Реакции ацетиленов с EtAlCl₂ и эфирами карбоновых кислот, катализируемые Cp₂TiCl₂, - новый путь к синтезу замещенных фуранов

Выполнены фундаментальные исследования, направленные на разработку однореакторного метода синтеза практически важных замещенных фуранов, основанного на применении открытой новой многокомпонентной реакции с участием ацетиленов, EtAlCl₂ и эфиров карбоновых кислот под действием катализатора Cp₂TiCl₂. Разработан универсальный однореакторный метод синтеза тетразамещенных фуранов, основанный на новой реакции симметричных ацетиленов с EtAlCl₂ и эфирами карбоновых кислот в присутствии катализатора Cp₂TiCl₂. Исследовано влияние структуры исходных мономеров - симметричных ацетиленов и эфиров карбоновых кислот - на направление изучаемой реакции и выходы целевых тетразамещенных фуранов. Изучено влияние природы растворителя, структуры компонентов катализатора, а также соотношение исходных мономеров на выходы целевых замещенных фуранов.Предложен вероятный механизм образования замещенных фуранов, согласно которому на ключевой стадии реакции образуются титаноциклопропены, реагирующие в условиях реакции по обеим активным Ti-C связям с эфирами карбоновых кислот с получением диоксатитанациклогептенов. Последние после переметаллирования с помощью EtAlCl₂ и перегруппировки превращаются в соответствующие 1,4-дионы. В выбранных условиях согласно реакции Пааля-Кнорра последние подвергаются циклизации с образованием соответствующих фуранов. Впервые осуществлены реакции несимметричных ацетиленов со сложными эфирами карбоновых кислот и ЕtAlCl₂, катализируемой Cp₂TiCl₂, и изучено влияние структуры несимметричных ацетиленов на хемоселективность реакции. Установлено, что диалкилзамещенные несиметричные ацетилены в этих реакциях селективно образуют замещенные фураны с выходами примерно 75%. Показано, что несимметричные ацетилены с ароматическими, циклоалкильными, гетероциклоалкильными или галогеналкильными заместителями селективно вступают в реакцию со сложными эфирами и EtAlCl₂ c образованием соответствующих тетразамещенных фуранов при использовании наряду с EtAlCl₂ треххлористого алюминия (AlCl₃). Осуществлены реакции симметричных и несимметричных ацетиленов с EtAlCl₂ и эфирами α,ω-дикарбоновых кислот под действием катализатора Cp₂TiCl₂ (5 мол.%) в условиях (60°С, 6 ч, ТГФ). Установлено, что замещенные ацетилены в выбранных условиях в реакции с эфирами дикарбоновых кислот с длиной углеводородной цепи между карбоксильными группами более четырех CH₂-групп (эфиры пимелиновой, пробковой и азелаиновой кислот) селективно образуют замещенные фураны. Разработан новый препаративный метод синтеза непредельных циклических С₇-С₈ кетонов - 2,3-диалкилциклогепт(окт)-2-ен-1-онов, основанный на реакции симметричных и несимметричных ацетиленов с эфирами глутаровой и адипиновой кислот и ЕtAlCl₂, катализируемой Cp₂TiCl₂. Впервые обнаружено, что в ряду диалкилциклогепт(окт)-2-ен-1-онов конформеры по положению кетогруппы относительно двойной связи в составе фрагмента -(Alk)C=C(Alk)-СО- имеют высокий барьер конформационного перехода и в спектрах ЯМР ¹H и ¹³C различаются при комнатной температуре, а также разделяются с помощью хромато-масс-спектроскопии. Разработанные реакции алкинов с эфирами карбоновых кислот и EtAlCl₂, катализируемые Cp₂TiCl₂, открывают новые перспективы однореакторного синтеза труднодоступных замещенных фуранов, а также семи- и восьмичленных непредельных карбоциклических кетонов, что позволит осуществить синтез новых классов прекурсоров, перспективных в качестве потенциальных биологически активных соединений для разработки нового поколения современных противовирусных и антибактериальных препаратов.