatorów oraz możliwością przeprowadzenia reakcji w łagodnych warunkach bez konieczności zastosowania atmosfery gazu obojętnego czy bezwodnych warunków.Taking into account the high synthetic value of γ-quaternary α,β-unsaturated cyclopentenones, it was advisable to develop a new effective method for the synthesis of this class of compounds from simple symmetric cyclopentenes, with high efficiency and selectivity, low toxicity of reagents, solvents and catalysts, and the possibility of carrying out the reaction in mild conditions without the need for an inert gas atmosphere or anhydrous conditions.
Istotą wynalazku jest sposób otrzymywania γ-czwartorzędowych α,β-nienasyconych cyklopentenonów, takich jak: 4-acetylo-4-fenylocyklopent-2-en-1-on, 4-okso-1-fenylocyklopent-2-en-1-karboksylan metylu, 4-oksocyklopent-2-en-1,1-dikarboksylan dimetylu, 4-okso-1-(difenylofosfinoilo)cyklopent-2-en-1The essence of the invention is a method for obtaining γ-quaternary α,β-unsaturated cyclopentenones, such as: methyl 4-acetyl-4-phenylcyclopent-2-en-1-one, 4-oxo-1-phenylcyclopent-2-en-1-carboxylate , dimethyl 4-oxocyclopent-2-ene-1,1-dicarboxylate, 4-oxo-1-(diphenylphosphinoyl)cyclopent-2-ene-1
-karboksylan metylu oraz 4-heptadekanylo-4-(trimetylosililoksy)cyclopent-2-enon, przedstawionych na schemacie 2, z 4,4-dipodstawionych cyklopent-1-enów, takich jak: 1-(1-fenylocyklopent-3-en-1-yl)etanon, 1-fenylocyklopent-3-en-1-karboksylan metylu, cyklopent-3-en-1,1-dikarboksylan dimetylu, 1-(difenylofosfinoilo)cyklopent-3-en-1-karboksylan metylu oraz 1-heptadekanylo-1-trimetylosililoksycyklopent-3-en, w reakcji selektywnego utleniania allilowego wodnym roztworem wodoronadtlenku tert-butylu TBHP, o stężeniu 70%, z udziałem katalizatora cerowego charakteryzujący się tym, że do każdego z wymienionych 4,4-dipodstawionych cyklopent-1-enów dodaje się polarny rozpuszczalnik, w ilości odpowiadającej stężeniu substratu w roztworze (Cm) w granicach od 0,1 do 5 mol/dm3, korzystnie wodę destylowaną albo octan etylu, albo aceton, albo 10-11% wodny roztwór acetonitrylu oraz wodny roztwór wodoronadtlenku tert-butylu TBHP w ilości od 5 do 10 ekwiwalentów w stosunku do ilości substratu oraz azotan amonowo-cerowy(IV) jako homogeniczny katalizator, w ilości 0,01 do 0,1 ekwiwalentów w stosunku do ilości substratu. Tak przygotowaną mieszaninę reakcyjną, po szczelnym zamknięciu, miesza się przez 24 do 72 godzin w temperaturze w granicach od 20 do 25°C, po czym przeprowadza się ekstrakcję do rozpuszczalnika organicznego, a uzyskany produkt reakcji oczyszcza się za pomocą chromatografii kolumnowej.-methyl carboxylate and 4-heptadecanyl-4-(trimethylsilyloxy)cyclopent-2-enone, shown in scheme 2, from 4,4-disubstituted cyclopent-1-enes, such as: 1-(1-phenylcyclopent-3-en- 1-yl)ethanone, methyl 1-phenylcyclopent-3-en-1-carboxylate, dimethyl cyclopent-3-en-1,1-dicarboxylate, methyl 1-(diphenylphosphinoyl)cyclopent-3-en-1-carboxylate and 1- heptadecanyl-1-trimethylsilyloxycyclopent-3-ene, in the reaction of selective allylic oxidation with an aqueous solution of tert-butyl hydroperoxide TBHP, with a concentration of 70%, with the participation of a cerium catalyst, characterized in that for each of the mentioned 4,4-disubstituted cyclopent-1- enes, a polar solvent is added in an amount corresponding to the concentration of the substrate in the solution (Cm) ranging from 0.1 to 5 mol/dm 3 , preferably distilled water or ethyl acetate or acetone, or a 10-11% aqueous solution of acetonitrile and an aqueous solution tert-butyl hydroperoxide TBHP in an amount of 5 to 10 equivalents in relation to the amount of the substrate and ammonium cerium(IV) nitrate as a homogeneous catalyst, in an amount of 0.01 to 0.1 equivalents in relation to the amount of the substrate. The prepared reaction mixture, after being tightly closed, is stirred for 24 to 72 hours at a temperature ranging from 20 to 25°C, then extracted into an organic solvent, and the obtained reaction product is purified by column chromatography.
Wynalazek przedstawiono w następujących przykładach wykonania.The invention is presented in the following embodiments.
P r z y k ł a d 1. Sposób otrzymywania 4-acetylo-4-fenylocyklopent-2-en-1-onu według wynalazku.Example 1. Method for preparing 4-acetyl-4-phenylcyclopent-2-en-1-one according to the invention.
W fiolce zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne, umieszczono 2 g 1-(1-fenylocyklopent-3-en-1-yl)etanonu, co stanowiło 0,011 mola i rozpuszczono w 3,4 mL wody destylowanej do wartości stężenia substratu 3,2 M. Następnie dodano 11 mL 70% roztworu wodnego wodoronadtlenku tert-butylu (TBHP), co stanowiło 8 ekw. w stosunku do substratu (0,086 mola) oraz 59 mg azotanu amonowo -cerowego(IV) (CAN) jako katalizatora według wynalazku, co stanowiło 0,01 ekw. (0,11 mmol). Fiolkę zamknięto szczelnie korkiem i mieszano przez 24 godziny w temperaturze 25°C. Po tym czasie, rozpuszczalnik odparowywano na wyparce próżniowej, a następnie dodano 20 mL nasyconego roztworu Na2CO3 i ekstrahowano trzykrotnie 50 mL CH2Cl2. Frakcję organiczną osuszono za pomocą bezwodnego MgSO4, przesączano i odparowano na wyparce. Produkty reakcji oczyszczano za pomocą chromatografii kolumnowej na silikażelu, w tym celu mieszaninę reakcyjną naniesiono na kolumnę chromatograficzną wypełnioną żelem krzemionkowym. Kolumnę rozwijano za pomocą roztworu heksan : octan etylu w stosunku 15 : 1, zbierając frakcję o Rf = 0,53 (Heksan : AcOEt - 15 : 1). Po odparowaniu rozpuszczalnika otrzymano 1,56 g (0,0078 mola) 4-acetylo-4-fenylocyklopent-2-en-1-onu w formie pomarańczowego oleju, z wydajnością 73%. Otrzymany produkt został scharakteryzowany przy pomocy analizy widm rezonansu magnetycznego 1HNMR i 13CNMR.In a vial equipped with a magnetic stirrer, 2 g of 1-(1-phenylcyclopent-3-en-1-yl)ethanone, which was 0.011 mol, was placed and dissolved in 3.4 mL of distilled water to a substrate concentration of 3.2 M. Then 11 mL of 70% tert-butyl hydroperoxide (TBHP) aqueous solution was added, which was 8 eq. relative to the substrate (0.086 mol) and 59 mg of ammonium cerium(IV) nitrate (CAN) as a catalyst according to the invention, which was 0.01 equiv. (0.11 mmol). The vial was tightly closed with a stopper and stirred for 24 hours at 25°C. After this time, the solvent was evaporated on a vacuum evaporator, then 20 mL of saturated Na2CO3 solution was added and extracted three times with 50 mL of CH2Cl2. The organic fraction was dried over anhydrous MgSO4, filtered and evaporated. The reaction products were purified by column chromatography on silica gel. For this purpose, the reaction mixture was placed on a chromatographic column filled with silica gel. The column was expanded with a 15:1 hexane:ethyl acetate solution, collecting the fraction with Rf = 0.53 (Hexane:AcOEt - 15:1). After evaporating the solvent, 1.56 g (0.0078 mol) of 4-acetyl-4-phenylcyclopent-2-en-1-one were obtained in the form of an orange oil, with a yield of 73%. The obtained product was characterized by analysis of 1HNMR and 13CNMR magnetic resonance spectra.
1H NMR (500 MHz, CHLOROFORM-d) δ ppm 2,15 (s, 3 H) 2,47 (d, J = 18,6 Hz, 1 H) 3,58 (d, J = 18,6 Hz, 1 H) 6,36 (d, J = 5,7 Hz, 1 H) 7,17-7,21 (m, 2 H) 7,33-7,37 (m, 1 H) 7,39-7,43 (m, 2 H) 8,03 (d, J = 6,0 Hz, 1 H); 13C NMR (126 MHz, CHLOROFORM-d) δ ppm 26,7 (s) 44,4 (s) 67,1 (s) 126,3 (s) 128,0 (s) 129,5 (s) 135,0 (s) 140,4 (s) 161,6 (s) 203,5 (s) 207,1 (s). 1 H NMR (500 MHz, CHLOROFORM-d) δ ppm 2.15 (s, 3 H) 2.47 (d, J = 18.6 Hz, 1 H) 3.58 (d, J = 18.6 Hz , 1 H) 6.36 (d, J = 5.7 Hz, 1 H) 7.17-7.21 (m, 2 H) 7.33-7.37 (m, 1 H) 7.39- 7.43 (m, 2 H) 8.03 (d, J = 6.0 Hz, 1 H); 13 C NMR (126 MHz, CHLOROFORM-d) δ ppm 26.7 (s) 44.4 (s) 67.1 (s) 126.3 (s) 128.0 (s) 129.5 (s) 135 .0 (s) 140.4 (s) 161.6 (s) 203.5 (s) 207.1 (s).
Podczas wyżej opisanego oczyszczania produktu za pomocą chromatografii kolumnowej, jedynym dodatkowym wydzielanym związkiem był nieprzereagowany substrat przy jednoczesnej nieobecność innych produktów ubocznych, co świadczy o wysokiej selektywności opracowanej procedury utlenienia allilowego według wynalazku.During the above-described purification of the product by column chromatography, the only additional compound released was the unreacted substrate and the absence of other by-products, which proves the high selectivity of the allyl oxidation procedure developed according to the invention.
Przy kła d 2. Sposób otrzymywania 4-okso-1-fenylocyklopent-2-en-1-karboksylanu metylu według wynalazku.Example 2. Method for preparing methyl 4-oxo-1-phenylcyclopent-2-ene-1-carboxylate according to the invention.
W fiolce zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne, umieszczono 0,5 g 1-fenylocyklopent-3-en-1-karboksylanu metylu, co stanowiło 0,0025 mola i rozpuszczono w 0,5 mL wody destylowanej do wartości stężenia substratu 5 M. Następnie dodano 2,5 mL 70% roztworu wodnego TBHP, co stanowiło 8 ekw. w stosunku do substratu (0,02 mola) oraz 13,6 mg CAN, co stanowiło 0,01 ekw. w stosunku do substratu jako katalizatora według wynalazku. Fiolkę zamknięto szczelnie korkiem i mieszano przez 72 godziny w temperaturze 25°C. Po tym czasie, rozpuszczalnik odparowywano na wyparce próżniowej, a następnie dodano 20 mL nasyconego roztworu Na2CO3 i ekstrahowano trzykrotnie 50 mL CH2Cl2. Frakcję organiczną osuszono za pomocą bezwodnego MgSO4, przesączano i odparowano na wyparce. Produkty reakcji oczyszczano za pomocą chromatografii kolumnowej na silikażelu, w tym celu mieszaninę reakcyjną naniesiono na kolumnę chromatograficzną wypełnioną żelem krzemionkowym. Kolumnę rozwijano za pomocą roztworu CH2O2 : MeOH w stosunku 100 : 1, zbierając frakcję o Rf = 0,54 (CH2O2 : MeOH 100 : 1). Po odparowaniu rozpuszczalnika otrzymano 0,47 g (0,0022 mola) 4-okso-1-fenylocyklopent-2-en-1-karboksylanu metylu jako jasno żółtego oleju, z wydajnością 88%, wyższą niż wydajność 80% w reakcji opisanej w publikacji Ewans i inni Chem. Commun. 2019, 12368. Otrzymany produkt został scharakteryzowany przy pomocy analizy widm rezonansu magnetycznego 1HNMR i 13CNMR. Dane analityczne zgodne z literaturowymi opisanymi w publikacji Ewans i inni Chem. Commun. 2019, 12368.In a vial equipped with a magnetic stirrer, 0.5 g of methyl 1-phenylcyclopent-3-en-1-carboxylate, which was 0.0025 mol, was placed and dissolved in 0.5 mL of distilled water to a substrate concentration of 5 M. Then, 2 .5 mL of 70% TBHP aqueous solution, which was 8 equiv. relative to the substrate (0.02 mol) and 13.6 mg of CAN, which was 0.01 equiv. in relation to the substrate as a catalyst according to the invention. The vial was tightly capped and stirred for 72 hours at 25°C. After this time, the solvent was evaporated on a vacuum evaporator, then 20 mL of saturated Na2CO3 solution was added and extracted three times with 50 mL of CH2Cl2. The organic fraction was dried over anhydrous MgSO4, filtered and evaporated. The reaction products were purified by column chromatography on silica gel. For this purpose, the reaction mixture was placed on a chromatographic column filled with silica gel. The column was developed with a solution of CH2O2: MeOH in the ratio of 100: 1, collecting the fraction with Rf = 0.54 (CH2O2: MeOH 100: 1). Evaporation of the solvent gave 0.47 g (0.0022 mol) of methyl 4-oxo-1-phenylcyclopent-2-ene-1-carboxylate as a light yellow oil, with a yield of 88%, higher than the yield of 80% in the reaction described in the publication Ewans et al Chem. Commun. 2019, 12368. The obtained product was characterized by analysis of 1 HNMR and 13 CNMR magnetic resonance spectra. Analytical data consistent with those described in the publication by Ewans et al. Chem. Commun. 2019, 12368.
Przy kła d 3. Sposób otrzymywania 4-oksocyklopent-2-en-1,1-dikarboksylanu dimetylu według wynalazku.Example 3. Method for preparing dimethyl 4-oxocyclopent-2-ene-1,1-dicarboxylate according to the invention.
W fiolce zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne, umieszczono 3 g cyklopent-3-en-1,1-dikarboksylanu dimetylu, co stanowiło 0,016 mola i rozpuszczono w 5 mL wody destylowanej do wartości stężenia substratu 3,2 M. Następnie dodano 10,5 mL 70% roztworu wodnego TBHP, co stanowiło 5 ekw. w stosunku do substratu (0,081 mola) oraz 89 mg CAN, co stanowiło 0,01 ekw. w stosunku do substratu jako katalizatora według wynalazku. Fiolkę zamknięto szczelnie korkiem i mieszano przez 48 godzin w temperaturze 20°C. Po tym czasie, rozpuszczalnik odparowywano na wyparce próżniowej, a następnie dodano 20 mL nasyconego roztworu Na2CO3 i ekstrahowano trzykrotnie 50 mL CH2O2. Frakcję organiczną osuszono za pomocą bezwodnego MgSO4. Przesączano i odparowano na wyparce. Produkty reakcji oczyszczano za pomocą chromatografii kolumnowej na silikażelu, w tym celu mieszaninę reakcyjną naniesiono na kolumnę chromatograficzną wypełnioną żelem krzemionkowym. Kolumnę rozwijano za pomocą roztworu (CH2O2 : MeOH w stosunku 100 : 1, zbierając frakcję o Rf = 0,49 (CH2CL : MeOH 100 : 1). Po odparowaniu rozpuszczalnika otrzymano 2,67 g (0,0135 mola) 4-oksocyklopent-2-en-1,1-dikarboksylanu dimetylu jako białe, mikrokrystaliczne ciało stałe o t. top. = 61,1-61,8°C, z wydajnością 82,5%. Otrzymany produkt został scharakteryzowany przy pomocy analizy widm rezonansu magnetycznego 1HNMR i 13CNMR.In a vial equipped with a magnetic stirrer, 3 g of dimethyl cyclopent-3-ene-1,1-dicarboxylate, which was 0.016 mol, was placed and dissolved in 5 mL of distilled water to a substrate concentration of 3.2 M. Then, 10.5 mL of 70 was added % TBHP aqueous solution, which was 5 equiv. relative to the substrate (0.081 mol) and 89 mg of CAN, which was 0.01 equiv. in relation to the substrate as a catalyst according to the invention. The vial was tightly closed with a stopper and stirred for 48 hours at 20°C. After this time, the solvent was evaporated on a vacuum evaporator, then 20 mL of saturated Na2CO3 solution was added and extracted three times with 50 mL of CH2O2. The organic fraction was dried with anhydrous MgSO4. Filtered and evaporated. The reaction products were purified by column chromatography on silica gel. For this purpose, the reaction mixture was placed on a chromatographic column filled with silica gel. The column was developed with a solution (CH2O2: MeOH in a ratio of 100: 1, collecting the fraction with Rf = 0.49 (CH2CL: MeOH 100: 1). After evaporating the solvent, 2.67 g (0.0135 mol) of 4-oxocyclopent- Dimethyl 2-ene-1,1-dicarboxylate as a white, microcrystalline solid with mp = 61.1-61.8°C, with a yield of 82.5%. The obtained product was characterized by the analysis of 1HNMR magnetic resonance spectra. and 13 CNMR.
1H NMR (500 MHz, CHLOROFORM-d) δ ppm 3,74-3,79 (m, 2 H), 3,83 (s, 6 H), 6,31 (d, J = 5,7 Hz, 1 H), 7,72 (d, J = 5,4 Hz, 1 H); 13C NMR (126 MHz, CHLOROFORM-d) δ ppm 41,4 (s), 53,6 (s), 61,7 (s), 135,2 (s), 158,5 (s), 168,7 (s), 205,2 (s). 1 H NMR (500 MHz, CHLOROFORM-d) δ ppm 3.74-3.79 (m, 2 H), 3.83 (s, 6 H), 6.31 (d, J = 5.7 Hz, 1 H), 7.72 (d, J = 5.4 Hz, 1 H); 13 C NMR (126 MHz, CHLOROFORM-d) δ ppm 41.4 (s), 53.6 (s), 61.7 (s), 135.2 (s), 158.5 (s), 168, 7 (s), 205.2 (s).
Podczas wyżej opisanego oczyszczania produktu za pomocą chromatografii kolumnowej, jedynym dodatkowym wydzielanym związkiem był nieprzereagowany substrat przy jednoczesnej nieobecność innych produktów ubocznych, co świadczy o wysokiej selektywności opracowanej procedury utlenienia allilowego według wynalazku.During the above-described purification of the product by column chromatography, the only additional compound released was the unreacted substrate and the absence of other by-products, which proves the high selectivity of the allyl oxidation procedure developed according to the invention.
Przykład 4. Sposób otrzymywania 4-okso-1-(difenylofosfinoilo)cyklopent-2-en-1-karboksylanu dimetylu według wynalazku.Example 4. Method for preparing dimethyl 4-oxo-1-(diphenylphosphinoyl)cyclopent-2-ene-1-carboxylate according to the invention.
W fiolce zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne, umieszczono 0,3 g 1-(difenylofosfinoilo)cyklopent-3-en-1-karboksylanu metylu, co stanowiło 0,92 mmola i rozpuszczono w mieszaninie rozpuszczalników składających się z 8,27 mL wody destylowanej oraz 0,92 mL acetonitrylu do wartości stężenia substratu 0,1 M. Następnie dodano 1,2 mL 70% roztworu wodnego TBHP, co stanowiło 10 ekw. w stosunku do substratu (0,0092 mola) oraz 25 mg CAN, co stanowiło 0,05 ekw. w stosunku do substratu jako katalizatora według wynalazku. Fiolkę zamknięto szczelnie korkiem i mieszano przez 72 godziny w temperaturze 25°C. Po tym czasie, rozpuszczalnik odparowywano na wyparce próżniowej, a następnie dodano 20 mL nasyconego roztworu Na2CO3 i ekstrahowano trzykrotnie 50 mL CH2Cl2. Frakcję organiczną osuszono za pomocą bezwodnego MgSO4, przesączano i odparowano na wyparce. Produkty reakcji oczyszczano za pomocą chromatografii kolumnowej na silikażelu, w tym celu mieszaninę reakcyjną naniesiono na kolumnę chromatograficzną wypełnioną żelem krzemionkowym. Kolumnę rozwijano za pomocą roztworu CH2Cl2 : MeOH w stosunku 50 : 1, zbierając frakcję o Rf = 0,38 (CH2O2 : MeOH - 30 : 1). Po odparowaniu rozpuszczalnika otrzymano 0,27 g (0,00079 mola) 4-okso-1-(difenylofosfinoilo)cyklopent-2-en-1-karboksylanu dimetylu jako białe ciało stałe o t. top. = 132,7-135,3 z wydajnością 86%. Otrzymany produkt został scharakteryzowany przy pomocy analizy widm rezonansu magnetycznego 1HNMR, 13CNMR i 31PNMR.In a vial equipped with a magnetic stirrer, 0.3 g of methyl 1-(diphenylphosphinoyl)cyclopent-3-ene-1-carboxylate, which was 0.92 mmol, was placed and dissolved in a mixture of solvents consisting of 8.27 mL of distilled water and .92 mL of acetonitrile to a substrate concentration of 0.1 M. Then 1.2 mL of 70% TBHP aqueous solution was added, which was 10 eq. relative to the substrate (0.0092 mol) and 25 mg of CAN, which was 0.05 equiv. in relation to the substrate as a catalyst according to the invention. The vial was tightly capped and stirred for 72 hours at 25°C. After this time, the solvent was evaporated on a vacuum evaporator, then 20 mL of saturated Na2CO3 solution was added and extracted three times with 50 mL of CH2Cl2. The organic fraction was dried over anhydrous MgSO4, filtered and evaporated. The reaction products were purified by column chromatography on silica gel. For this purpose, the reaction mixture was placed on a chromatographic column filled with silica gel. The column was expanded with a solution of CH2Cl2: MeOH in the ratio of 50: 1, collecting the fraction with Rf = 0.38 (CH2O2: MeOH - 30: 1). After evaporating the solvent, 0.27 g (0.00079 mol) of dimethyl 4-oxo-1-(diphenylphosphinoyl)cyclopent-2-ene-1-carboxylate were obtained as a white solid with a mp. = 132.7-135.3 with an efficiency of 86%. The obtained product was characterized by analysis of 1 HNMR, 13 CNMR and 31 PNMR magnetic resonance spectra.
1H NMR (500 MHz, CHLOROFORM-d) δ ppm 2,94 (dd, J = 18,9, 13,2 Hz, 1 H) 3,18 (dd, J = 18,9, 8,2 Hz, 1 H) 3,56 (s, 3 H) 6,31 (dd, J = 5,7, 3,5 Hz, 1 H) 7,48-7,52 (m, 2 H) 7,55-7,60 (m, 2 H) 7,63-7,67 (m, 1 H) 7,75-7,80 (m, 2 H) 7,83-7,85 (m, 1 H) 7,90-7,95 (m, 2 H); 13C NMR (126 MHz, CHLOROFORM-d) δ ppm 40,4 (s) 53,2 (s) 61,2 (d, J = 55,7 Hz) 128,7 (d, J = 11,6 Hz) 129,4 (d, J = 69,4 Hz) 131,9 (d, J = 9,2 Hz) 132,0 (d, J = 9,2 Hz) 132,9 (s) 135,6 (d, J = 6,9 Hz) 158,8 (d, J = 6,9 Hz) 204,6 (s); 31P NMR (202 MHz, CHLOROFORM-d) δ ppm 32,1 (s). 1 H NMR (500 MHz, CHLOROFORM-d) δ ppm 2.94 (dd, J = 18.9, 13.2 Hz, 1 H) 3.18 (dd, J = 18.9, 8.2 Hz, 1 H) 3.56 (s, 3 H) 6.31 (dd, J = 5.7, 3.5 Hz, 1 H) 7.48-7.52 (m, 2 H) 7.55-7 .60 (m, 2 H) 7.63-7.67 (m, 1 H) 7.75-7.80 (m, 2 H) 7.83-7.85 (m, 1 H) 7.90 -7.95 (m, 2H); 13 C NMR (126 MHz, CHLOROFORM-d) δ ppm 40.4 (s) 53.2 (s) 61.2 (d, J = 55.7 Hz) 128.7 (d, J = 11.6 Hz ) 129.4 (d, J = 69.4 Hz) 131.9 (d, J = 9.2 Hz) 132.0 (d, J = 9.2 Hz) 132.9 (s) 135.6 ( d, J = 6.9 Hz) 158.8 (d, J = 6.9 Hz) 204.6 (s); 31 P NMR (202 MHz, CHLOROFORM-d) δ ppm 32.1 (s).
Podczas wyżej opisanego oczyszczania produktu za pomocą chromatografii kolumnowej, jedynym dodatkowym wydzielanym związkiem był nieprzereagowany substrat przy jednoczesnej nieobecności innych produktów ubocznych, co świadczy o wysokiej selektywności opracowanej procedury utlenienia allilowego według wynalazku.During the above-described purification of the product by column chromatography, the only additional compound released was the unreacted substrate and the absence of other by-products, which proves the high selectivity of the allyl oxidation procedure developed according to the invention.
P r z y k ł a d 5. Sposób otrzymywania 4-heptadekanylo-4-(trimetylosililoksy)cyclopent-2-en-1-onu według wynalazku.Example 5. Method for preparing 4-heptadecanyl-4-(trimethylsilyloxy)cyclopent-2-en-1-one according to the invention.
W fiolce zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne, umieszczono 0,2 g 1-heptadekanylo-1-trimetylosililoksycyklopent-3-enu, co stanowiło 0,53 mmola i rozpuszczono w mieszaninie rozpuszczalników składających się z 2,34 mL wody destylowanej oraz 0,29 mL acetonitrylu do wartości stężenia substratu 0,2 M. Następnie dodano 0,55 mL 70% roztworu wodnego TBHP, co stanowiło 8 ekw. w stosunku do substratu (0,0042 mola) oraz 29 mg CAN, co stanowiło 0,1 ekw. w stosunku do substratu jako katalizatora według wynalazku. Fiolkę zamknięto szczelnie korkiem i mieszano przez 48 godzin w temperaturze 25°C. Po tym czasie, rozpuszczalnik odparowywano na wyparce próżniowej, a następnie dodano 20 mL nasyconego roztworu Na2CO3 i ekstrahowano trzykrotnie 50 mL CH2O2. Frakcję organiczną osuszono za pomocą bezwodnego MgSO4, przesączano i odparowano na wyparce. Produkty reakcji oczyszczano za pomocą chromatografii kolumnowej na silikażelu, w tym celu mieszaninę reakcyjną naniesiono na kolumnę chromatograficzną wypełnioną żelem krzemionkowym. Kolumnę rozwijano za pomocą roztworu heksan : octan etylu w stosunku 100 : 5. Po odparowaniu rozpuszczalnika otrzymano 0,14 g (0,36 mmola) 4-heptadekanylo-4-(trimetylosililoksy)cyclopent-2-en-1-onu według wynalazku jako bezbarwny olej, z wydajnością 67,5%. Pomimo nieznacznie niższej wydajności reakcji w porównaniu z wynikiem zaprezentowanym w artykule Ewans i inni Chem. Commun. 2019, 12368, jej zaletami są łagodniejsze warunki, brak toksyczności reagentów, wodny r-ór TBHP, woda jako rozpuszczalnik oraz łagodniejsze warunki reakcji.In a vial equipped with a magnetic stirrer, 0.2 g of 1-heptadecanyl-1-trimethylsilyloxycyclopent-3-ene, which was 0.53 mmol, was placed and dissolved in a mixture of solvents consisting of 2.34 mL of distilled water and 0.29 mL of acetonitrile to the substrate concentration value of 0.2 M. Then 0.55 mL of 70% TBHP aqueous solution was added, which constituted 8 equiv. relative to the substrate (0.0042 mol) and 29 mg of CAN, which was 0.1 equiv. in relation to the substrate as a catalyst according to the invention. The vial was tightly closed with a stopper and stirred for 48 hours at 25°C. After this time, the solvent was evaporated on a vacuum evaporator, then 20 mL of saturated Na2CO3 solution was added and extracted three times with 50 mL of CH2O2. The organic fraction was dried over anhydrous MgSO4, filtered and evaporated. The reaction products were purified by column chromatography on silica gel. For this purpose, the reaction mixture was placed on a chromatographic column filled with silica gel. The column was developed with a 100:5 hexane:ethyl acetate solution. After evaporating the solvent, 0.14 g (0.36 mmol) of 4-heptadecanyl-4-(trimethylsilyloxy)cyclopent-2-en-1-one according to the invention was obtained as colorless oil, with a yield of 67.5%. Despite a slightly lower reaction efficiency compared to the result presented in the article by Ewans et al. Chem. Commun. 2019, 12368, its advantages are milder conditions, lack of toxicity of reagents, aqueous reaction TBHP, water as a solvent and milder reaction conditions.
Otrzymany produkt został scharakteryzowany przy pomocy analizy widm rezonansu magnetycznego 1HNMR i 13CNMR. Dane analityczne zgodne z literaturowymi opublikowanymi przez Ewans i inni Chem. Commun. 2019, 12368.The obtained product was characterized by analysis of 1HNMR and 13CNMR magnetic resonance spectra. Analytical data consistent with literature published by Ewans et al. Chem. Commun. 2019, 12368.
Podczas wyżej opisanego oczyszczania produktu za pomocą chromatografii kolumnowej, jedynym dodatkowym wydzielanym związkiem był nieprzereagowany substrat przy jednoczesnej nieobecności innych produktów ubocznych, co świadczy o wysokiej selektywności opracowanej procedury utlenienia allilowego według wynalazku.During the above-described purification of the product by column chromatography, the only additional compound released was the unreacted substrate and the absence of other by-products, which proves the high selectivity of the allyl oxidation procedure developed according to the invention.
Przedstawione w przykładach wykonania sposoby otrzymywania γ-czwartorzędowych α,β-nienasyconych cyklopentenonów, to jedyne znane na chwilę obecną procedury syntetyczne na bazie utlenienia allilowego.The methods for obtaining γ-quaternary α,β-unsaturated cyclopentenones presented in the examples are the only currently known synthetic procedures based on allylic oxidation.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL439227A PL243908B1 (en) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | Method for the preparation of γ-quaternary α,β-unsaturated cyclopentenones from selected 4.4-disubstituted cyclopent-1-enes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL439227A PL243908B1 (en) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | Method for the preparation of γ-quaternary α,β-unsaturated cyclopentenones from selected 4.4-disubstituted cyclopent-1-enes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL439227A1 PL439227A1 (en) | 2023-04-17 |
| PL243908B1 true PL243908B1 (en) | 2023-10-30 |
Family
ID=85983170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL439227A PL243908B1 (en) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | Method for the preparation of γ-quaternary α,β-unsaturated cyclopentenones from selected 4.4-disubstituted cyclopent-1-enes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL243908B1 (en) |
-
2021
- 2021-10-15 PL PL439227A patent/PL243908B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL439227A1 (en) | 2023-04-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhu et al. | Selective Meerwein–Ponndorf–Verley reduction of α, β-unsaturated aldehydes over Zr-zeolite beta | |
| Climent et al. | Designing the adequate base solid catalyst with Lewis or Bronsted basic sites or with acid–base pairs | |
| CN101400638A (en) | Method for making carboxylic acids | |
| KR20140117450A (en) | Method for producing farnesal using vanadium complex | |
| RU2564417C2 (en) | Novel alicyclic alcohol | |
| Ollevier et al. | The First Catalytic Mannich‐Type Reaction of N‐Alkoxycarbonylamino Sulfones with Silyl Enolates | |
| PL243908B1 (en) | Method for the preparation of γ-quaternary α,β-unsaturated cyclopentenones from selected 4.4-disubstituted cyclopent-1-enes | |
| CN107987044B (en) | Method for preparing valerolactone | |
| JP4649743B2 (en) | Process for producing macrocyclic ketone compounds | |
| Luo et al. | Sulfamic acid as a cost‐effective and recyclable catalyst for β‐Amino carbonyl compounds synthesis | |
| JP2509393B2 (en) | Method for producing terpene-based ketones | |
| EP0691325B1 (en) | Asymmetric hydrogenation of ketoisophorone derivatives | |
| EP1467812B1 (en) | Manganese(iv)-complex salts and their use as oxidation catalysts | |
| CN109232193B (en) | Method for preparing 3-isopropyl-5-cresol and carvacrol from 3-carene | |
| Maruyama et al. | Silver (I)-catalyzed isomerization of water-soluble quadricyclanes | |
| EP2269971B1 (en) | Process for producing a 2-alkyl-2-cycloalkene-1-one | |
| JP4594533B2 (en) | Method for producing reduced form of unsaturated organic compound using trichlorosilane, and reducing agent | |
| JPS6033370B2 (en) | Method for producing 2-aryl ethanol | |
| PL243909B1 (en) | Method of the preparation of α,β-unsaturated γ-heterocyclopentenones with participation of heterocyclopent-3-enes selected from the group | |
| JP5965659B2 (en) | Method for producing ether compound | |
| EP2150516A1 (en) | Aldol condensation reaction and catalyst therefore | |
| RU2529033C1 (en) | METHOD OF HYDROGENATING α, β-UNSATURATED KETONES | |
| CN118420448A (en) | Preparation method of chiral alpha-hydroxyketone | |
| JP5486210B2 (en) | Process for producing 2-alkyl-2-cycloalkene-1-one | |
| Nongkhlaw et al. | Novel synthesis of substituted cyclopropane acetic acid ethyl esters from cyclopropyl alkyl ketones |