Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ (2Е,4Е)-N-ИЗОБУТИЛДЕКА-2,4-ДИЕНАМИДА

Изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения (2E,4E)-N-изобутилдека-2,4-диенамида.

(2E,4E)-N-изобутилдека-2,4-диенамид (пеллиторин), выделенный из Anacyclus pyrethrum, некоторых видов Piperaceae и Echinacea, проявляет цитотоксическую, антибактериальную и противотуберкулезную активность, а также является хорошо известным и эффективным природным инсектицидом.

Результаты изобретения могут быть использованы в химии, медицинской химии, фармации и сельском хозяйстве.

Основной задачей в синтезе пеллиторина является стереоселективное построение сопряженной (2E,4E)-диеновой системы, связанной с амидной функцией.

Известен способ получения (2E,4E)-N-изобугилдека-2,4-диенамида (М. Jacobson, J. Amer. Chem. Soc, 1953, vol.75, p.2584-2586), основанный на двух последовательных конденсациях Кневенагеля-Дебнера с низким общим выходом (3,3%).

Известен способ получения (2E,4E)-N-изобутилдека-2,4-диенамида (R. Bloch, D. Hassan-Gonzales, Tetrahedron, 1986, vol.42, p.4975-4981), основанный на термолизе (Z)-2,3-диалкил-3-сульфолинов со средним общим выходом (44%). В синтезе используются труднодоступное сырье и реагенты, что делает невозможным масштабирование процесса.

Известен способ получения (2E,4E)-N-изобутилдека-2,4-диенамида (F. Babudri, V. Fiandanese, F. Naso, A. Punzi, Tetrahedron Lett., 1994, vol.35, p.2067-2070), основанный на гомологенизации тиофенилового эфира 5-иодо-2E,4E-пентадиеновой кислоты. Конверсия тиоэфирной группы в амидную с последующим кросс-сочетанием с соответствующим реактивом Гриньяра в присутствии комплексов переходных металлов приводит к целевому (2E,4E)-N-изобутилдека-2,4-диенамиду с низким выходом (9%).

Известен способ получения (2E,4E)-N-изобутилдека-2,4-диенамида (G.M. Strunz, H.J. Finlay, Can. J. Chem., 1996, vol.74, p.419-432), основанный на изомеризации этилового эфира дека-2-иновой кислоты со средним выходом (52%).

Таким образом, известные способы получения (2E,4E)-N-изобутилдека-2,4-диенамида характеризуются невысокими общими выходами целевого продукта и используют труднодоступные реагенты.

Выбранный нами за прототип способ получения (2E,4E)-N-изобутилдека-2,4-диенамида (Р.Н. Шахмаев, А.У. Ишбаева, В.В. Зорин, Стереонаправленный синтез природных (2E,4E)-диенамидов и их синтетических аналогов, ЖОрХ., 2012, т.48, вып.7, с.913-918) основан на доступном сырье (гептине-1 и акриловой кислоте), отличается высокой стереоселективностью, хорошим общим выходом целевого продукта (75% на исходный 1-гептин) и включает следующие стадии:

1. алюмогидрирование-иодирование 1-гептина (2) с получением (1E)-1-иодгепт-1-ена (3);

2. хлордегидроксилирование акриловой кислоты с последующим амидированием образующегося акрилхлорида (4) изобутиламином с получением N-изобутилакриламида (5);

3. сочетание (1E)-1-иодгепт-1-ена (3) с N-изобутилакриламидом (5) в присутствии Pd(OAc)₂, K₂CO₃ и тетрабутиламмонийхлорида в ДМФА при 70°C с получением (2E,4E)-N-изобутилдека-2,4-диенамида (1).

Способ имеет недостатки на конечной стадии сочетания (1E)-1-иодгепт-1-ена с N-изобутилакриламидом в присутствии Pd(OAc)₂, K₂CO₃ и тетрабутиламмонийхлорида в ДМФА с получением (2E,4E)-N-изобутилдека-2,4-диенамида:

1. Недостаточно высокий выход продукта.

2. Недостаточно высокая изомерная чистота образующегося продукта.

Задачей изобретения является создание более эффективного способа получения (2E,4E)-N-изобутилдека-2,4-диенамида с более высоким выходом и стереоселективностью.

Указанная задача решается тем, что в способе получения (2E,4E)-N-изобутилдека-2,4-диенамида, включающем алюмогидрирование-иодирование 1-гептина с получением (1E)-1-иодгепт-1-ена, хлордегидроксилирование акриловой кислоты с последующим амидированием образующегося акрилхлорида изобутиламином с получением N-изобутилакриламида, сочетание (1E)-1-иодгепт-1-ена с N-изобутилакриламидом в присутствии Pd(OAc)₂, K₂CO₃ и тетрабутиламмонийхлорида в полярном апротонном растворителе при повышенной температуре, согласно изобретению, сочетание (1E)-1-иодгепт-1-ена с N-изобутилакриламидом в присутствии Pd(OAc)₂, K₂CO₃ и тетрабутиламмонийхлорида осуществляют в среде N-метилпирролидона при следующем мольном соотношении [(1E)-1-иодгепт-1-ен]:[N-изобутилакриламид]:[Pd(OAc)₂]:[K₂CO₃]:[Bu₄NCl]:[N-метилпирролидон]=1:2:0,02:2,5:1:8 в течение 11 ч в атмосфере аргона при 60°C.

Способ осуществляется следующим образом. Смесь (1E)-1 -иодгепт-1-ена, N-изобутилакриламида, Pd(OAc)₂, K₂CO₃ и Bu₄NCl в среде N-метилпирролидона при следующем мольном соотношении реагентов [(1E)-1-иодгепт-1-ен]:[N-изобутилакриламид]:[Pd(OAc)₂]:[K₂CO₃]:[Bu₄NCl]:[N-метилпирролидон]=1:2:0,02:2,5:1:8 перемешивают в течение 11 ч в атмосфере аргона при 60°C. Дальнейшие операции по выделению и очистке (2E,4E)-N-изобутилдека-2,4-диенамида не отличаются от прототипа.

В результате изобретения выход (2E,4E)-N-изобутилдека-2,4-диенамида в результате сочетания (1E)-1-иодгепт-1-ена и N-изобутилакриламида повышается до 94% (у прототипа - 85%). Общий выход (2E,4E)-N-изобутилдека-2,4-диенамида составляет 83% (у прототипа - 75%) на исходный 1-гептин. Содержание побочных изомеров не превышает 1%.

Пример 1. Получение (1E)-1-иодгепт-1-ена. К раствору 0.096 г (0.01 моль) 1-гептина в 10 мл абсолютного гексана приливали 15 мл 1М раствора диизобутилалюминийгидрида в гексане и перемешивали 6 ч при 55°C в атмосфере аргона. Реакционную смесь охлаждали до -50°C и прибавляли раствор 2.79 г (0.011 моль) иода в 15 мл безводного ТГФ в течение 30 мин. Затем реакционную смесь нагревали в течение 1 ч до комнатной температуры, перемешивали при этой температуре еще 12 ч и приливали при охлаждении льдом 25 мл 10% раствора серной кислоты. Органический слой отделяли, водный экстрагировали гексаном (3×15 мл). Объединенные органические слои промывали насыщенным раствором NaCl, сушили над Na₂SO₄ и концентрировали. Продукт выделяли методом колоночной хроматографии (SiO₂, гексан - хлороформ, 6:1→2:1). Выход 1.98 г (88%), маслообразное вещество. ИК спектр, ν, см^-1: 2955, 2924, 2855, 1605, 1458, 1209, 1173, 939. Спектр ЯМР ¹Н, δ, м.д.: 0.88 т (3Н, СН₃, J 6.9 Гц), 1.21-1.44 м (6Н, 3СН₂), 2.05 к.д (2Н,=С³Н₂,³J 7, ⁴J 1.5 Гц,), 5.97 д.т (1Н,=С₁Н, ³J_транс 14.4, ⁴J 1.5 Гц,), 6.51 д.т (1H,=C²H, J_тpaнс 14.4, J 7 Гц). Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 13.93 (С⁷), 22.35 (С⁶), 27.99 (С⁴), 31.04 (С⁵), 35.95 (С³), 74.27 (С¹), 146.69 (С²). Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 224 (34) [М]⁺, 167 (24), 154 (55), 97 (22), 69 (13), 55 (100), 41 (23), 39 (13).

Пример 2. Получение N-изобутилакриламида. К 1.81 г (0.02 моль) акрилхлорида в 20 мл абсолютного дихлорметана медленно приливали 2.92 г (0.04 моль) изобутиламина в 20 мл абсолютного дихлорметана при 0-5°C. Реакционную смесь перемешивали в инертной атмосфере в течение 3 ч при комнатной температуре. Выпавший осадок фильтровали и промывали дихлорметаном (2×10 мл). Органический слой последовательно промывали 5 мл воды, 5 мл насыщенного раствора NaHCO₃ и сушили Na₂SO₄. Растворитель упаривали под пониженным давлением, сырой продукт очищали методом колоночной хроматографии (SiO₂, гексан-этилацетатат, 5:1→4:1). Выход 1.98 г (78%). ИК спектр, ν, см^-1: 3287, 2961, 2928, 1656, 1626, 1555, 1244, 988, 955. Спектр ЯМР ¹Н, δ, м.д.: 0.92 д (6Н, 2СН₃, J 6.7 Гц), 1.76-1.89 м [1Н, CH(СН₃)₂], 3.13 т (2Н, CH₂N, J 6.4 Гц), 5.59 д.д (1Н,=C³H_ЦИC, ³J 8.8, ²J 3 Гц), 6.21-6.36 м (2Н,=С³H_транс,=С²Н), 7.25 уш.с (1Н, NH). Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 19.90 [СН(СН₃)₂], 28.20 [СН(СН₃)₂], 46.77 (CH₂N), 125.39 (С³), 131.11 (С²), 165.92 (С¹). Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 127 (17) [М]⁺, 112 (36), 85 (11), 84 (87), 72 (25), 55 (100), 43 (14), 41 (21), 39 (12).

Пример 3. Получение (2E,4E)-N-изобутилдека-2,4-диенамида. К суспензии 0.224 г (1 ммоль) (1E)-1-иодгепт-1-ена, 0.254 г (2 ммоль) N-изобутилакриламида, 0.346 г (2.5 ммоль) K₂CO₃, 0.278 г (1 ммоль) Bu₄NCl в 0.7 мл N-метилпирролидона приливали раствор 4.5 мг (0.02 ммоль) Pd(OAc)₂ в 0.1 мл N-метилпирролидона. Реакционную смесь продували аргоном и нагревали при перемешивании в течение 11 ч при 60°C до полной конверсии (1E)-1-иодгепт-1-ена (контроль по ГЖХ). Затем добавляли 3 мл воды и 5 мл диэтилового эфира, органический слой отделяли, а водный экстрагировали диэтиловым эфиром (2×5 мл). Объединенные органические слои промывали насыщенным раствором NaCl (5 мл), сушили Na₂SO₄ и концентрировали. Сырой продукт очищали методом колоночной хроматографии (SiO₂, гексанэтилацетат, 9:1→1:1). Выход 0.21 г (94%), т.пл. 88-89°C. ИК спектр, ν, см^-1: 3296, 2955, 2926, 2868, 1655, 1628, 1551, 1466, 1256, 995. Спектр ЯМР ¹Н, δ, м.д.: 0.86-0.95 м (9Н, 3CH₃), 1.22-1.46 м (6Н, 3CH²), 1.74-1.87 м [1Н, СН(СН₃)₂], 2.13 к (2Н, С⁶Н₂, J 7 Гц), 3.14 т (2Н, CH₂N, J 6.4 Гц), 5.93 д (1Н,=С²Н, J 15 Гц), 5.99-6.17 м (2Н,=С⁴Н,=С⁵Н), 6.64 уш.с (1Н, NH), 7.17 д.д (1Н,=С³Н, J 15, 10.3 Гц). Спектр ЯМР ¹³С, 5, м.д.: 13.82 (С¹⁰), 20.02 [СН(СН3)2], 22.30 (С⁹), 28.35 (С⁷), 28.44 [СН(СН₃)₂], 31.20 (С⁸), 32.72 (С⁶), 46.86 (CH₂N), 122.15 (С²), 128.26 (С4), 140.69 (С³), 142.55 (С⁵), 166.63 (С1). Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 223 (19) [М]⁺, 152 (36), 151 (100), 1 13 (24), 1 10 (21), 96 (87), 95 (31), 81 (86), 79 (20), 69 (32), 67 (33), 66 (22), 57 (21), 55 (25), 53 (27), 44 (27), 41 (40).

Предлагаемый способ имеет следующие преимущества:

1. Более высокий выход (2E,4E)-N-изобутилдека-2,4-диенамида.

2. Более высокая изомерная чистота (2E,4E)-N-изобутилдека-2,4-диенамида.