1
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ
ІНСТИТУТ ОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ
УДК 547.279.52+547.427.6
МАЦНЄВ
Андрій Вікторович
ОРГАНІЛСУЛЬФОКСИДИФТОРООЦТОВІ КИСЛОТИ, ЇХ ПОХІДНІ ТА ОПТИЧНА АКТИВНІСТЬ
02.00.03 – органічна хімія
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата хімічних наук
Київ-2003
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана у відділі хімії фтороорганічних сполук Інституту органічної хімії НАН України.
Науковий керівник: доктор хімічних наук, професор
ЯГУПОЛЬСЬКИЙ Лев Мусійович,
Інститут органічної хімії НАН України,
головний науковий співробітник
Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор
ІЛЬЧЕНКО Андрій Якович,
Інститут органічної хімії НАН України,
кандидат хімічних наук
ГЕРУС Ігор Іванович,
Інститут біоорганічної хімії
та нафтохімії НАН України
Провідна установа: Національний університет України імені Тараса
Шевченка (м. Київ)
Захист відбудеться 06.11. 2003 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.217.01 при Інституті органічної хімії НАН України (02094, Київ-94, вул. Мурманська, 5).
З дисертацією можна ознайомитися в науковій бібліотеці Інституту органічної хімії НАН України.
Автореферат розісланий 05.10.2003 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради
доктор хімічних наук, професор Фещенко Н.Г.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Серед фторовмісних сполук сірки, які найбільш активно вивчались протягом останніх років, значна увага надавалась дослідженню фторовмісних сульфідів, сульфонів та їх похідних. Зараз все більшої уваги заслуговують найменш вивчені фторовмісні сульфоксиди. Відносно недавно синтезовані та вже застосовуються деякі біологічно активні сполуки, які мають у складі –S(O)CF3 групу, наприклад, інсектицид фіпроніл.
Незважаючи на велику кількість публікацій по оптично активним похідним сульфоксидів, не було жодної роботи, в якій був би приведений метод одержання оптично активних фторовмісних сульфоксидів. Синтез органілсульфінілдифторо-оцтових кислот може дати можливість отримати оптично активні фторовмісні сульфоксиди, а наявність карбоксильної групи дозволить функціоналізувати сульфоксиди по ?-положенню відносно дифторометиленової групи.
Мета роботи полягала у синтезі оптично активних фторовмісних сульфоксидів з фторованим угрупованням в ?-положенні до центру оптичної активності.
Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання:
· —
знайти зручні методи синтезу органілсульфінілдифторооцтових кислот;
· —
підібрати умови для розділення енантіомерів;
· —
знайти шляхи функціоналізації сульфоксидифтороацетатного угруповання, які б забезпечили недоторканість сульфоксигрупи.
Наукова новизна одержаних результатів. В результаті проведеної роботи:—
розроблені методи синтезу (серед них новий одностадійний метод) та одержані необхідні для досліджень ароматичні та гетероциклічні сульфоксиди, які містять дифторометиленкарбокси- та дифторометиленкарбалкоксигрупи у боковому ланцюгу;
—
розроблений метод синтезу хлороангідридів арилсульфокси-дифторооцтових кислот, який виключає відновлення сульфоксигрупи;
—
порівняння ЯМР 19F спектрів синтезованих сульфідів, сульфоксидів та сульфонів показало, що хімічні зсуви атомів фтору дифторометиленової групи відповідають АВ системі, що свідчить про нееквівалентність атомів фтору в сульфоксидах; —
було показано, що метод ЯМР 19F є зручним методом контролю оптичної чистоти одержаних діастереомерів; —
синтезовані арил(N-трифторометилсульфоніліміно)тіодифторооцтові кислоти та їх похідні; —
показано, що атоми фтору дифторометиленової групи в цих сполуках магнітно нееквівалентні; —
отримано нові типи оптично активних сполук сірки (IV) — сульфоксидифторооцтові кислоти та їх іміноаналоги — N-трифторометил-сульфонілсульфіміди із фторованим угрупованням в ?-положенні до центру оптичної активності.
Практичне значення отриманих результатів. Розроблено зручні препаративні методи одержання ароматичних сульфоксидів з дифторометилен-карбоксигрупою у боковому ланцюзі та їх різноманітних похідних.
Синтезовані сульфоксиди є потенційними біологічно активними сполуками, а розроблені методи функціоналізації отриманих сульфоксидифторооцтових кислот відкривають перспективи цілеспрямованого синтезу сполук з конкретними практичними властивостями.
Особистий внесок здобувача. Здобувачем була виконана експериментальна частина роботи, зроблено обробку та аналіз отриманих результатів, сформульовані висновки дисертаційної роботи.
Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи були представлені на XXVII Конференції молодих учених з органічної та елементоорганічної хімії (м. Київ, 17–18.05.2001р), Міжнародному симпозіумі, присвяченому 100-річчю від дня народження академіка О. В. Кірсанова (м. Київ, 21–23 серпня 2002р.).
Публікації за темою дисертації. Матеріали дисертаційної роботи опубліковані в 3 статтях та тезах 1 доповіді.
Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, огляду літератури, експериментальної частини, обговорення результатів, висновків та списку використаних літературних джерел. Дисертація викладена на 119 сторінках друкованого тексту.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
1.
Органілсульфоксидифторооцтові кислоти та їх ефіри
Необхідні для наших дослідів органілсульфоксидифторооцтові кислоти не були відомі раніше. Тому треба було розробити методи синтезу такого типу сполук. Вихідними речовинами для їх синтезу були ефіри арилтіодифторооцтових кислот. До нашої роботи були описані феніл- та п-хлорофенілтіодифторооцтові кислоти, їх фенілові та метилові ефіри, які отримували алкілуванням арилтіолятів натрію ефірами хлородифторооцтової кислоти.
Але вихід цільового продукту складав усього 18–30 %. Тому нами був розроблений новий метод синтезу ефірів органілтіодифторооцтових кислот на основі реакції перфтороалкілування тіолів етиловим ефіром йододифторооцтової кислоти.
Останній був отриманий послідовним приєднанням йоду до тетрафтороетилену у хлоросульфоновій кислоті та перетворенням -йодо--хлоросульфату тетрафтороетилену, що отримується, в етиловий ефір йододифторооцтової кислоти при подальшій його взаємодії з етиловим спиртом.
При взаємодії етилового ефіру йододифторооцтової кислоти з відповідними тіолами утворюються етилові ефіри органілтіодифторооцтових кислот (2 а–є) з виходом 90 %.
1.2 Синтез сульфоксидифтороацетатів
1.2. 1 Метод окиснення
Для синтезу органілсульфоксидифторооцтових кислот необхідно було підібрати найкращий окисник органілтіодифторацетатів. Виявилося, що окиснення етилового ефіру п-хлорофенілтіодифторооцтової кислоти хлором у суміші SbCl5/HCl приводило до виходу лише 35 % сульфоксиду.
Окиснення сульфіду (2 г) N – бромосукцинімідом (NBS) у спиртовому розчині при кімнатній температурі приводить до утворення лише 8 % необхідного сульфоксиду. При кипґятінні вихід цільового продукту підвищується до 35 – 40 %.
Ми знайшли зручний метод синтезу етилових ефірів органілсульфокси-дифторооцтових кислот шляхом окиснення сульфідів м-хлоронадбензойною кислотою. Реакцію проводили при температурі в межах від –15 до –5 ?С і отримували відповідні сульфоксиди (3 а–є) з виходом 90 – 97 %.
Дослідження ЯМР 19F спектрів одержаних сульфідів, сульфоксидів і сульфонів показало, що атоми фтору дифторометиленової групи сульфоксидів є магнітно нееквівалентними (діастереотопними), і їх сигнал виглядає як АВ система. В той же час сигнали фтору дифторометиленових груп сульфіду та сульфону в спектрах ЯМР 19F виглядають як синглети.
Цей факт дозволив нам чітко оцінювати співвідношення продуктів, які утворюються в процессі реакції.
1.
2. 2 Метод безпосереднього введення сульфоксидифтороацетатного угруповання
Отримання сульфоксидів шляхом окиснення сульфідів часто призводить до сумішей сульфіду, сульфоксиду та сульфону, які важко розділити. Тому ми шукали більш зручний метод одержання органілсульфоксидифтороацетатів.
Нами було знайдено одностадійний метод синтезу ефірів арилсульфокси-дифторооцтових кислот із ароматичних сполук та хлороангідриду ізопропокси-карбонілдифторометилсульфінової кислоти (4), який був синтезований із натрієвої солі відповідної кислоти та тіонілхлориду.
Хлороангідрид ізопропоксикарбонілдифторометилсульфінової кислоти (4) є зручним агентом для введення сульфінілдифторометилкарбоксильного угруповання в ароматичні та гетероциклічні сполуки в одну стадію. Було знайдено, що електронозбагачені гетероциклічні та ароматичні сполуки реагують з хлороангідридом (4) у відсутності каталізаторів і з високим виходом утворюють відповідні сульфоксиди (5 а – г).
Хлороангідрид (4) взаємодіє з такими ароматичними сполуками, як бензол, анізол, диметилрезорцин лише в присутності кислот Льюїса.
Ми вивчили вплив ряду каталізаторів на проходження реакції сульфінування ароматичних сполук. У випадку анізолу та диметилрезорцину лише при використанні SnCl4 вихід сульфоксидів становить 80 – 85 %. Бензол, на відміну від анізолу та диметилрезорцину, вступає в реакцію сульфінування лише в присутності FeCl3.
На прикладі сполуки (5є) було продемонстровано можливість переходу від сульфоксидів до відповідних сульфідів та сульфонів. Сульфід (6) отримували взаємодією сульфоксиду з пентахлоридом фосфору, сульфон (7) — окисненням сульфоксиду (5є) триоксидом хрому в оцтовій кислоті.
1.
2. 3 Синтез органілсульфінілдифторооцтових кислот та їх хімічні властивості
З синтезованих етилових та ізопропілових ефірів були одержані органіл-сульфінілдифторооцтові кислоти (8). Сульфоксиди (3 а-є) перетворювали у кислоти двома методами: триметилсиланолятом натрію ( метод А) та етанольним розчином гідроксиду натрію (метод Б). Із отриманих натрієвих солей підкисленням були одержані відповідні кислоти (8 а–є).
Ефіри (5 а–е) перетворювали в кислоти шляхом омилення 40 % розчином NaOH.
Раніше не було методів синтезу хлороангідридів кислот, які мають сульфоксигрупу. При реакціях з такими агентами, як PCl5, SOCl2, відбувається відновлення сульфоксидного угруповання до сульфідного. Нами на прикладі п-хлорофенілсульфоксидифторооцтової кислоти показана можливість синтезу хлороангідридів арилсульфінілдифторооцтових кислот. При взаємодії калієвої солі кислоти (8г) з 2 молями оксалілхлориду утворюється хлороангідрид п-хлорофенілсульфоксидифторооцтової кислоти з виходом близько 70 %.
Отримані хлороангідриди вступають в реакції з різноманітними нуклеофілами. Так, з диметилгідразином реакція відбувається при 0 ?С, і вихід продукту складає 85 %. При пропусканні аміаку крізь розчин хлороангідриду у безводному бензолі утворюється амід арилсульфінілдифторооцтової кислоти. Взаємодією з фенолятом натрію отримані відповідні фенілові ефіри.
На прикладі п-хлорофенілсульфоксидифторооцтової кислоти була показана можливість отримання нового типу йодополіфтороалкілпохідних з сульфокси-групою, пов?язаною з фторованим угрупованням.
Реакцію проводили в розчині дихлороетану в присутності еквімолярної кількості HgO. Після нагрівання протягом 6 годин при температурі 85 ?С отримували п-хлорофенілйододифторометилсульфоксид з виходом 75 %.
1. 2.4 Синтез оптично активних арилсульфоксидифторооцтових кислот
Для отримання оптично активних сульфінілдифторооцтових кислот нами були синтезовані солі (9 а–г) кислот (8 б–д) з (R)_б_метилбензиламіном.
Солі (9 а–г) утворюються з кількісним виходом у вигляді в?язких масел. Вони мають два хіральні центри та являються сумішшю двох діастереомерів у співвідношенні (1 : 1), що у спектрах ЯМР 19F виглядає як суперпозиція двох АВ систем.
Сіль (9 в) була розділена на два індивідуальні діастереомери (10) та (11) шляхом дробної кристалізації із суміші бензол/гексан. Сигнали дифторометиленової групи отриманих індивідуальних діастереомерів у спектрах ЯМР 19F виглядають як окремі АВ системи. З солі (9 б) був виділений оптично чистий маслоподібний діастереомер ((+,+) 12) та кристалічна фракція ((–,+) 13) (оптична чистота 60 %). З одержаних діастереомерних солей були виділені відповідні кислоти (14–17), що є першими представниками оптично активних сульфоксидів, в яких фторований радикал знаходиться в б-положенні до сульфоксигрупи.
Сіль |
Кислота | R | Mp
( C) | Оптичне обертання
[]20D (c 0.01, EtOH)
10 | 14 | 4-ClC6H4 | 147–148 | +142.5
12 | 15 | 4-MeOC6H4 | 133–134 | +78.5
11 | 16 | 4-ClC6H4 | 145–146– | 136.2(ee.~95%)
13 | 17 | 4-MeOC6H4 | 134–135 – | 55.2(ee.~60%)
На прикладі кислоти 14 було показано можливість отримання оптично активних арилсульфоксидифторометилйодидів.
Таким чином, нами був синтезований новий тип поліфторованих сульфоксидів — органілсульфоксидифторооцтові кислоти; розроблено метод синтезу хлороангідридів відповідних кислот, який виключає відновлення сульфоксигрупи; на прикладі п-хлорофенілсульфоксидифторооцтової кислоти показана можливість отримання нових типів поліфтороалкілйодопохідних; синтезовані перші представники нового типу оптично активних сульфоксидів із фторовмісним радикалом у ?-положенні до центру оптичної активності.
2. Трифторометилсульфоніліміноаналоги сульфоксидифторооцтових кислот та їх ефірів
3.1 Синтез трет-бутилових ефірів арил(N-трифторометилсульфоніліміно)-тіодифторооцтових кислот
Аналоги сульфоксидів, в яких атом кисню заміщений на іміногрупу, також являються хіральними. Було цікаво з'ясувати можливість отримання оптично активних азотистих аналогів сульфоксидифторооцтових кислот, в яких атом кисню заміщений на трифторометансульфоніліміногрупу.
Вихідними речовинами для синтезу сульфімідів були етилові ефіри арилтіодифторооцтових кислот. Але, будь-який метод омилення ефірної групи призводив до розриву S=N зв?язку. Тому нами були синтезовані трет-бутилові ефіри арилтіодифторооцтових кислот (21 а–є) з хлороангідридів відповідних кислот та трет-бутанолу у присутності Et3N.
Отримані ефіри (21 а–є) вводили в реакцію імінування з N, N-дихлороамідом трифторометансульфокислоти при 0 – 20 °С. При цьому, з виходом, наближеним до кількісного, були отримані трет-бутилові ефіри арил(N-трифторометилсульфоніліміно)тіодифторооцтових кислот (22 а–є).
З отриманих ефірів (22 а–є) шляхом термолізу були синтезовані віповідні кислоти (23 а–є) з виходом 65 – 70 %.
Для дослідження оптичної асиметрії отриманих сульфімінів були синтезовані солі кислот (24 в) та (24 д) з (R)_б_метилбензиламіном. Але, як виявилось, у ЯМР 19F спектрах отриманих солей немає різниці в хімічних зсувах атомів фтору дифторометиленових груп відповідних діастереомерів. Тому нами був синтезований (R)_б_метилбензиламід 4-хлорофенілтіодифторооцтової кислоти (25), який потім був введений в реакцію імінування.
Отриманий амід (26) являє маслоподібну суміш двох діастереомерів у співвідношенні 1:1. У спектрах ЯМР 19F сполуки (26) сигнали дифторометиленової групи виглядають, як суперпозиція двох АВ систем з константами спін-спінової взаємодії JFF = 198 та JFF = 201 Гц, відповідно.
Шляхом хроматографії ми розділили амід (26) на індивідуальні діастереомери (27) та (28). Контроль за повнотою розділення проводили за допомогою спектроскопії ЯМР 19F.
Таким чином, нами синтезовані арил(N-трифторометилсульфоніл-іміно)тіодифторооцтові кислоти та їх похідні. Показано, що атоми фтору дифторометильної групи у цих сполуках магнітно нееквівалентні і в спектрах ЯМР 19F виглядають, як АВ система. Отримано новий тип оптично активних сполук сірки (IV) — N-трифторометилсульфонілсульфіміди із фторованим угрупованням в –положенні до центру оптичної активності.
ВИСНОВКИ
1.
Розроблені методи синтезу ароматичних та гетероциклічних сульфоксидів, які містять дифторометиленкарбокси-, дифторометилен-карбетокси- групи у боковому ланцюзі, окисненням відповідних сульфідів мета-хлоронадбензойною кислотою.
2.
Знайдено реагент для одностадійного введення сульфоксидифторо-метиленкарбоксигрупи в ароматичні та гетероциклічні сполуки — хлороангідрид ізо-пропоксикарбонілдифторометилсульфінової кислоти — Cl(O)SCF2COOPr-i.
3.
Розроблений метод синтезу хлороангідридів арилсульфінілдифторо-оцтових кислот дією на них оксалілхлоридом. Інші реагенти — PCl5 чи SOCl2 — призводять до відновлення сульфоксигрупи в сульфідну.
4.
На прикладі п-хлорофенілсульфоксидифторооцтової кислоти показана можливість отримання нових типів поліфтороалкілйодопохідних — RS(O)CF2I.
5.
Імінуванням трет-бутилових ефірів арилтіодифторооцтових кислот дихлороамідом трифторометансульфокислоти синтезовані арил(N-трифторометилсульфоніліміно)тіодифторооцтові кислоти та їх похідні.
6.
Вивчення спектрів ЯМР 19F синтезованих сульфоксидів та їх N-трифторометилсульфоніліміноаналогів показало, що, на відміну від відповідних сульфідів та сульфонів, хімічні зсуви атомів фтору дифторометильної групи в сульфоксидах та їх іміноаналогах відповідають АВ системам, що свідчить про магнітну нееквівалентність атомів фтору в цих сполуках.
Показано, що метод ЯМР 19F є зручним методом контролю оптичної чисоти діастереомерів, які розділяють.
7.
Отримано новий тип оптично активних сполук сірки (IV) — арилсульфоксидифторооцтові кислоти, арилсульфоксидифторометил-йодиди та N-трифторометилсульфонілсульфіміди із фторованим угрупованням в ?-положенні до центру оптичної активності.
СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1.
Matsnev A. V., Kondratenko N. V., Yagupolskii Y. L., Yagupolskii L. M. Synthesis
and optical activity of difluoro(organylsulfinyl)acetic acids and their esters. // Tetrahedron Lett. – 2002. – Vol. 43, – P. 2949–2952.
2. Yagupolskii L. M., Matsnev A. V., Kondratenko N. V. A new one-pot synthesis of difluoro(organylsulfinyl)acetic acids esters. // J. Fluor. Chem. – 2003. – Vol. 119, – P. 59–63.
3. Matsnev A. V., Kondratenko N. V., Yagupolskii L. M. Synthesis and optical activity
of aryl(N-trifluoromethylsulfonylimino)thiodifluoroacetic acids and their derivatives. //
J. Fluor. Chem. – 2003. – Vol. 123, № 2. – P. 287–290.
4. Ягупольский Л. М., Мацнев А. В. Синтез и оптическая активность органилсульфинилдифторуксусных кислот и их эфиров. // Международный симпозиум, посвященный 100–летию со дня рождения академика А. В. Кирсанова (Кмев, Украина, Август 2123, 2002): Тезисы. Киев, 2002. С. 117.
АНОТАЦІЇ
Мацнєв А В. Органілсульфоксидифторооцтові кислоти, їх похідні та оптична активність. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.03 – органічна хімія. Інститут органічної хімії Національної Академії Наук України, Київ, 2003.
Вперше синтезовано новий тип поліфторованих сульфоксидів – органілсульфоксидифторооцтові кислоти та їх ефіри. Ці сполуки синтезували двома шляхами:
шляхом окиснення відповідних сульфідів м-хлоронадбензойною кислотою; безпосереднім введенням сульфоксидифтороацетатної групи до ароматичних сполук за допомогою знайденого нами реагенту — хлороангідрида ізо-пропоксикарбонілдифторометилсульфінової кислоти (ClS(O)CF2COOPr-i ).
Знайдено метод синтезу хлороангідридів сульфоксидифторооцтових кислот із калієвих солей відповідних кислот та оксалілхлориду. При цьому не відбувається відновлення сульфоксидної групи до сульфідної.
Синтезовані нові типи поліфтороалкілйодидів із сульфоксидним угрупованням — RS(O)CF2I.
Нами синтезовано перші представники оптично активних поліфторованих сульфоксидів та їх N-трифторометилсульфоніліміноаналогів з фторовмісним радикалом у ?-положенні до центру оптичноі активності. Наявність дифторометиленового угруповання, завдяки діастереотопності атомів фтору, дало можливість контролювати оптичну чистоту отриманого продукту.
Ключові слова: поліфторовані сульфоксиди, окиснення сульфідів, сульфоксидифтороацетатна група, діастереотопність атомів фтору, оптична активність.
Мацнев А. В. Органилсульфоксидифторуксусные кислоты, их производные и оптическая активность. – Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.03. – органическая химия. Институт органической химии Национальной Академии Наук Украины, Киев, 2003.
Диссертация посвящена поиску методов синтеза новых типов полифторированных сульфоксидов, которые позволили бы изучить оптическую асимметрию фторсодержащих сульфоксидов.
Впервые синтезирован новый тип полифторированных сульфоксидов – органилсульфоксидифторуксусные кислоты и их эфиры. Синтез данных соединений осуществлялся двумя путями:
окислением соответствующих сульфидов м-хлорнадбензойной кислотой;
непосредственным введением в ароматические соединения сульфокси-дифторацетатной группировки при помощи синтезированного нами реагента – хлорангидрида изо-пропоксикарбонилдифторметилсульфиновой кислоты — ClS(O)CF2COOPr-i. Второй метод, в отличие от окислительного, позволяет избежать наличия в реакционной смеси сульфида и сульфона, наряду с целевым продуктом – сульфоксидом.
Нами синтезированы первые представители полифторированных оптически активных сульфоксидов, содержащих фторированную группировку в б-положении к центру оптической активности.
Установлено, что атомы фтора дифторметиленовой группы сульфоксидов являются магнитно неэквивалентными (диастереотопными). Этот факт позволил контролировать оптическую чистоту получаемых оптически активных изомеров.
Разработан метод синтеза хлорангидридов арилсульфоксидифторуксусных кислот. Взаимодействие данного типа кислот с такими реагентами, как PCl5, SOCl2, приводит к восстановлению сульфоксидной группы в сульфидную. Только реакцией калиевых солей соответствующих сульфоксидифторуксусных кислот с хлористым оксалилом были получены хлорангидриды, при этом сульфоксидная группировка не затрагивалась. Полученные хлорангидриды вводились в реакцию с разнообразными нуклеофилами. Таким образом был разработан метод синтеза разнообразных производных арилсульфоксидифторуксусных кислот.
Реакцией Хунсдиккера были получены новые полифторалкилиодиды, содержащие арилсульфоксигруппу. На примере п-хлорфенилсульфокси-дифторметилиодида показана возможность перехода от сульфоксипроизводных дифторметилиодидов к тио- и сульфопроизводным. Так, п-хлорфенилсульфоксидифторметилиодид был получен взаимодействием сульфоксипроизводного с пятихлористым фосфором при 15 оС. Сульфопроизводные были получены реакцией с трифторнадуксусной кислотой при комнатной температуре. Попытки получить п-хлорфенилтиодифторметилиодид и п-хлорфенилсульфонилдифторметилиодид реакцией Хунсдиккера окончились неудачей.
Иминированием соответствующих сульфидов впервые получены иминоаналоги эфиров арилсульфоксидифторуксусных кислот – этиловые эфиры арил(N-трифторметилсульфонилимино)тиодифторуксусных кислот. Получить из них кислоты не удалось, так как наряду с омылением эфирной группы происходил гидролиз связи S=N. Поэтому были синтезированы трет-бутиловые эфиры арилтиодифторуксусных кислот и затем введены в реакцию иминирования. Полученные трет-бутиловые эфиры арил(N-трифторметилсульфонилимино)-тиодифторуксусных кислот подвергаются термолизу при невысокой температуре и превращаются в соответствующие кислоты, теряя изобутилен. Оказалось, что в спектрах ЯМР 19F фенилэтиламонийных солей, полученных из (R)_б_метил-бензиламина и арил(N-трифторметилсульфонилимино)тиодифторуксусных кислот, не наблюдается различия в химсдвигах между парами диастереомеров.
Удалось разделить на оптически активные изомеры (R)_б_метилбензиламид п-хлорфенил(N-трифторметилсульфонилимино)тио-дифторуксусной кислоты. Эффективность разделения конролировали методом ЯМР 19F спектроскопии.
Ключевые слова: полифторированные сульфоксиды, окисление сульфидов, сульфоксидифторацетатная группировка, диастереотопность атомов фтора, оптическая активность.
Matsnev A. V. Organylsulfoxydifluoroacetic asids, their derivatives and optical activity. – Manuscript.
Dissertation for a candidate degree in Chemical Sciences on speciality 02.00.03 – organic chemistry. Institute of Organic Chemistry National Academy of Science of Ukraine, Kyiv, 2003.
For the first time a new type of polyfluorinated sulfoxides – organylsulfoxydifluoroacetic acids and their esters was prepared. These compounds were synthesized in two ways:
1)
by oxidation reactions of corresponding sulfides using m-chloroperbenzoic acid as a reagent;
2)
by direct intoduction of sulfoxydifluoroacetic group to the aromatic moiety using newly developed reagent – isopropoxycarbonyldifluoromethylsulfinic acid chloroanhydride — Cl(O)SCF2COOPr-i.
We developed a convenient synthetic method for the preparation of sulfoxydifluoroacetic acids chloroanhydrides from the corresponding potassium salts and oxalyl chloride without the reduction processes of sulfoxide group.
New types of polyfluoroalkyliodides containing sulfoxide group were synthesized.
We prepared the first examples of optically active polyfluorinated sulfoxides and their N-trifluoromethylsulfonylimino analogues with fluorine containing substituent in б-position to the chiral center. It was shown that presence of difluoromethylene group with diastereotopic fluorine atoms gives possibility to control optical purity of the products using NMR 19F spectroscopy.
Keywords: polyfluorinated sulfoxides, sulfoxydifluoroacetic group, optical purity, difluoromethylene group, diastereotopic fluorine atoms.
