Способ получения [(2s)-транс]-1s,5s-6,6-диметилбицикло[3.1.1]гептан-2-ил-метанола

Изобретение относится к способу получения оптически активного спирта [(2S)транс]-1S,5S-6,6-диметилцикло[3.1.1]гептан-2-ил-метанола общей формулы (1):

который применяют в тонком органическом и металлоорганическом синтезе. Способ заключается во взаимодействии β-пинена с гидридным биметаллическим комплексом, в качестве которого используют Zr, Al-гидридный комплекс µ,µ-дигидро-бис[гидро-µ,хлор-диэтилалюминий-(бис-циклопентадиенилцирконий(IV))], при мольном соотношении β-пинен:

[Cp₂ZrH₂·ClAlEt₂]₂=2:1, в среде бензола при температуре 20°С, в атмосфере аргона в течение 2.5 ч, с последующим переметаллированием полученного цирконийорганического соединения посредством ClAlEt₂, окислением реакционной массы сухим кислородом и разложением НСl. Способ позволяет стереоселективно получать целевой продукт в мягких условиях за небольшой промежуток времени.

 

Предлагаемое изобретение относится к способу получения спирта [(2S)-транс]-1S,5S-6,6-диметилцикло[3.1.1]гептан-2-ил-метанола (транс-миртанола) общей формулы (1):

Предлагаемый способ может найти применение в тонком органическом и металлоорганическом синтезе, в частности, при получении энантиомерно чистых продуктов с высокими оптическими выходами.

Известен способ ([1], J.С.Braun, G.S.Fisher. Tetrahedron Lett., 1960, v.21, p.9-11) диастереоселективного гидроборирования β-пинена с помощью газообразного В₂Н₆ с последующим окислением полученного производного в соответствующий спирт под действием Н₂О₂:

Предлагаемый способ позволяет получать с высоким выходом цис-миртанол в случае проведения реакции при комнатной температуре.

Нагревание реакционной смеси до 140°С на первой стадии приводит к получению транс-изомера с высоким выходом. К недостаткам данного способа следует отнести многостадийность процесса и проведение реакции при повышенной температуре.

Известен способ ([2], А.В.Кучин, Л.И.Ахметов, В.П.Юрьев, Г.А.Толстиков. ЖОХ, 1979, т.49, вып.7, с.1567) получения транс-миртанола гидроалюминированием β-пинена оксаалюмоаланом по схеме:

Данный способ позволяет получать транс-миртанол с высоким выходом, однако реакция требует высоких энергетических затрат, поскольку процесс требует поддержания повышенной температуры в течение продолжительного времени.

Известен способ ([3], М.С.Мифтахов, Н.Н.Сидоров, Г.А.Толстиков. Изв. АН СССР, Сер. хим. 1979, №12, с.2748) получения транс- и цис-миртанолов взаимодействием β-пинена с Cp₂ZrHCl в течение 30 минут при температуре 80°С по схеме:

Реакция протекает с высокой стереоселективностью с образованием преимущественно цис-миртанола (соотношение транс/цис 13:87), однако общий выход миртанолов невысок и составляет 46%.

Задачей изобретения является разработка стереоселективного способа получения [(2S)-транс]-миртанола в мягких условиях.

Сущность способа заключается во взаимодействии Zr, Al-гидридного комплекса

[Cp₂ZrH₂·ClAlEt₂]₂ с β-пиненом, взятых в мольном соотношении (1:2). Реакцию проводят в атмосфере аргона при комнатной температуре (~20°С) в бензоле. Время реакции 2.5 ч. Для переметаллирования цирконийорганического соединения, образующегося в реакции, к смеси добавляли дополнительное количество ClAlEt₂ (0.2 ммоль). Реакционную смесь продували сухим кислородом в течение 1 ч и разлагали 10% НСl при температуре 0°С. Полученную смесь экстрагировали бензолом 3 раза по 5 мл.

Выход продукта 82%.

Реакция протекает по схеме:

Оптически активный [(2S)-транс]-1S,5S-6,6-диметилцикло[3.1.1]гептан-2-ил-метанол 1 образуется с участием комплекса µ,µ-дигидро-бис[гидро-µ,хлор-диэтилалюминий-(бис-циклопентадиенилциркония(IV))].

Изменение соотношения исходных реагентов в сторону увеличения содержания олефина по отношению к комплексу не приводит к значительному повышению выхода целевого продукта 1. Реакцию осуществляли при комнатной температуре (~20°С). При более высокой температуре (например, ~40°С) увеличение выхода целевого продукта не наблюдается.

Существенные отличия предлагаемого способа.

1. В предлагаемом способе используются в качестве исходных реагентов Zr, Al-гидридный комплекс µ,µ-дигидро-бис-[гидро-µ,хлор-диэтилалюминий(бис-циклопентадиенилцирконий(IV))], β-пинен в среде бензола при комнатной температуре 20°С. В известном способе используются в качестве исходных реагентов β-пинен и реагент Шварца Cp₂ZrHCl при повышенной температуре (80°С) в течение 30 минут.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами.

1. Способ позволяет получать с высокой стереоселективностью оптически активный спирт [(2S)-транс]-1S,5S-6,6-диметилцикло[3.1.1]гептан-2-ил-метанол 1.

2. Реакция протекает в мягких условиях, при комнатной температуре за небольшой промежуток времени.

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1. В стеклянный реактор объемом 50 мл, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 0.6 ммолей Cp₂ZrH₂ в 1.5 мл бензола, 0.6 ммолей ClAlEt₂. Получают 0.3 ммоля комплекса [Cp₂ZrH₂·ClAlEt₂]₂. К комплексу добавляют 0.6 ммолей β-пинена, перемешивают 2.5 ч при комнатной температуре (~20°С). Для переметаллирования цирконийорганического соединения, образующегося в реакции, к смеси добавляли дополнительное количество ClAlEt₂ (0.2 ммоля). Реакционную смесь продували сухим кислородом в течение 1 ч и разлагали 10% НСl при температуре 0°С. Полученную смесь экстрагировали бензолом (3 раза по 5 мл). Выход [(2S)-транс]-1S,5S-6,6-диметилцикло[3.1.1]гептан-2-ил-метанола (1) составил 82%.

Спектр ЯМР ¹³С [(2S)-транс]-1S,5S-6,6-диметилцикло[3.1.1]гептан-2-ил-метанола (δ, м.д., 22.5 МГц, C₆D₆): 42.19 (d, C₁), 37.58 (d, C₂), 18.14 (t, С₃), 24.06 (t, C₄), 40.96 (d, C₅), 39.10 (s, С₆), 23.37 (t, C₇), 20.07 (q, C₈), 26.59 (q, C₉), 66.66 (t, С₁₀).

Способ получения оптически активного спирта [(2S)-транс]-1S,5S-6,6-диметилцикло[3.1.1]гептан-2-ил-метанола общей формулы (1):

взаимодействием β-пинена с гидридным биметаллическим комплексом, отличающийся тем, что в качестве комплекса используют Zr, Al-гидридный комплекс µ,µ-дигидро-бис[гидро-µ,хлор-диэтилалюминий-(бис-циклопентадиенилцирконий(IV))] при мольном соотношении β-пинен: [Cp₂ZrH₂·ClAlEt₂]₂=2:1, в среде бензола при температуре 20°С, в атмосфере аргона в течение 2,5 ч, с последующим переметаллированием полученного цирконийорганического соединения посредством ClAlEt₂, окислением реакционной массы сухим кислородом и разложением HCl.