Взаимодействие фенолов и тиофенолов с 2-метилен-1,4-диоксаспиро[4.5]деканом и антикоррозионная активность полученных соединений

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Катализируемое трифторуксусной кислотой в тетрагидрофуране присоединение фенола, м- и п-замещенных фенолов к 2-метилен-1,4-диоксаспиро[4.5]декану протекает хемо- и региоселективно по третичному атому углерода экзоциклической двойной связи. о-Замещенные изомеры фенолов и тиофенол в тех же самых условиях присоединяются к данному субстрату аналогично, но с меньшей скоростью и с меньшими выходами соответствующих аддуктов. При этом 4-нитрофенол практически не вступает в реакцию с 2-метилен-1,4-диоксаспиро[4.5]деканом. Методом конкурирующих реакций установлено, что гидроксильные группы фенольного типа обладают приблизительно в десять раз меньшей активностью, чем гидроксильные группы бензильного типа. Методом спектроскопии ЯМР 1Н показано, что салициловый спирт присоединяется к указанному субстрату с участием бензильной гидроксильной группы. На основании полученных результатов разработан атом-экономичный метод получения полифункциональных фенольных эфиров, содержащих спироциклический ацетальный фрагмент. Целевые продукты выделены с выходами 37–85%. Разработанный метод получения фенольных аддуктов характеризуется мягкостью условий (комнатная температура), простотой аппаратурного оформления, а продукты реакций не требуют специальных методов очистки.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Юлианна Геннадьевна Борисова

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Author for correspondence.
Email: yulianna_borisova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6452-9454

к.х.н.

Russian Federation, Уфа

Сергей Александрович Соков

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Email: yulianna_borisova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0639-0455

к.х.н.

Russian Federation, Уфа

Гульнара Зинуровна Раскильдина

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Email: yulianna_borisova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9770-5434

д.х.н.

Russian Federation, Уфа

Римма Марсельевна Султанова

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Email: yulianna_borisova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6719-2359

д.х.н.

Russian Federation, Уфа

Семен Соломонович Злотский

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Email: yulianna_borisova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6365-5010

д.х.н.

Russian Federation, Уфа

Александр Александрович Голованов

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Email: yulianna_borisova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7133-3070

д.х.н.

Russian Federation, Уфа

References

  1. Raskil’dina G.Z., Sultanova R.M., Zlotskii S.S. gem-Dichlorocyclopropanes and 1,3-dioxacyclanes: synthesis based on petroleum products and use in low-tonnage chemistry // Rev. and Adv. in Chem. 2023. V. 13. Р. 15–27. https://doi.org/10.1134/s2634827623700150
  2. Küçük H.B., YusufoğluA., Mataraci E., Döşler S. Synthesis and biological activity of new 1,3-dioxolanes as potential antibacterial and antifungal compounds // Molecules. 2011. V. 16. № 8. P. 6806–6815. https://doi.org/10.3390/molecules16086806
  3. Mustafayev N., Novotorzhina N., Ramazanova Y., Musayeva B., Safarova M., Gakhramanova G., Ismayilov I., Sujayev A. Synthesis and study of novel derivatives of 1,3-dioxolane as anti-seizing additives to lubricating oils // Chem. Africa. 2022. V. 5. P. 821–826. https://doi.org/10.1007/s42250-022-00399-0
  4. Латыпова Ф.Н., Вильданов Ф.Ш., Чанышев Р.Р., Злотский С.С. Химия циклических ацеталей и их аналогов в работах научной школы Д.Л. Рахманкулова // Изв. вузов. Хим. и хим. технология. 2015. Т. 58. Вып. 8. С. 3–21.
  5. Moity L., Benazzouz A., Molinier V., Nardello-Rataj V., Elmkaddem M.K., de Caro P., Thiébaud-Roux S., Gerbaud V., Marione P., Aubry J.-M. Glycerol acetals and ketals as bio-based solvents: positioning in hansen and COSMO-RS spaces, volatility and stability towards hydrolysis and autoxidation // Green. Chem. 2015. V. 17. № 3. P. 1779–1792. https://doi.org/10.1039/C4GC02377C
  6. Кузьмина У.Ш., Раскильдина Г.З., Ишметова Д.В., Сахабутдинова Г.Н., Джумаев Ш.Ш., Борисова Ю.Г., Вахитова Ю.В., Злотский С.С. Цитотоксическая активность гетероциклических, содержащих гем-дихлорциклопропановый и/или 1,3-диоксациклоалкановый фрагменты, в отношении клеток линии CH-SY5Y // Хим.-фарм. журн. 2021. Т. 55. № 12. С. 27–32. [Kuz’mina U.Sh., Raskil’dina G.Z., Ishmetova D.V., Sakhabutdinova G.N., Dzhumaev Sh.Sh., Borisova Yu.G., Vakhitova Yu.V., Zlotskii S.S. Cytotoxic activity of heterocyclic compounds containing gem-dichlorocyclopropane and/or 1,3-dioxacycloalcane fragments against CH-SY5Y neuroblastoma cells // Parm. Chem. J. 2021. V. 55. № 2. P. 1–6. https://doi.org/10.1007/s11094-022-02574-6].
  7. Sudarsanam P., Mallesham B., Prasad A.N., Reddy P.S., Reddy B.M. Synthesis of bio-additive fuels from acetalization of glycerol with benzaldehyde over molybdenum promoted green solid acid catalysts // Fuel Process. Technol. 2013. V. 106. P. 539–545. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2012.09.025
  8. Султанова Р.М., Борисова Ю.Г., Хуснутдинова Н.С., Раскильдина Г.З., Злотский С.С. 1,3-Диоксацикланы: синтез на основе продуктов нефтехимии, химические превращения и применение // Известия Академии наук. Серия химическая. 2023. Т. 72. № 10. С. 2297–2318. [Sultanova R.M., Borisova Yu.G., Khusnutdinova N.S., Raskil’dina G.Z., Zlotskii S.S. 1,3-Dioxacyclanes: synthesis based on petrochemicals, chemical transformations, and applications // Russian Chemical Bulletin. 2023. V. 72. № 10. P. 2297–2318. https://doi.org/10.1007/s11172-023-4027-3].
  9. Maximov A.L., Nekhaev A.I., Ramazanov D.N. Ethers and acetals, promising petrochemicals from renewable sources // Petrol. Chemistry. 2015. V. 55. № 1. Р. 1–21. https://doi.org/10.1134/S0965544115010107
  10. Соков С.А., Борисова Ю.Г., Раскильдина Г.З., Злотский С.С., Голованов А.А. Присоединение спиртов к 4-метилен-1,3-диоксоланам // ЖОХ. 2023. Т. 93. № 10. С. 1557–1562. https://doi.org/10.31857/S0044460X23100025 [Sokov S.S., Borisova Yu.G., Raskil’dina G.Z., Zlotskii S.S., Golovanov A.A. Addition of alcohols to 4-methylene-1,3-dioxolanes // Russ. J. Gen. Chem. 2023. V. 93. № 10. P. 2493-2497. https://doi.org/10.1134/S107036322310002X].
  11. Oparina L.A., Kolyvanov N.A., Ganina A.A., D’yachkova S.G. Aryl butyl acetals as oxygenate octane-enhancing additives for motor fuels // Petrol. Chemistry. 2020. V. 60. № 1. P. 134–139. https://doi.org/10.1134/S0965544120010107
  12. Mamlieva A.V., Mikhailova N.N., Shavshukova S.Yu. Corrosion inhibitors based on cyclic acetals and their derivatives // Oil & Gas Chemistry. 2020. № 1. Р. 30–33. https://doi.org/10.24411/2310-8266-2020-10103
  13. Джумаев Ш.Ш., Сахабутдинова Г.Н., Станкевич К.Е. Синтез некоторых гетероциклических соединений на оснвое спиртов и исследование их влияния на смазывающую способность дизельного топлива // Башкирский химический журнал. 2023. Т. 30. № 2. С. 85–88.
  14. Li H., Wu C., Zhang Q., Li X., Gao X. Synthesis of 1,3-dioxolane from aqueous formaldehyde solution and ethylene glycol: kinetics and reactive distillation // Ind. Eng. Chem. Res. 2019. V. 58. № 17. P. 7025–7036. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.9b00331
  15. Злотский С.С., Раскильдина Г.З., Голованов А.А., Бормотин А.А., Бекин В.В. Синтез 1,3-диоксациклан-2-ил замещенных 1,2,3-триазолов // ДАН. 2017. Т. 472. № 1. С. 43–46. https://doi.org/7868/S0869565217010121 [Zlotskii S.S., Raskil’dina G.Z., Golovanov A.A., Bormotin A.A., Bekin V.V. Synthesis of 1,3-dioxacyclan-2-yl-substituted 1,2,3-triazoles // Doklady Chem. 2017. V. 472. № 1. P. 3–6].
  16. Лукичева С.А., Голованов А.А., Начкебия А.Я., Бекин В.В., Раскильдина Г.З., Злотский С.С. Синтез и некоторые превращения циклических ацеталей пропаргилового альдегида // ЖОХ. 2018. V. 88. № 2. С. 333–337 [Lukicheva S.A., Golovanov A.A., Nachebia Y.A., Bekin V.V., Raskil’dina G.Z., Zlotskii S.S. Synthesis and some transformations of cyclic acetals of propargyl aldehyde // Russ. J. Gen. Chem. 2018. V. 88. № 2. P. 330–333. https://doi.org/10.1134/S1070363218020226].
  17. Раскильдина Г.З., Ишметова Д.В., Соков С.А., Голованов А.А. Цитотоксическая и антиоксидантная активность ряда ацеталей 4-метилен-13-диоксоланов // Хим.-фарм. журн. 2024. Т. 58. № 4. С. 32–34 [Raskil’dina G.Z., Ishmetova D.V., Sokov S.S., Golovanov A.A. Cytotoxic and antioxidant activity of a number of acetals of 4-methylene-13-dioxolanes // Parm. Chem. J. 2024. V. 58. № 4. P. 32–34. https://doi.org/10.30906/0023-1134-2024-58-4-32-34].
  18. Karmakar G., Dey K., Ghosh P., Sharma B.K., Erhan S.Z. A short review on polymeric biomaterials as additives for lubricants // Polymers. 2021. V. 13. № 8. P. 1333. https://doi.org/10.3390/polym13081333
  19. Опарина Л.А., Высоцкая О.В., Степанов А.В., Гусарова Н.К., Трофимов Б.А. Хемо- и региоселективная реакция винилфурфуриловых эфиров со спиртами // ЖОХ. 2012. Т. 48. № 9. С. 1166–1171. [Oparina L.A., Vysotskaya O.V., Stepanov A.V., Gusarova N.K., Trofimov B.A. Chemo- and regioselective reaction of vinyl furfuryl ethers with alcohols // Russ. J. Org. Chem. 2012. V. 48. № 9. P. 1162–1167. https://doi.org/10.1134/S1070428012090023].
  20. Orth H. Zur Polymerisation ungesättigter dioxolane // Angew. Chem. 1952. V. 64. № 19–20. P. 544–553. https://doi.org/10.1002/ange.19520641908
  21. Chaikin S.W., Brown W.G. Reduction of aldehydes, ketones and acid chlorides by sodium borohydride // J. Am. Chem. Soc. 1949. V. 71. № 1. P. 122–125. https://doi.org/10.1021/ja01169a033
  22. Verma C., Ebenso E.E., Quraishi M.A., Hussain C.M. Recent developments in sustainable corrosion inhibitors: design, performance and industrial scale applications // Materials Advances. 2021. V. 2. № 12. Р. 3806–3850. https://doi.org/10.1039/d0ma00681e

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Scheme 1

Download (77KB)
3. Scheme 2

Download (54KB)
4. Scheme 3

Download (51KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences