химический каталог




Химия биологически активных природных соединений

Автор Н.А.Преображенский, Р.П.Евстигнеева

кислот состава Cis [23].

Для получения смеси высших жирных кислот, используемых для промышленных целей, применяют жидкофазное окисление парафинов, катализируемое солями марганца или кобальта. Жидкофазное окисление циклопарафинов, получаемых олигомеризацией бутадиена и последующим каталитическим гидрированием циклоалкенов, приводит к соответствующим циклоалканам, при щелочном расщеплении которых образуются монокарбоновые кислоты с тем же числом атомов углерода. Аналогичным методом получена лауриновая кислота [24]:

[О] КОН; 350 °С I

СН2-(СН2)10-СН2 -» CHj-tCHjM-CO->¦ ffl3(CH2)10COOHj

В синтезе жирных кислот насыщенного ряда используют многие классические методы удлинения цепи [25]:

1) Через стадию получения нитрилов:

RCOOH ->- RCH2OH ->- RCH2X -RCH2CN ->- RCH2COOHj

2) С применением реакции Арндта—Эйстерта:

CH2N2

RCOOH -j- RCOCI ->¦ RCOCHN2 ->¦ RCH2COOH

3) Карбоксилирование реагентов Гриньяра:

co2

RMgBr ->¦ RCOOH

4) Применение кадмий- или цинкорганических соединений. При конденсации диалкилкадмия или диалкилцинка с галогенангидридами моно-эфиров дикарбоновых кислот образуются кетокислоты, восстановление которых приводит к соответствующим насыщенным кислотам:

R2Cd + ClCO(CH2)„COOR' ->- RCO(CH2)„COOR' ->-

->- R(CH2)„+1COOR' -* R(CH2)„+1COOH

5) Реакции конденсации с применением ацетоуксусного эфира [23]:

СОСНз

RCOCI CH3ONa

CHsCOCHaCOOCaHs -*- RCOCHCOOC2H5-»-

COOQHs

X(CH2)„COOR' I

-j- RCOCHaCOOQHji -*~ RCOCH(CH2)„COOR' -

->- RCO(CH2)„+1COOR' -j- R(CH2)„+2COOH

R' = QHs, CH2CeH6: X = Hal

6) Реакции конденсации с применением малонового эфира. Удлинение цепи жирной кислоты осуществляется в этом случае последовательной конденсацией малонового эфира с ю-бромэфирами и галогенангидридами жирных кислот:

Вг(СНа)пСООС2Н5 С6Н5СН2ОН; Na

СЩСООСаЩа--(С2Н5ОСО)2СН(СН2)„СООС2Н5--*¦

206

RCOC1

-»¦ (CeH6CH2OCO)2CH(CH2)„COOCH2CeH5 —>-

[H]

-j- (свн5сн2осо)2с(сн2)„ссюсн2свН5 —*-

[Н]

->- RCO(CH2)„+1COOH -*• R(CH2)„+2COOH

Применение бензиловых эфиров более целесообразно в связи с возможностью удаления бензильных группировок каталитическим гидрированием в отличие от эфиров, включающих алкоксильные группы, которые могут быть удалены кислотным или щелочным гидролизом.

7) Анодное окисление. Анодное окисление смеси двух кислот является универсальным методом синтеза насыщенных кислот с прямой и разветвленной цепью:

[О]

RCOOH + НООС(СН2)„СООСН3 -»- R(CH2)„COOCH3

Этим методом синтезированы кислоты с длиной цепи Cs—Cis и выше.

8) Реакция теломеризации. Реакция теломеризации позволяет на основе доступного сырья (этилен и другие олефины и их галогенпроиз-водные, низшие спирты и др.) получать непосредственно или после простой химической переработки высшие моно- и бифункциональные соединения, в том числе карбоновые и дикарбоновые кислоты. Получаемые при теломеризации ю-галогензамещенные кислоты могут быть использованы для синтеза насыщенных и ненасыщенных кислот.

9) На основе циклических соединений. Насыщенные жирные кислоты состава Ci6, Cis и другие могут быть получены из циклоалканонов с помощью реакции Гриньяра [26]:

R

(CH2)„-CR [О] I он —-*¦ | || —> СН2-СН2 СН2-СН2 _Н2° СН2-СН

[Н]

->- RCO(CH2)„+1COOH -»- R(CH2)„+2COOH

п = 9; R = (СН2)3СН3, (СН2)6СН3

При взаимодействии алкилмагнийбромидов с циклоалканонами образуются третичные спирты—1-алкилциклоалканолы-1. Дегидратация этих спиртов приводит к 1-алкилциклоалкенам-1, окисление которых хромовым ангидридом и последующее восстановление образующихся при этом кетокислот дает соответствующие насыщенные кислоты.

Синтез ненасыщенных жирных кислот

При синтезе ненасыщенных кислот необходимо учитывать их высокую химическую активность: чувствительность к действию кислорода, температуры, света, склонность к миграции двойных связей с образованием конъюгированных систем и т. д. Для получения ненасыщенных кислот алифатического ряда с ijuc-конфигурацией двойных связей необходимо выбирать методы, которые обеспечивают стереонаправленный синтез данных соединений.

Во многих синтезах полиеновых кислот с природной пространственной структурой используют ацетилен и его производные, так как стерео-специфическое восстановление тройной связи приводит к уыс-олефинам.

(СН2)„-СО RMgBr (Сн2)„-с/

207

Синтез ненасыщенных жирных кислот с помощью реакции Иоцича.

Комплексы Иоцича, представляющие собой соединения типа

HC=CMgX XMgC==CMgX RCsCMgX

обладают высокой реакционной способностью, которая может быть объяснена электроноакцепторными свойствами ацетиленовой связи, обусловливающими поляризацию связи С—MgX. Реакция комплексов Иоцича с алкилгалогенидами используется для удлинения углеродной цепи с одновременным введением тройной связи, а также для непосредственного получения ацетиленовых кислот и их эфиров:

RfeCMgX + R'X -*- RCsCR' + MgXa

Конденсация проходит успешно лишь в случае аллильного ( = СН— —СН2Х) и пропаргильного (ssC—СН2Х) галогенов; для насыщенных алифатических галогенидов состава С4 и'Сб реакция протекает с трудом, а для соединений состава Се практически не идет.

В некоторых случаях вместо алкилгалогенида применяют соединения типа ROSO2CH3 и R2SO4 и получают удовлетворительные выходы при R=C2H5, С3Н7, С4Н9, С5Н11, СбН]3. Установлено, что в реакциях конденсации с участием реактивов Иоцича и Гриньяра растворители образуют сложные комплексы с металлоорганическими соединениями. Необходимое для проведения реакции предварительное вытеснение связанного в комплексе растворителя определяется относительной электро-нодонорной способностью алкилгалогенида и растворителя. Конденсация комплексов Иоцича с алкилгалогенидами проходит удовлетворительно при большей электронодонорной способности алкилгалогенида и отсутствии пространственных затруднений. В присутствии солей одновалентной меди выход увеличивается. Механизм действия одновалентной меди как катализатора точно не установлен, но предполагают, что ионы меди либо образуют промежуточные реакционноспособные ацети-лениды меди, либо вступают в координационную связь с галогеном, активируя связь С—X.

Реакции с комплексами Иоцича использованы в синтезах полиненасыщенных кислот алифатического ряда, таких, как линолевая, лино-леновая, у-линоленовая, арахидоновая, докозатетраен-7,10,13,16-овая и другие. При построении углеродной цепи жирных кислот с помощью комплексов Иоцича различают следующие этапы: 1) синтез метилен-разделенных (т. е. 1,4-полииновых) соединений путем удлинения цепи на различные фрагменты, 2) введение карбоксильной группы, 3) селективное гидрирование с образованием 1,4-полиеновых систем.

Синтез 1,4-полииновых соединений. Синтез 1,4-полииновых соединений общей формулы

СНзССЩ^СС^С-Сад^С-СНаХ X = ОН, Hal, СНО

осуществляют различными способами. Наиболее распространенный метод удлинения углеродной цепи ацетиленовых углеводородов — присоединение трехуглеродного фрагмента, в качестве которого обычно используют тетрагидропиранильное (в синтезе арахидоновой кислоты) или димагнийбромпроизводные пропаргилового спирта [27]:

i J CH3MgBr

СН3(СНг)*С=С-СН2Бт + HC^C-CHaO-^\f -»"

208

о -

->• CH^CHJX(C=C—CHJrf^'Q'^ -»- CH3(CH2)^(C=C-CH2)2OH

СН3(СНг)я(С=С—CH2)j,Br + BrMgCsC—CH2OMgBr -*-

-*¦ СЩСЩЛС^С-СНг^ОН

Для удлинения углеродной цепи ацетиленов на четыре атома углерода используют их реакции с магнийорганическим соединением 4-хлорбутин-2-ола-1 или с 1,4-дихлорбутином-2 [28]:

СН3(СН2)ЯС=СН + С1СНгС=С-СН2Х -» СНа(СН2)^(С=С-СН2ЬХ'

X = OMgBr, Hal; X' = ОН, Hal

Присоединение шестиуглеродной единицы — 2- (гексадиин-2,5-илок-си) -тетрагидропирана

CH3MgEr

СН3(СН2)л(С=С-СН2)^Вг + Н(С=С—CH220^

-» СН3(СН2)я(С=С-СН2)!/+2ОН

было использовано в синтезе арахидоновой и докозагексаен-4,7,10,13,16,19-овой кислот [28].

Присоединение более длинных фрагментов осуществляют конденсацией алкинов или их галогенпроизводных с реактивами Иоцича, полученными из спиртов, хлоридов и циклических ацеталей, содержащих ю-ацетиленовую группировку:

СН8(СНа)л(С^С-СН2)г/Вг -f BrMgCsC-(CH2)„OMgBr -*

-*¦ CHstCHJ^tCsC-CHJyntCHJMOH

n = 3,4

Так, конденсация с хлоридами использована для удлинения цепи на одном из этапов синтеза арахидоновой [29], а также в классическом синтезе линолевой кислот [30]:

СН3(СН2)4С=С—СН2—C=CMgBr + ВгСН2(С=С—СН2)2(СН2)2С1 ->¦

-»- CH3(CH2)4(feC-CH2)4(CH2)2Cl

ю-Ацетиленовые ацетали использованы при построении 1,4-дииновой системы в синтезе линолевой (х=4, у—\) и линоленовой (х—1, у=2) кислот i[31]:

О

CH3(CH2)x(C=C-CHa)jBr + HC=C(CH2),HC( | 2 -+

\ /СН2

о

о

-»- СЩСШЛС^-СНг^СЩеНс/ -^-»-

\ /сн2 о

-СН3(СН2)х(С^Сг-СНа)у+1(СН2)6СНО

1,4-Полииновые углеводороды с концевой ацетиленовой связью, широко используемые при получении полиеновых кислот, обычно синтезируют конденсацией алкинов-1 с пропаргилбромидом [29]:

СН3(СН2)яС=СН+|/ВгСН2С=СН -f CH3(CH2),(0=C-CH2)j,C=CH

14—2394 t 209

Однако при работе с полииновыми соединениями подобного типа необходимо учитывать их способность к реакциям полимеризации и изомеризации. В случае метиленразделенных полииновых углеводородов с концевой тройной связью изомеризация идет в очень мягких условиях (например, в присутствии NaNH2 при —55 ч—60 °С):

RCH2C=CH -»- [RCH=C=CH2] -> RCsC-CHg х

Введение карбоксильной группы. Переход от галогенпроизводных ацетиленовых углеводородов к соответствующим кислотам может быть осуществлен конденсацией их с малоновым эфиром, что сопровождается удлинением цепи на два атома углерода. Такой способ введения карбоксильной группы использован, например, при получении линолевой кислоты [32]:

СН3(СН2)4(0=С-СН2)2(СН2)Б1 + NaCH(COOC2H6)2 -*-

-»¦ СН3(СН2)4(С=С-СН2)2(СН2)6СН(СООС2НБ)2 ->-

-> CH3(CH2)4(G=C-CH2)2(CH2)6COOH

Основными недостатками этого метода являются проведение конденсации в щелочной среде и жесткий температурный режим декарбоксилирования, что может привести к изомеризации тройных связей.

Введение карбоксильной группы может быть также осуществлено окислением альдегидов окисью серебра

Ag20

СНз(СН2)*(С=С— СН2уСН2)вСНО ->- СН3(СН2)А:(С=С-СН2)г,(СН2)6СООН

или карбоксилированием соединений Гриньяра. Этот способ применен в синтезах 1-14С-линолевой, линоленовой, арахидоновой и других кислот:

1. Mg

2. Ю2

СН3(СН2)л(С=С-СН2)г,(СН2)„Х -*- СН2(СН2)А:(С=С-СН2)г,(СН2)„СООН

Аналогично осуществляется карбоксилирование и полиеновых систем [30].

Введение карбоксильной группы в галогеналкины или галогеналке-ны осуществляется через стадию получения нитрилов. Лучшие результаты были получены при использовании метансульфонатов в реакции с цианистым калием [29].

Наиболее часто для введения карбоксильной группы и одновременного удлинения цепи используют конденсацию со-ацетиленовых кислот или эфиров с замещенными пропаргилбромидами:

СНз(СН2)„(С=С-СН2)хВг + СН=С— CH2(CH2)j,COOR ->-

-»- CH3(CH2)„(C=C-CH2)JI;+1(CH2)i,COOR

Реакция осуществляется в мягких условиях и с высокими выходами.

Этот принцип применен в синтезе линолевой (п=4, х=1, у=6) [27, 33], у-линоленовой (п=4, х=2, у=3) [27], линоленовой (п=1, х=2, У=6) ![34], арахидоновой (п=4, х=Ъ, у=2) [27, 28, 31], докозатет-раен-7,10,13,16-овой (п=4, д:=3, #=4) [31], тетракозатетраен-9,12,15,18-овой (п=4, х=3, #=6) и других кислот.

Избирательное гидрирование 1,4-полииновых систем. Для избирательного и стереоселективного восстановления тройных связей в цис-этиленовые применяют катализатор Линдлара — Pd/CaC03, отравлен-

210

ный солями свинца и хинолином, который нашел широкое применение в синтезе полиеновых кислот [35]. Для избирательного восстановления галогеналкинов в цис-галогеналкены в синтезе полиеновых кислот применяют диизобутилалюминийгидрид. Диизоамилборан селективно и сте-реоспецифично восстанавливает полииновые соединения в цыс-полиено-вые, например в синтезе арахидоновой кислоты [35]:

[ "I

UCH3)2CH-CH-J2 вн

CHsCC^JjCOsC-CHJjCCH^iCOOCHa---

1. сн3он

2. СН3Ш0Н

-»- СНа(СгШСН=С—СН2)4(СН2)2СООСН3->¦

-»- СНз(СН2)4(СН=СНСН2)4(СН2)2СООСН3"+ СНзОВ[СН(СН3)СН(СНз)2]2

Синтез ненасыщенных кислот по методу Гриньяра—Вюрца. Этот метод основан на взаимодействии магнийорганических производных эфиров предельных карбоновых кислот с соединениями, содержащими про-паргильный галоген, и последующем гидрировании полученных при этом кислот. Так, например, линолевая кислота синтезирована реакцией 1-хлорундекадиина-2,5 с магнийиодпроизводным, полученным из метилового эфира 7-иодгептановой кислоты [36]:

СН3(СН2)4(С=С-СН2)2С1 + IMg(CH2).COOR -»

1. [Н]

2. но-

-»- CH3(CH2)4(C=C-CH2)2(CH2)6COOR -»- CHg(CH2)4(CH=CH-CH2)2(CH2)eCOOH

Этот способ синтеза линолевой кислоты имеет преимущества перед описанными ранее, поскольку он включает меньшее число стадий и идет с более высоким выходом (45%), чем при применении комплексов Иоцича (~ 15%).

Построение углеродной цепи с помощью магнийорганических производных ацетиленовых соединений с последующим избирательным гидрированием на одной из последних стадий является удобным методом синтеза полиеновых кислот с tfuc-конфигурацией двойных связей. Однако промежуточные ацетиленовые соединения очень лабильны и требуют специальных мер при выделении, очистке и хранении.

Построение углеродной цепи ненасыщенных кислот с помощью аце-тиленидов металлов. Ацетилен и его монозамещенные при действии металлов образуют реакционноспособные соединения общей формулы

RC=CMe Me = Na, Li, К, Ag, VaHg и др.

которые реагируют с алкилгалогенидами в более мягких условиях по сравнению с комплексами Иоцича. В синтезе полиеновых кислот преимущественно применяют натрий и литийпроизводные.

Однако этот метод имеет ряд ограничений. Так, галогеналкины нормального строения, содержащие более шести атомов углерода, с трудом реагируют с ацетиленидами металлов. Хлоралкины в этой реакции дают низкие выходы диалкилзамещенных ацетиленов. Вторичные, третичные, а также некоторые первичные алкилгалогениды изостроения в реакции с ацетиленидом натрия отщепляют галогеноводород. Кроме того, в условиях этой реакции ацетиленовые соединения могут подвергаться изомеризации при действии щелочных агентов. Поэтому, как правило, применение металлических производных ацетиленовых углеводородов

14*

ограничено синтезами моноеновых кислот, общий принцип построения углеродной цепи которых может быть представлен следующей схемой:

1(СН2)ПС1 2. но~ СНз(СН2)тС^СН-> СНз(СН2)тС=С(СН2)„С1 ->¦

[Н]

-»- СН3(СН2)тС=С(СН2)пСООН ->¦ СНз(СН2)тСН=СН(СН2)„СООН

Конденсацией натриевых производных алкинов-1 с а-хлор-со-иодал-канами получают 1 -хлоралкины, которые переводят в ацетиленовые кислоты через стадии цианирования и омыления. Частичное гидрирование этих кислот приводит к соответствующим цыс-моноеновым кислотам. По аналогичной схеме получена олеиновая кислота (т=п=7) [37].

Значительное влияние на конденсацию алкилгалогенидов с натриевыми производными монозамещенных ацетиленов оказывает присутствие в их молекулах других реакционноспособных групп. Так, при наличии сложноэфирных групп наряду с основной конденсацией протекают побочные реакции аце

страница 30
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

Скачать книгу "Химия биологически активных природных соединений" (6.60Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Двухтопливные котлы Viessmann Vitoplex 100 401-500
красивая посуда купить через интернет
как транспортировать электровелосипед в самолете
Перейдите по ссылке, получайте скидки в КНС по промокоду "Галактика" - acer ноутбуки цена - федеральный мегамаркет компьютерной техники.

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(08.12.2016)