Post on 19-Jan-2020
SINTEZA, ANALIZA STRUCTURALĂ ŞI PROPRIETĂŢILE UNOR NOI COMPUŞI
CU CICLURI HEXAATOMICE SATURATE
Rezumat teză
ALIN-GRIG MIHIŞ
Preşedinte comisie: Conf. Dr. Cornelia Majdik Univ. „Babeş-Bolyai” Cluj-Napoca Coordonator ştiinţific: Prof. Dr. Ion Grosu Univ. „Babeş-Bolyai” Cluj-Napoca Referenţi: Prof. Dr. Ing. Carol Csunderlik Univ. „Politehnica” Timişoara
Prof. Dr. Valentin Zaharia Univ. de Medicină şi Farmacie „Iuliu Haţieganu” Cluj-Napoca Conf. Dr. Ing. Luminiţa David Univ. „Babeş-Bolyai” Cluj-Napoca
Cluj-Napoca 2010
Facultatea de Chimie şi Inginerie Chimică, Catedra de Chimie Organică Universitatea „Babeş-Bolyai” Cluj-Napoca, 400028 ROMANIA
Cuprins
1
CUPRINS Introducere 3
PARTEA I. Perhidro-diazine – date din literatură 4
I.1. Generalităţi 4
I.2. Derivaţi ai tetrahidro–1,2–diazinei şi perhidro–1,2–diazinei 7
I.2.1. Sinteză 7
I.2.2. Analiza structurală şi stereochimie 13
I.2.3. Reactivitate şi utilizări 15
I.3. Derivaţi ai perhidro – 1,3 – diazinei 17
I.3.1. Sinteză 17
I.3.2. Analiza structurală şi stereochimie 24
I.3.3. Reactivitate şi utilizări 33
I.4. Derivaţi ai perhidro – 1,4 – diazinei 36
I.4.1. Sinteză 36
I.4.2. Analiza structurală şi stereochimie 39
I.4.3. Reactivitate şi utilizări 44
I.5. Bibliografie 48
PARTEA II. Sinteza, analiza structurală şi proprietăţile unor noi derivaţi
1,3-dioxanici substituiţi în poziţiile 2, 5 52
II.1. Generalităţi 52
II.2. Derivaţi 1,3-dioxanici ai aldehidei tereftalice 57
II.2.1. Introducere 57
II.2.2. Sinteza 59
II.2.3. Analiza structurală şi stereochimia 60
II.3. Derivaţi 5-metil-2,2-disubstituiţi ai 1,3-dioxanului 70
II.3.1. Introducere 70
II.3.2. Sinteza 71
II.3.3. Analiza structurală şi stereochimia 71
Cuprins
2
II.4. Derivaţi 5,5-Bis(bromometil) 2-substituiţi ai 1,3-dioxanului 74
II.4.1. Introducere 74
II.4.2. Sinteza 74
II.4.3. Analiza structurală şi stereochimia 75
PARTEA III. Compuşi spiranici 1,3-dioxanici 87
III.1. Introducere 87
III.2. Sinteza 92
III.3. Analiza structurală şi stereochimia 92
PARTEA IV. Compuşi spiranici cu heterocicluri diferite 113
IV.1. Date din literatură 113
IV.2. Compuşi ţintă – strategii de obţinere 115
IV.3. Intermediari 119
IV.4. Analiza structurală şi stereochimia 120
PARTEA V. Partea experimentală 134
V.1. Indicaţii generale 134
V.2. Sinteza compuşilor 1,3-dioxanici de la aldehida tereftalică 135
V.3. Sinteza 2,2-difenil-5-metil-1,3-dioxanului (24) 139
V.4. Sinteza derivaţilor 5,5-Bis(bromometil) 2-substituiţi
ai 1,3-dioxanului 140
V.5. Sinteza compuşilor spiranici 1,3-dioxanici 144
V.6. Sinteza intermediarilor pentru compuşii spiranici cu
heterocicluri diferite 147
PARTEA VI. Concluzii 153
PARTEA VII. Bibliografie 155
Anexa I: Detalii ale analizei de difracţie de raze X ale compusului 17 158
Anexa II: Lista compuşilor sintetizaţi noi 159
Anexa III: Lista articolelor publicate 161
Introducere
3
CUVINTE-CHEIE:
Perhidro-diazine, 1,3-dioxani, acetalizare, structuri anancomerice, spiro-1,3-dioxani,
diastereotopicitate, chiralitate axială, RMN temperatură variabilă, ditioacetaţi 1,3-dioxanici,
spirani dioxaditianici .
INTRODUCERE
Studiul compuşilor heterociclici saturaţi este un domeniu de cercetare care a cunoscut o
dezvoltare continuă în ultimii ani, compuşii din această clasă având aplicaţii practice în industria
chimică, medicină, ştiinţa materialelor, industria farmaceutică, nanotehnologie sau industria
alimentară.
În cadrul compuşilor heterociclici un loc important îl ocupă 1,3-dioxanii şi perhidro-
diazinele, datorită sintezei lor relativ uşoare şi existenţei a nenumărate metode pentru prepararea
lor. În spectrele RMN ale acestor compuşi semnalele sunt destul de bine separate datorită
efectului dezecranant al atomilor de oxigen sau azot, dar şi din cauza poziţiei heteroatomilor în
cadrul moleculei.
Rezultatele activităţii de cercetare prezentate în teza de doctorat sunt structurate în patru
părţi principale. În prima parte sunt incluse informaţiile din literatură referitoare la perhidro-
diazine, denumite şi diazaciclohexani, grupate după următoarele teme: sinteza, stereochimia,
reactivitatea şi utilizările. Partea a doua conţine contribuţii originale în domeniul sintezei şi
analizei structurale a derivaţilor 1,3-dioxanici ai aldehidei tereftalice, ai derivaţilor 1,3-dioxanici
5-metil-2,2-disubstituiţi şi ai unor derivaţi 5,5-Bis(bromometil) 2-substituiţi ai 1,3-dioxanului. În
partea a treia este descrisă sinteza, analiza structurală şi proprietăţile unor noi compuşi spiranici
1,3-dioxanici, iar partea a patra cuprinde sinteza, stereochimia şi proprietăţile unor intermediari
pentru sinteza de compuşi spiranici cu heterocicluri diferite sau cu heteroatomi diferiţi.
Partea II. Sinteza, analiza structurală şi proprietăţile unor noi derivaţi 1,3-dioxanici substituiţi în poziţiile 2, 5
4
PARTEA II. SINTEZA, ANALIZA STRUCTURALĂ
ŞI PROPRIETĂŢILE UNOR NOI DERIVAŢI 1,3-
DIOXANICI SUBSTITUIŢI ÎN POZIŢIILE 2, 5
II.1. Generalităţi Analiza conformaţională 1 urmăreşte determinarea stabilităţii relative a conformerilor şi
determinarea relaţiei funcţionale dintre conformaţii şi proprietăţile fizice şi chimice. La studierea
echilibrului dintre două conformaţii ale aceluiaşi compus, valoarea constantei de echilibru K este
folosită pentru calcularea proporţiei conformerului majoritar.
C1→← C2, ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
1
2
CC
K , iar folosind relaţia :
ΔGº = -RTlnK
se calculează entalpia liberă conformaţională, care reprezintă diferenţa de entalpie liberă
dintre o anumită conformaţie faţă de conformaţia cu entalpia liberă minimă (conformerul de
energie minimă). 1,2
Spectroscopia RMN se utilizează pentru studierea 3 echilibrelor conformaţionale. Un
conformer trebuie să existe (fără a se transforma într-un alt conformer) o perioadă mai lungă de
0,1 secunde pentru a da semnale distincte în spectrul RMN. Dacă timpul de rezidenţă este mai
mic de 0,1 secunde se obţin semnale la o valoare medie a deplasărilor chimice pentru
conformerii care trec rapid unul în celălalt.
În cazul unor protoni vicinali (legaţi de atomi de carbon vecini în cadrul moleculei)
constanta de cuplaj depinde de unghiul diedru format de legături. Ecuaţia lui Karplus 2,4 permite
calculul acestei constante J pornind de la unghiul diedru θ din fragmentul CH-CH : J = A· cos2 θ
Constanta A are valoarea de 8,5 Hz pentru unghiurile mai mici decât 90º şi 9,5 Hz dacă
este mai mare decât 90º. Aşadar, o constantă de cuplaj vicinal în orientare trans are o valoare
mai ridicată decât în cazul unui cuplaj vicinal în gauche, întrucât θ = 180 º faţă de θ = 60 º, de
1 Mager, S. ; Grosu, I.; David, L.; Stereochimia compuşilor organici; Editura Dacia: Cluj-Napoca, 2006; pp 12-42, 284-291, 434-447. 2 Mager, S.; Analiză structurală organică; Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică: Bucureşti, 1979; pp 69-71, 148-151. 3 Grosu, I.; Mager, S.; Plé, G.; Dărăbanţu, M.; Aplicaţii ale RMN în analiza structurală organică; Editura Cluj University Press: Cluj-Napoca, 1996; pp. 22-23, 67-68; 74-80. 4 Riddell, F. G.; The Conformational Analysis of Heterocyclic Compounds; Academic Press: New York, 1980; pp 34-35.
Partea II. Sinteza, analiza structurală şi proprietăţile unor noi derivaţi 1,3-dioxanici substituiţi în poziţiile 2, 5
5
aceea cuplajele vicinale axial-axiale au constante de cuplaj de 8-15 Hz, iar cele ecuatorial-
ecuatoriale sau ecuatorial-axiale au valori între 0-6 Hz.
1,3-Dioxanul este heterociclul care se obţine uşor prin sinteză, iar spectrele RMN se pot
interpreta cu uşurinţă ca urmare a efectului atomilor de oxigen, care separă atomii de carbon şi
produc şi o dezecranare semnificativă. 1
Schema 4
Entalpiile libere conformaţionale 5 ale unor substituenţi sunt pozitive dacă este mai stabil
conformerul ecuatorial, respectiv negative dacă conformerul axial este favorizat.
II.2. Derivaţi 1,3-dioxanici ai aldehidei tereftalice II.2.1. Introducere Numeroase lucrări 6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16 au ca subiect studiul stereochimiei 1,3-dioxanilor,
realizat prin diferite metode fizice, dintre cele mai importante sunt spectroscopia RMN şi
difracţia de raze X. Astfel s-a determinat că entalpiile libere conformaţionale ale grupărilor aril
din poziţia 2 sunt de peste 3 kcal/mol, ceea ce determină preferinţa acestor grupări pentru
orientarea ecuatorială în cadrul ciclului 1,3-dioxanic. Ca urmare aceşti substituenţi pot fi utilizaţi
ca grupări anancomerizante, care deplasează echilibrul conformaţional spre diastereoizomerul cu
5 Eliel, E. L.; Willen, S. H.; Stereochemistry of Organic Compounds; John Wiley & Sons, Ltd.: New York, 1994; pp 740-754 6 Anteunis, M. J. O., Tavernier, D.; Borremans, F.; Heterocycles, 1976, 4, 293-371. 7 Nader, F. W.; Eliel, E. L.; J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 3050-3055. 8 Bailey, W. F.; Eliel, E. L.; J. Am. Chem. Soc. 1974, 96, 1798-1806. 9 Mager, S.; Grosu, I.; Horn, M.; Hopârtean, I.; Dărăbanţu, M.; Puşcaş, C.; Kovacs, D.; Plé, G.; Roumanian Chemical Quarterly Reviews, 1995, 3, 201-228. 10 Grosu, I.; Camacho, B.; Toscano, A.; Plé, G.; Mager, S.; Martinez, R.; Gavino, R. R.; J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1, 1997, 775-781. 11 Socaci, C.; Grosu, I.; Plé, G.; Zwanziger, H. W.; Mesaroş, E.; Mărginean, D.; Mager, S.; Heterocyclic Commun. 2000, 6, 219-224. 12 Pop, M.; Grosu, I.; Plé, G.; Mager, S.; Muntean, L.; Mărginean, D.; Dincă, N.; Heterocyclic Commun. 2002, 8, 35-38. 13 Grosu, I.; Muntean, L.; Toupet, L.; Plé, G.; Pop, M.; Balog, M.; Mager, S.; Bogdan, E.; Monatsh. Chem. 2002, 133, 631-641. 14 Liu, J.; Hu, X. M.; Xu, H. S.; Chinese Chem. Lett. 1999, 10, 199–200. 15 Florian, M. C.; Circu, M.; Toupet, L.; Terec, A.; Grosu, I.; Ramondenc, Y.; Dinca, N.; Plé, G.; Cent. Eur. J. Chem. 2006, 4, 808-821. 16 Balog, M.; Grosu, I.; Plé, G.; Ramondenc, Y.; Condamine, E.; Varga, R. A.; J. Org. Chem. 2004, 69, 1337-1345.
OOO
OR
R 55
OO
OO
22
RR ax
ax
ec
ec
Partea II. Sinteza, analiza structurală şi proprietăţile unor noi derivaţi 1,3-dioxanici substituiţi în poziţiile 2, 5
6
gruparea respectivă ecuatorială. 6 - 9, 17,18
II.2.2. Sinteza Prin reacţia dintre 1,4-benzendicarbaldehidă (15), denumită şi para-ftaldialdehidă sau
tereftaldialdehidă, şi 1,3-propandioli substituiţi s-au obţinut derivaţii 1,3-dioxanici noi 16 – 22
(Schema 9). 19
Compuşii 16 – 19 sunt diastereoizomeri unici, 19 în timp ce compuşii 20 – 22 pot prezenta
mai mulţi izomeri configuraţionali.
Schema 9
II.2.3. Analiza structurală şi stereochimia Compuşii 16-19 prezintă structuri anancomerice, conformaţia preferenţială fiind cea cu
gruparea para-fenilen în orientare ecuatorială, aceasta fiind un „holding group”, fapt confirmat
de structura moleculară a compusului 17, determinată prin difracţie de raze X pe monocristal, dar
şi de investigaţiile RMN efectuate pentru compuşii 16-22.
Diagrama ORTEP a compusului 17 (Figura 1) arată orientarea ecuatorială a grupării
aromatice faţă de ambele heterocicluri şi preferinţa nucleului benzenic pentru un aranjament
apropiat de rotamerul ortogonal ideal.
17 Grosu, I.; Mager, S.; Plé, G.; Plé, N.; Toscano, A.; Mesaroş, E.; Martinez, R.; Liebigs Ann./Recueil 1997, 2371-2377. 18 Grosu, I.; Mager, S.; Mesaroş, E.; Plé, G.; Heterocyclic Commun., 1998, 4, 53-58. 19 Grosu, I.; Mager, S.; Toupet, L; Plé, G.; Mesaroş, E.; Mihiş, A.; Acta Chem. Scand. 1998, 52, 366-371.
CH
CH
O O +HO
HO R1R2OH
OHR1
R2
+O
O O
OR1
R2
R1
R2
R1=R2=HR1=R2=COOCH2CH3R1=R2=CH3R1=R2=CH2BrR1=H, R2=CH3R1=H, R2=C6H5R1=CH3, R2=C2H5
16171819202122
15
Partea II. Sinteza, analiza structurală şi proprietăţile unor noi derivaţi 1,3-dioxanici substituiţi în poziţiile 2, 5
7
Figura 1. Diagrama ORTEP a compusului 17
Există o mică deviere a planului ciclului aromatic de la orientarea ideală ortogonală,
unghiurile dintre planele de referinţă ale inelelor 1,3-dioxanice (P1: C4C6C8C11; P2:
C4aC6aC8aC11a) şi planul ciclului aromatic (P: C1-3C1a-3a) au fost calculate, astfel P/P1=99,3°;
P2/P1=0°. Pornind de la datele din Tabelul 3, se poate observa că structura heterociclurilor este
foarte apropiată de conformaţia scaun ideală. Cele două inele 1,3-dioxanice au în stare solidă o
orientare în „anti”, cauzată de dispunerea protonilor axiali din poziţiile 2 şi 2′, care sunt
localizaţi pe feţele opuse ale inelului aromatic, considerat, în acest caz, ca şi plan de referinţă.
Spectrele RMN ale compuşilor 16-22 (Tabelul 4) prezintă semnale diferite pentru protonii
axiali şi ecuatoriali din poziţiile 4(4′) şi 6(6′), precum şi pentru protonii şi atomii de carbon ai
grupărilor identice localizate în poziţiile 5 şi 5′ (pentru compuşii 17-19).
Tabel 4. Datele RMN semnificative (δ) pentru compuşii 16-22.
Compusul Poziţiile 2(2′)
Poziţiile 4(4′), 6(6′)
Ecuatorial Axial Δ(ec-ax)
16 5,30 3,87 3,43 0,44
17 5,18 5,04 3,95 1,09
18 5,25 3,52 3,25 0,27
19 5,41 4,24 3,84 0,4
20 (diastereoizomerul I) 5,27 3,89 3,08 0,81
21 (diastereoizomerul I) 5,41 4,15 3,68 0,47
22 (ciclurile A) (5,259, 5,268) 3,610, 3,614 3,280 0,33
22 (ciclurile B) (5,283, 5,292) 3,702, 3,698 3,22 0,47-0,48
Partea II. Sinteza, analiza structurală şi proprietăţile unor noi derivaţi 1,3-dioxanici substituiţi în poziţiile 2, 5
8
Spectrul 1H RMN al compusului 17 la 400 MHz, în benzen deuterat (Figura 2, Tabelul 4)
arată semnale unice, nediferenţiate pentru protonii celor două heterocicluri. Atribuirea
semnalelor s-a efectuat utilizând spectrul bidimensional COSY al compusului 17.
Figura 2. Spectrul 1H RMN (C6D6, 400 MHz) (fragment) al compusului 17
Protonii axiali din poziţiile 2 şi 2′ generează un singlet (δ=5,18 ppm), protonii ecuatoriali
din poziţiile 4(4′) şi 6(6′) prezintă un dublet dezecranat δ4(4′), 6(6′)ec=5,04 ppm, în timp ce protonii
axiali din aceleaşi poziţii au ca semnal un alt dublet δ4(4′), 6(6′)ax=3,95 ppm. Diferenţa în
deplasările chimice între semnalele protonilor grupărilor etiloxicarbonil axiale şi ecuatoriale este
în concordanţă cu datele raportate în literatură 20,21,22 pentru compuşii 1,3-dioxanici anancomerici
cu grupări ester axiale şi ecuatoriale în poziţia 5 a ciclului 1,3-dioxanic. Astfel, pentru protonii
metilenici din grupările etiloxicarbonil se înregistrează în spectrul 1H RMN două cuartete
δ-CH2-ax=4,01 ppm, δ-CH2-ec= 3,77 ppm, deci Δδax-ec=0,24 ppm, conform Figurii 2.
Compuşii 20-22 de asemenea au structuri anancomerice, gruparea benzenică având
orientare ecuatorială faţă de ambele cicluri 1,3-dioxanice. Însă substituenţii din poziţiile 5 şi 5′
pot avea orientări axiale sau ecuatoriale fiind posibili trei diastereoizomeri (Schema 10). Aceşti
diasteroizomeri sunt determinaţi de dispunerile în trans sau cis ale substituenţilor din poziţiile
5(5)′ şi ale inelului aromatic din poziţia 2(2′). Astfel, diastereoizomerul în care grupările de
referinţă din poziţia 5(5′) notate cu R2 şi substituentul aromatic din poziţia 2(2′) sunt în trans
pentru de ambele cicluri 1,3-dioxanice este notat cu I. Diastereoizomerul în care R2 şi gruparea
fenilen sunt în cis faţă de ambele heterocicluri este notat cu II, iar cel cu o configuraţie cis pentru
substituenţii aparţinând unuia din inelele 1,3-dioxanice şi trans pentru celălalt inel 1,3-dioxanic
20 Grosu, I.; Plé, G.; Mager, S.; Tetrahedron 1995, 51, 2659-2672. 21 Grosu, I.; Mager, S.; Plé, G.; Martinez, R.; Muntean, L.; Mesaroş, E.; Heterocycles 1995, 41, 2233-2244. 22 Grosu, I.; Mager, S.; Plé, G.; Muntean, L.; Schirger, I.; Heterocyclic Commun. 1996, 2, 423-430.
O
O O
O C
C
OO
H2C CH3
OO C
H2
CH3C
C
OO
CH2
H3C
OO
H2CH3C
1 6
2
3 4
5
1'6'
2'
3'4'
5'
2(2′)-Hax
4(4′),6(6′)-Hax 5(5′)-CH2-CH3ax
5(5′)-CH2-CH3ec
4(4′),6(6′)-Hec
Partea II. Sinteza, analiza structurală şi proprietăţile unor noi derivaţi 1,3-dioxanici substituiţi în poziţiile 2, 5
9
este notat cu III. Gruparea de referinţă este metil pentru compusul 20, fenil pentru 21, etil pentru
22.
Schema 10
La sinteza derivaţilor 20 şi 21 se obţine un amestec de diastereoizomeri I şi III al căror
raport molar a fost calculat din integralele semnalelor specifice fiecărui diastereoizomer. Pentru
compusul 20 se obţine 85 % diastereoizomer I, iar pentru 21 circa 70 %, în acord cu preferinţa
pentru orientarea ecuatorială determinată de entalpiile libere conformaţionale (valorile „A”) care
sunt ΔG0Me=0,80-0,89 kcal/mol, iar ΔG0
Ph=1,03 kcal/mol.
Din valorile constantelor de cuplaj 6 ale protonului din poziţia 5(5′) s-a determinat
orientarea axială sau ecuatorială a substituenţilor din această poziţie. Dacă protonul din poziţia 5
(5′) are poziţie ecuatorială, poate să prezinte un cuplaj mic cu protonii vicinali ecuatoriali şi
axiali din poziţiile 4(4′) şi 6(6′), iar dacă este axial, constanta de cuplaj cu protonul vicinal axial
are valori ridicate.
Pentru compusul 22 (denumit 1,4-Bis(5-etil-5-metil-1,3-dioxan-2-il)benzen) diferenţa între
entalpiile libere conformaţionale ale grupărilor metil şi etil aflate în poziţiile 5(5′) ale ciclului
1,3-dioxanic este nesemnificativă, respectiv ΔG0Me=0,80-0,89 kcal/mol, ΔG0
Et=0,75-0,81
kcal/mol, de aceea prin sinteză rezultă toţi cei trei diastereoizomeri posibili. Raportul lor este
conform unor reguli statistice : I : II : III = 1:1:2, întrucât probabilitatea de obţinere a
diastereoizomerului III este dublă faţă de ceilalţi diastereoizomeri.6,19
Spectrul 1H RMN al compusului 22 în C6D6 la 400 MHz, (Figura 4 şi Tabelul 5) relevă
existenţa pentru protonii din poziţia 2 şi 2′ a patru singleţi cu intensităţi relativ similare. Protonul
din poziţia 2 este echivalent magnetic cu protonul din poziţia 2′ în cazul diastereoizomerilor I şi
II, dar aceştia sunt neechivalenţi pentru diastereoizomerul III. Intensităţi similare pentru cele
patru semnale se pot obţine numai dacă populaţia diastereoizomerului III este dublă faţă de
populaţia diastereoizomerului I, ultimul în aceeaşi proporţie cu diastereoizomerul II, deoarece
entalpiile lor conformaţionale sunt similare. Din păcate, pentru toţi diastereoizomerii semnalele
în spectrul 1H RMN sunt suprapuse, caracterizarea lor completă nefiind posibilă. Se observă
totuşi două seturi de semnale cu intensităţi apropiate, primul set de semnale aparţinând inelelor
OOR2
R1
H
I-trans, trans
16
23 4
5
1'6'
2'
3'4'5'
OOR2
R1
HA
A
OOR1
R2
H
II-cis, cis
OOR1
R2
HB
B
OOR2
R1
H
III-trans, cis
OOR1
R2
HA
B
Partea II. Sinteza, analiza structurală şi proprietăţile unor noi derivaţi 1,3-dioxanici substituiţi în poziţiile 2, 5
10
(notate cu „A”), de care sunt legate grupări etil ecuatoriale. Inelele „A” sunt cele două
heterocicluri de la diastereoizomerul I şi un ciclu 1,3-dioxanic al diastereoizomerului III.
Protonii inelelor notate „B” dau al doilea set de semnale, aceste inele au grupările etil cu
orientare axială şi sunt ciclurile 1,3-dioxanice ale diastereoizomerului II şi celălalt heterociclu
aparţinând diastereoizomerului III (Schema 10, Tabelul 5).
Atribuirea semnalelor pentru grupările din poziţiile 5(5′) s-a făcut luând în considerare
dezecranarea mai pronunţată a protonilor din grupările axiale faţă de cele ecuatoriale : pentru
gruparea etil Δδ(-CH2-)ax-ec=1,01 ppm şi Δδ(-CH3)ax-ec=0,23 ppm, iar pentru gruparea metil
Δδ(-CH3)ax-ec=0,89 ppm. 19
Figura 4. Fragment din spectrul 1H RMN în C6D6 la 400 MHz al compusului 22
Tabel 5 Deplasările chimice δ (ppm) pentru grupările din poziţiile 5(5′) ale inelelor 1,3-
dioxanice pentru compusul 22
Inelele Etil Metil
-CH2-(ec) -CH2-(ax) -CH3(ec) -CH3(ax) ecuatorial axial
A 0,71 - 0,529, 0,532 - - 1,17
B - 1,72 - 0,757, 0,762 0,276, 0,280 -
2(2′)-Hax 4(4′),6(6′)-Hec-inele B
4(4′),6(6′)-Hec-inele A
4(4′),6(6′)-Hax-inele A
4(4′),6(6′)-Hax-inele B
O
O O
OCH2
H3C
H2C
CH3
CH3H3C1 6
2
3 4
5
1'6'
2'
3'4'
5'
Partea II. Sinteza, analiza structurală şi proprietăţile unor noi derivaţi 1,3-dioxanici substituiţi în poziţiile 2, 5
11
Figura 5. Spectrul 1H RMN în C6D6 la 400 MHz al compusului 22
Atribuirea semnalelor generate prin rezonanţa protonilor din poziţiile 4(4′) şi 6(6′) pentru
cele două tipuri de inele (inelele A şi B) s-a realizat folosind experimentele bazate pe efectul
Overhauser nuclear. Iradierea singletului protonilor grupării metil axiale (δ=1,17 ppm) a arătat în
spectrul de diferenţă bazat pe efectul Overhauser nuclear (NOEDiff.) o influenţă semnificativă
asupra dubletului de la δ=3,61 ppm (protonii din poziţiile 4(4′) şi 6(6′) ecuatoriali ai inelelor A),
în timp ce iradierea singletului generat de protonii grupării metil ecuatoriale (δ=0,28 ppm) a
arătat în spectrul NOEDiff. o influenţă asupra dubleţilor protonilor din poziţiile 4(4′) şi 6(6′)
ecuatoriali şi axiali ai inelelor B (δec=3,70 ppm, δax =3,22 ppm) (Tabelul 5). Influenţa mai
ridicată a efectului Overhauser nuclear asupra dubletului mai ecranat confirmă orientarea axială
a protonilor asociaţi acestui semnal. Poziţia ecuatorială a protonilor din dubletul mai dezecranat,
aparţinând inelelor B (δ=3,70 ppm) a fost confirmată prin iradierea cuartetului aparţinând
protonilor metilenici (δ=1,72 ppm) ai grupării etil axiale (inelele B). Când s-a înregistrat spectrul
NOEDiff. s-a observat o influenţă semnificativă numai asupra dubletului protonilor ecuatoriali
(δ=3,70 ppm) din poziţiile 4(4′) şi 6(6′) ale inelelor B.
5(5′)-CH2-CH3ax
5(5′)-CH3ec5(5′)-CH2-CH3ec
O
O O
OCH2
H3C
H2C
CH3
CH3H3C1 6
2
3 4
5
1'6'
2'
3'4'
5'
5(5′)-CH2-CH3ec+CH2-CH3ax
5(5′)-CH3ax
4(4′),6(6′)-Hax-inele B
4(4′),6(6′)-Hax-inele A 4(4′),6(6′)-Hec-inele A
4(4′),6(6′)-Hec-inele B
2(2′)-Hax
C6D6
2,2′-C6H4
Partea II. Sinteza, analiza structurală şi proprietăţile unor noi derivaţi 1,3-dioxanici substituiţi în poziţiile 2, 5
12
Figura 8. Spectrul COSY al compusului 22 în C6D6 la 400 MHz, detaliu pentru protonii
axiali şi ecuatoriali din poziţiile 4(4′), 6(6′)
II.3. Derivaţi 5-metil-2,2-disubstituiţi ai 1,3-dioxanului
II.3.1. Introducere Compuşii 5-alchil-1,3-dioxanici (monosubstituiţi în poziţia 5) au structuri anancomerice,
deşi entalpia liberă conformaţională pentru gruparea din poziţia 5 este mult mai mică decât în
cazul în care substituentul ar fi în poziţia 2, spre exemplu pentru gruparea metil ΔG0Me(poziţia 2)
=3,98 kcal/mol, iar ΔG0Me(poziţia 5)=0,83 kcal/mol. Cu toate acestea echilibrele conformaţionale
sunt deplasate predominant spre conformerul în care substituentul din poziţia 5 prezintă orientare
ecuatorială (Schema 11). 23
Schema 11
23 Muntean, L.; Turos, G.; Socaci, C.; Grosu, I.; Mager, S.; Mihiş, A.; Stud. Univ. “Babeş-Bolyai”, Chemia 2000, 45, 55-60.
OO O
OR
R
ax
ec
O
O O
OCH2
H3C
H2C
CH3
CH3H3C1 6
2
3 4
5
1'6'
2'
3'4'
5'
4(4′),6(6′)-Hax-inele B
4(4′),6(6′)-Hax-inele A
4(4′),6(6′)-Hec-inele A
4(4′),6(6′)-Hec-inele B
2(2′)-Hax
Partea II. Sinteza, analiza structurală şi proprietăţile unor noi derivaţi 1,3-dioxanici substituiţi în poziţiile 2, 5
13
II.3.2. Sinteza S-a sintetizat un nou compus 1,3-dioxanic (24) care face parte din seria compuşilor 1,3-
dioxanici 25-28 prin reacţia de cetalizare (condensare) dintre 2-metil-1,3-propandiol (23) şi
cetone simetrice (Schema 12). 23
Schema 12
II.3.3. Analiza structurală şi stereochimia Compuşii analizaţi au structură anancomerică, echilibrul conformaţional fiind deplasat spre
conformaţia în care gruparea metil din poziţia 5 are orientare ecuatorială (Schema 13).
Schema 13
Spectrele acestor compuşi (24-28) prezintă semnale diferite pentru protonii axiali şi
ecuatoriali din poziţiile 4 şi 6, dar şi pentru grupările alchil din poziţia 2, identice constitutiv, dar
neechivalente din punct de vedere magnetic (Tabelul 6).
Tabel 6. Deplasările chimice δ (ppm) semnificative din spectrele 1H RMN şi 13C RMN ale
compuşilor 24-28.
Compus 1H RMN 13C RMN
4,6-H(ax) 4,6-H(ec) 5-CH3 C2 C4,6 C5 5-CH3
24 3,42 3,77 0,31 - 67,72 29,57 13,01
25 3,22 3,59 0,44 100,59 65,56 23,18 13,28
26 3,28 3,60 0,47 100,16 65,61 29,43 13,35
27 3,69 3,95 0,78 100,17 66,01 28,94 13,27
28 3,59 3,25 0,44 97,12 64,96 29,32 12,88
În spectrul 1H RMN în C6D6 la 300 MHz al 2,2-difenil-5-metil-1,3-dioxanului (24) există
un dublet la δ=0,31 ppm pentru gruparea metil ecuatorială din poziţia 5, având constanta de
OH
OHH3C + O
R
R OOH3C
R
Ri
(i) Conditii: TsOH/C6H6, 80oC
23R= C6H5R= C2H5R= C3H7R= CH2-C6H5R+R = (CH2)5
2425262728
OOH3C
R
RO
O
R
R
CH3ax ec
Partea II. Sinteza, analiza structurală şi proprietăţile unor noi derivaţi 1,3-dioxanici substituiţi în poziţiile 2, 5
14
cuplaj vicinală 3J(5CH3ec-5Hax)=6,6 Hz (Figura 10). Protonul axial din poziţia 5 are ca semnal un
multiplet la δ=1,81 ppm, iar protonii din poziţiile 4 şi 6 dau un pseudotriplet (dublet de dublete
suprapus) la δ4(6)ax = 3,42 ppm, cu constantele de cuplaj geminală şi vicinală egale, 2J4(6)ax-4(6)ec = 3J4(6)ax-5Hax = 11,3 Hz pentru protonii axiali, şi respectiv un dublet de dublete la δ4(6)ec = 3,77 ppm
pentru protonii ecuatoriali, cu constantele de cuplaj 2J4(6)ec-4(6)ax = 11,3 Hz şi 3J4(6)ec-5Hax = 4,2 Hz.
Figura 10. Spectrul 1H RMN al compusului 24 în C6D6 la 300 MHz
II.4. Derivaţi 5,5-Bis(bromometil) 2-substituiţi ai 1,3-dioxanului II.4.1. Introducere
Compuşii 1,3-dioxanici cu grupări bromometil se utilizează la sinteza de sulfuri ciclice
care au aplicaţii în nanotehnologii ca şi adsorbenţi pe suprafeţe de aur sau pe aur coloidal 24,25.
Derivaţii 5,5-Bis(bromometil) 2-substituiţi ai 1,3-dioxanului sunt sintetizaţi prin reacţia de
acetalizare (cetalizare) catalizată de acidul para-toluensulfonic dintre compuşi carbonilici şi 2,2-
bis(bromometil)-1,3-propandiol. 26
24 Nuzzo, R. G.; Allara, D. L.; J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 4481-4483. 25 Herranz, M. A.; Yu, L.; Martin, N.; Echegoyen, L.; J. Org. Chem., 2001, 68, 8379-8385. 26 Gropeanu, R.; Woiczechowski-Pop, A.; Ţînţaş, M.; Turdean, R.; Grosu, I. Stud. Univ. Babeş-Bolyai, Chem. 2005, 50, 247-252.
OOH3C
H
HH
H
H
1
345
6ec
ax
ec2
ax
ec
ecax
ax
5-CH3-ec
4,6-Hax
4,6-Hec 5-Hax 1.81 ppm
Fenil
Partea II. Sinteza, analiza structurală şi proprietăţile unor noi derivaţi 1,3-dioxanici substituiţi în poziţiile 2, 5
15
II.4.2. Sinteza Au fost sintetizaţi noi compuşi 1,3-dioxanici substituiţi cu grupări bromometil (30-35) prin
reacţia dintre compuşi carbonilici şi 2,2-bis(bromometil)-1,3-propandiol (Schema 15), care au
fost purificaţi prin recristalizare din metanol sau etanol.
Schema 15
II.4.3. Analiza structurală şi stereochimia Compuşii analizaţi 30 – 35 sunt anancomerici, echilibrul conformaţional fiind deplasat
spre conformerul în care substituentul voluminos R2 este în poziţie ecuatorială, din cele două
grupări bromometil una are orientare ecuatorială, iar cealaltă axială (Schema 16).
Schema 16
Spectrul 1H RMN în CDCl3 la 300 MHz, al compusului 30 la temperatura camerei conţine
următoarele semnale: la δ=1,58 ppm singletul grupării metil din poziţia 2, cu orientare
ecuatorială, la δ=3,12 ppm singletul protonilor metilenici ai grupării bromometil ecuatoriale, din
R1
O +HO
HO
Br
Br
H3C SO3H
O
O
Br
BrR1
+ H2O2
1
3 4
5
6
XX
R1=CH3, X=meta-NO2 30R1=CH3, X=para-NO2 31R1=H, X=meta-NO2 32R1=H, X=para-NO2 33
HO
HO
Br
Br
OH
OH
Br
Br+ +HC CH OO
H3C SO3H
O
O
O
OBr
Br Br
Br
HO
HO
Br
Br
OH
OH
Br
Br+ +
C6H5CH3, 90o C
H3C SO3H
O
O
O
OBr
Br Br
BrH2C
O
O O
O CH3
CH3
H3C
H3C
H2C
34
35Bis[5,5-Bis(bromometil)-1,3-dioxan-2-il]-metan
5,5,5',5'-tetrakis(bromometil)-2,2'-bi(1,3-dioxan)
16
2
3 4
5
1'6'
2'
3'4'
5'
1 6
2
34
5
1'6'
2'
3'4'
5'
+ 2H2O
+ 4CH3OH
C6H6, 80o C
C6H6, 80o C
OOR1
H2C
CH2OO
H2C
H2C
R1
R2
R2
Br
Br
Br
Brec
ax
ec
ax
ax
ec
ec
ax
Partea II. Sinteza, analiza structurală şi proprietăţile unor noi derivaţi 1,3-dioxanici substituiţi în poziţiile 2, 5
16
poziţia 5. La δ=3,52 ppm sunt protonii axiali din poziţiile 4(6) care dau un dublet, cu constanta
de cuplaj geminală 2J4(6)ax-4(6)ec = 11,8 Hz, iar la δ=3,93 ppm dubletul protonilor ecuatoriali (mai
dezecranaţi) suprapus peste singletul grupării bromometil axiale din poziţia 5 la δ=3,95 ppm
(Figura 12). Protonii aromatici au semnale între δ=7,58-8,27 ppm, iar atribuirea semnalelor s-a
efectuat după înregistrarea spectrului COSY (Figura 13).
Figura 12. Spectrul 1H RMN în CDCl3 la 300 MHz al compusului 30
Figura 13. Spectrul 1H RMN COSY în CDCl3 la 300 MHz al compusului 30 – detaliu pentru
protonii aromatici
ppm (t2)7.607.707.807.908.008.108.208.30
7.50
8.00
8.50ppm (t1
ppm (t1)2.03.04.05.06.07.08.09.0
0
500
1000
1500
2000
2500
8.27
8.27
8.24
8.23
8.23
8.22
8.21
8.20
8.20
8.20
7.77
7.77
7.76
7.75
7.74
7.74
7.64
7.61
7.59
7.26
3.95
3.92
3.54
3.50
3.12
1.58
1.56
1.01.0
1.01.0
2.1
2.1
1.0
4.1
3.0
ppm (t1)1.5501.600
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
1.58
1.56
1.0
3.0
6′-H CDCl3
OO
H2C
H2CH3C Br
Brec
axec
ax
O2N
2 1
34 5
6
1'
3'4'
5'
6'2'
2-CH3-ec
4,6-Hax
4,6-Hec
5-CH2Br ec
H2O
2′-H
5-CH2Br ax
4′-H 5′-H
OO
H2C
H2CH3C Br
Brec
axec
ax
O2N
2 1
34 5
6
1'
3'4'
5'
6'2'
2′-H
5′-H
4′-H
6′-H
Partea II. Sinteza, analiza structurală şi proprietăţile unor noi derivaţi 1,3-dioxanici substituiţi în poziţiile 2, 5
17
Figura 14. Spectrul 1H RMN COSY în CDCl3 la 300 MHz al compusului 30
Figura 15. Spectrul 13C RMN în CDCl3 la 62,9 MHz al compusului 30 ppm (t1)
50100150
0
500
1000
148.
99
142.
42
132.
49
130.
13
123.
3412
1.66
100.
51
77.5
177
.00
76.4
9
66.2
3
37.6
5
35.5
8
34.3
7
30.9
0
ppm (t2)2.03.04.05.06.07.08.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
ppm (t1
C5′
OO
H2C
H2CH3C Br
Brec
axec
ax
O2N
2 1
34 5
6
1'
3'4'
5'
6'2'
2-CH3-ec
C1′ C5 C2′
CDCl3
5-CH2Brec 5-CH2Brax
C4′ C6′
C4,6
C2
C3′
OO
H2C
H2CH3C Br
Brec
axec
ax
O2N
2 1
34 5
6
1'
3'4'
5'
6'2'
2-CH3-ec
4,6-Hax
4,6-Hec
2′-H 5′-H
CDCl3
5-CH2Br ec
5-CH2Br ax
4′-H
6′-H
Partea II. Sinteza, analiza structurală şi proprietăţile unor noi derivaţi 1,3-dioxanici substituiţi în poziţiile 2, 5
18
Spectrul HMQC (denumit şi HETCOR bazat pe detecţia protonului) (Figura 16) confirmă
atribuirile efectuate anterior, astfel se observă că protonii grupării metil din poziţia 2 de la
δ=1,58 ppm sunt legaţi de carbonul primar de la δ=30,90 ppm, protonii grupării bromometil din
poziţia 5 ecuatorială, de la δ=3,13 ppm, respectiv axiale de la δ=3,96 ppm sunt legaţi de atomii
de carbon de la δ=34,37 ppm, respectiv δ=35,58 ppm. De asemenea atomii de carbon C4 şi C6
de la δ=66,23 ppm sunt legaţi de protonii din poziţiile 4,6 axiali (δ=3,52 ppm), respectiv
ecuatoriali (δ=3,93 ppm).
Pentru protonii aromatici 27 se observă că protonul din poziţia 5′ de la δ=7,51 ppm este
legat de atomul C5′ de la δ=130,13 ppm, protonul din poziţia 6′ de la δ=7,75 ppm corespunde
atomului C6′ de la δ=132,49 ppm, protonul din poziţia 4′ de la δ=8,20 ppm corespunde atomului
C4′ de la δ=123,34 ppm, iar protonul din poziţia 2′ de la δ=8,27 ppm corespunde C2′ de la
δ=121,66 ppm (Figura 17).
Figura 16. Spectrul HMQC în CDCl3 la 125 MHz-C şi la 500 MHz-H al compusului 30
27 Lambert, J. B.; Mazzola, E. P.; Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy- An Introduction to Principles, Applications, and Experimental Methods, Prentice Hall, 2003; pp. 74-75, 87-88.
ppm (t2)2.03.04.05.06.07.08.09.0
50
100
ppm (t1
OO
H2C
H2CH3C Br
Brec
axec
ax
O2N
2 1
34 5
6
1'
3'4'
5'
6'2'
Partea II. Sinteza, analiza structurală şi proprietăţile unor noi derivaţi 1,3-dioxanici substituiţi în poziţiile 2, 5
19
Figura 17. Spectrul HMQC al compusului 30-detaliu pentru zona aromatică
Tabel 7. Date 1H RMN comparative pentru compuşii 30-35
Deplasare
chimică/grupare CH2-4,6
axiali (ppm)
CH2-4,6
ecuatoriali
(ppm)
CH2Br axială
poz. 5 (ppm)
CH2Br
ecuatorială
poz. 5 (ppm)
R1 –poz. 2
(ppm)
Compusul 30 3,52 3,93 3,95 3,12 1,58
Compusul 31 3,52 3,92 3,95 3,11 1,56
Compusul 32 3,90 4,29 3,94 3,33 5,49
Compusul 33 3,90 4,29 3,94 3,32 5,49
Compusul 34 3,70 4,20 3,88 3,25 4,53
Compusul 35 3,62 4,08 3,88 3,23
CH2ec-2,03
Hax-4,59
Compusul 35 are spectrul 1H RMN în CDCl3 la 300 MHz diferit de celelalte spectre, apare
semnalul punţii metilenice din poziţia 2 şi 2′ cu cuplaje între protonii din punte, dar şi alte
cuplaje între protonii din poziţiile 4(4′), 6(6′). Este prezent un triplet la δ=2,03 ppm pentru
puntea metilenică dintre cele două inele 1,3-dioxanice, cu orientare ecuatorială faţă de ambele
inele heterociclice. În spectru este şi un singlet la δ=3,23 ppm corespunzător protonilor grupării
ppm (t2)7.507.607.707.807.908.008.108.208.308.40
120.0
125.0
130.0
ppm (t1
OO
H2C
H2CH3C Br
Brec
axec
ax
O2N
2 1
34 5
6
1'
3'4'
5'
6'2'
4′-H 6′-H 2′-H 5′-H
C2′
C4′
C6′
C5′
Partea II. Sinteza, analiza structurală şi proprietăţile unor noi derivaţi 1,3-dioxanici substituiţi în poziţiile 2, 5
20
bromometil din poziţiile 5(5′) cu orientare ecuatorială şi un singlet la δ=3,88 ppm pentru
protonii grupării bromometil axiale din poziţiile 5(5′).
Protonii axiali din poziţiile 4(4′), 6(6′) dau un dublet de triplete (de fapt un dublet de
dublete de dublete suprapus) la δ=3,62 ppm care se datorează cuplajului geminal 4(6)-axial-4(6)-
ecuatorial cu constanta de cuplaj 2J4(6)ax-4(6)ec =11,8 Hz şi cuplajului la distanţă a protonilor axiali
din poziţia 4(6), 4′(6)′ cu protonul axial din poziţia 6(4), 6′(4′) şi cu protonul ecuatorial din
poziţia 6(4), 6′(4′), cele două constante de cuplaj având valori apropiate. Protonii ecuatoriali din
poziţiile 4(4′), 6(6′) au ca semnal tot un dublet de triplete la δ=4,08 ppm, datorită cuplajului
geminal cu protonul axial din 4(6), 4′(6)′ şi cuplajului la distanţă cu protonul axial şi ecuatorial
din 6(4), 6′(4′). Constanta de cuplaj 2J4(6)ax-4(6)ec =11,8 Hz, iar constantele de cuplaj 4J4(6)ec-6(4)ax
=4J4(6)ec-6(4)ec=1,5 Hz şi 4J4(6)ax-6(4)ax =4J4(6)ax-6(4)ec= 1,6 Hz.
În spectru mai apare un triplet corespunzător protonilor axiali din poziţiile 2(2′) la δ=4,59
ppm. Constanta de cuplaj între protonii punţii metilenice şi protonii axiali din poziţiile 2(2′) este 3J=5,4 Hz (Figura 24).
Figura 24. Spectrul 1H RMN în CDCl3 la 300 MHz al compusului 35
OO
H2C
H2C
H
Br
Br
ec axec
ax
2
1
34 5
61'
2'3'4'
5'6' OO
H
CH2H2C
Br
Brax
ax
ec CH2
4(4′),6(6′)-Hax
5(5′)-CH2Brec
5(5′)-CH2Brax
2(2′)-Hax
4(4′),6(6′)-Hec
2(2′)-CH2ec
Partea III. Compuşi spiranici 1,3-dioxanici
21
PARTEA III. COMPUŞI SPIRANICI 1,3-
DIOXANICI III.1. Introducere
Stereochimia spiranilor cu cicluri hexaatomice a fost studiată extensiv 28, iar mulţi
compuşi investigaţi conţineau unităţi 1,3-dioxanice 29,30,31,32,33. S-a determinat că spiro-1,3-
dioxanii au chiralitate elicoidală 1,Error! Bookmark not defined., deoarece compuşii polispiranici cu
cicluri hexaatomice prezintă o structură elicoidală similară cu helixul proteinelor sau a
compuşilor organici denumiţi heliceni. Elicea poate fi configurată P sau M (fiind orientată în
acest mod prin sinteză) şi se continuă identic cu ea însăşi, având o structură de câte patru cicluri
hexaatomice care se repetă continuu (Schema 17).
Schema 17
Compuşii spiranici pot să aibă concomitent sau separat pe lângă chiralitatea elicoidală,
chiralitate centrală sau axială. De exemplu, pentru derivatul semiflexibil al 1,5-
dioxaspiro[5.5]undecanului (38) (Schema 18) care are chiralitate elicoidală (determinată de
aranjamentul specific al scheletului spiranic al moleculei), există şi chiralitate axială, cu toate că
substituenţii din poziţia 3 ai sistemului spiranic sunt identici 30,31,34.
Axa C6-C9 este un element de chiralitate, iar grupările diferite de la capetele acestei axe de
simetrie sunt R şi H la atomul de carbon C9 şi inelul 1,3-dioxanic pe o parte, respectiv ligandul
lipsă pe cealaltă parte la C6. Pentru acest tip de compuşi (38) carbociclul este anancomeric, iar
heterociclul este flexibil. Acest echilibru conformaţional (inversia heterociclului) este o inversie
enantiomerică (Schema 18).
28 Cismaş, C.; Terec, A.; Mager, S.; Grosu, I. Curr. Org. Chem. 2005, 9, 1287-1314. 29 Mursakulov, I.G.; Ramazanov, E. A.; Guseinov, M. M.; Zefirov, N. S.; Samoshin, V. V.; Eliel, E. L. Tetrahedron 1980, 36, 1885-1890. 30 Grosu, I.; Mager, S.; Plé, G.; Horn. M J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1995, 167-168. 31 Grosu, I.; Mager, S.; Plé, G. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2 1995, 1351-1357. 32 Terec, A.; Grosu, I.; Condamine, E.; Breau, L.; Plé, G.; Ramondenc, Y.; Rochon, F. D.; Peulon-Agasse, V.; Opriş, D. Tetrahedron 2004, 60, 3173-3189. 33 Grosu, I.; Plé, G.; Mager, S.; Martinez, R.; Mesaroş, C.; Camacho, B. C.; Tetrahedron 1997, 53, 6215-6232. 34 Mihiş, A.; Condamine, E.; Bogdan, E.; Terec, A.; Kurtán, T.; Grosu, I. Molecules 2008, 13, 2848-2858.
M P37
Partea III. Compuşi spiranici 1,3-dioxanici
22
Schema 18
Au fost studiaţi compuşii care au schelet de tip 2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecan (39,
Schema 19) având substituenţi diferiţi la ambele capete ale sistemului spiranic. În aceşti
compuşi, pe lângă chiralitatea elicoidală, există două axe de chiralitate (C3-C6 şi C6-C9) şi sunt
posibili 6 stereoizomeri (Tabelul 8) 31,34,35, 36.
Schema 19
Tabel 8. Stereoizomerii posibili pentru monospiran care prezintă două axe de chiralitate şi
chiralitate elicoidală
Izomer Configuraţie Orientare substituenţi de referinţă la
Axa C3-C6 Axa C6-C9 Elice de tip C3 (R) C9 (R2)
I aS aS M ec ec
II aR aS P ax ec
II′ * aS aR P ec ax
III aR aR M ax ax
IV aR aR P ec ec
V aS aR M ax ec
V′* aR aS M ec ax
VI aS aS P ax ax
35 Grosu, I.; Mager, S.; Plé, G.; Martinez, R.; Horn, M.; Gavino, R. R. Monatsh. Chem. 1995, 126, 1021-1030. 36 Mager, S.; Horn, M.; Grosu, I.; Bogdan, M. Monatsh. Chem. 1989, 120, 735-742.
OO
OO
M P
38
12
345
7
89
10
11
6
R1
R1
R
R1
R1
R
R
H
R
H
OO
R1
R1
OO
R1
R1
aS aR
O
OO
O
O
OO
O
MaSaS PaRaR39
12
345
7
89
10
11
6
R2
R3
R
R3
R2
RR1R1
Partea III. Compuşi spiranici 1,3-dioxanici
23
* datorită substituirii similare la C3 şi C9, structurile II şi II′; V şi V′ sunt echivalente
În compuşii analizaţi 39 diferenţa de entalpie liberă conformaţională între substituenţii din
aceeaşi poziţie este mare, compuşii prezentând structuri anancomerice. Dacă substituenţii R şi R2
au entalpii libere conformaţionale mai ridicate decât ceilalţi substituenţi localizaţi în aceeaşi
poziţie (R1 şi R3), structurile preferate (majoritare) I şi IV au aceste grupări în orientare
ecuatorială. Astfel structurile I şi IV sunt considerate reprezentative pentru compuşii 39, ele nu
se pot transforma una în cealaltă prin procese conformaţionale, şi în acest mod reprezintă
enantiomeri separabili.
III.2. Sinteza Au fost sintetizaţi compuşii spiranici 42-46 cu schelet de 2,4,8,10-
tetraoxaspiro[5.5]undecan prin condensarea pentaeritritolului cu cetone nesimetrice în cataliză
acidă (acid para-toluensulfonic) la reflux în benzen sau toluen (Schema 21). 34
Schema 21
III.3. Analiza structurală şi stereochimia S-a determinat că grupările CH3 şi CH2X localizate în partea cetalică a inelului 1,3-
dioxanic (poziţia 2) au entalpii libere conformaţionale foarte apropiate, iar derivaţii 1,3-dioxanici
care conţin în poziţia 2 grupările CH3 şi CH2X sunt compuşi flexibili (Schema 22) 6,37.
Conformerii VII şi VIII au contribuţii similare la structura obţinută prin medierea conformaţiilor
posibile.
Schema 22
37 Mesaroş, E.; Grosu, I.; Mager, S.; Plé, G.; Farcas, I.; Monatsh. Chem. 1998, 129, 723-733.
HO
HO OH
OH+ 2 O
H3C
H2CX
O
O O
O
-2H2O
H3C CH3
H2C CH2X X
X = COOCH3X = COOCH2CH3X = OCH3X = ClX = C6H5
4243444546
OO O
OH3C
H2C
CH3
H2C
XX
VII VIII
Partea III. Compuşi spiranici 1,3-dioxanici
24
Pornind de la aceste premise se pot considera flexibili compuşii 42-46. Asemănător cu
compuşii de tipul 39, aceşti derivaţi se găsesc sub forma a şase conformeri (Tabelul 8). Cei şase
conformeri se împart în două grupuri [I, II (II′), III şi IV, V (V′), VI] având loc echilibrele
conformaţionale I←→ II(II′)←→ III şi IV←→V(V′)←→VI (Schemele 23 şi 24). 34
Schema 23
Schema 24
O
OO
O3
9
CH3
H2C
CH3
H2C
X
X
O
OO
OH2C
CH3
CH2
CH3
X9
3
X
O
OO
OCH2
CH3
H2C
H3C
X3
9
X
O
OO
OH2C
CH3
H3C
H2C
X9
3 X
PaSaR
MaRaRIII (aa)
II' (ea)
MaSaS
I (ee)
PaRaSII (ae)
O
OO
O9
3
H3CCH2
H3C
CH2
X
X
O
OO
OCH3
H2C
H2C
H3C
9
3
X
O
OO
OH2C
CH3
CH2
CH3
9
3
X
O
OO
OCH2
CH3
CH3
H2C
X3
9X
MaSaR
VI (aa)
V (ae)
IV (ee)
MaRaS
V' (ea)
X
PaSaS
X
PaRaR
Partea III. Compuşi spiranici 1,3-dioxanici
25
Conformerii fiecărui grup sunt diastereoizomeri între ei [ee, ae(ea), aa; CH2X este grupare
de referinţă] şi au un enantiomer (antipod optic) în celălalt grup. Pentru a transforma o structură
aparţinând unui grup într-o structură din celălalt grup trebuie efectuate scindări de legături şi
formare de noi legături între atomi. Compuşii 42-46 au, în ciuda structurii lor flexibile,
enantiomeri separabili. Pentru a face distincţie între enantiomeri, s-au efectuat experimente
HPLC pe coloană chirală, utilizând o coloană CHIRALCEL OD cu detecţie normală şi detecţie
chirală (OR) pentru compuşii 43 şi 46. Picurile enantiomerilor sunt separate faţă de valoarea
iniţială (tτ pentru compusul 43 : 27,34 min, respectiv 33,05 min, iar pentru 46: 11,6 min, 13,9
min; Figura 29), însă semnalele la detecţia chirală sunt slabe, datorită faptului că acestea sunt
media contribuţiilor similare aparţinând diastereoizomerilor cu activităţi optice contrare
(Schemele 23 şi 24).
Figura 29. Cromatogramele HPLC ale derivatului 43 pe coloană Chiralcel OD utilizând
detecţie UV (211 nm) şi detector chiral OR.
Structura flexibilă a compuşilor a fost analizată utilizând experimentele 1H RMN şi 13C
RMN dinamice. Spectrul la temperatura camerei 1H RMN arată pentru cei trei diastereoizomeri
ai compuşilor 42-46 un singur set de semnale la o valoare mediată a deplasărilor chimice, ca
urmare a echilibrelor conformaţionale rapide.
Astfel pentru compusul 3,9-dimetil-3,9-Bis(metiloxicarbonilmetil)-2,4,8,10-
tetraoxaspiro[5.5]undecan (42) spectrul 1H RMN înregistrat la 283 K în (C2D5)2O (Figura 30)
indică existenţa unei structuri flexibile, datorită faptului că substituenţii din poziţiile 3 şi 9 au
entalpii libere conformaţionale cu valori apropiate. Datorită chiralităţii elicoidale şi axiale
poziţiile 1(11) şi 5(7) sunt diastereotope, dând semnale diferite pentru protonii heterociclici. La
δ=1,49 ppm este singletul aparţinând protonilor grupării metil din poziţiile 3(9) legaţi direct de
ciclul 1,3-dioxanic, la δ=2,72 ppm este singletul protonilor metilenici ai grupării
abso
rban
ta (m
AU
)
timp de retentie (min)
Partea III. Compuşi spiranici 1,3-dioxanici
26
metiloxicarbonilmetil din poziţiile 3(9), iar la δ=3,59 ppm singletul grupării metoxi esterice din
poziţiile 3(9). La δ=3,68 ppm apare un singlet cu modelul unei despicări sistem „AB” pentru
protonii heterociclici din poziţiile 1(11), iar la δ=3,75 ppm este semnalul protonilor ciclului 1,3-
dioxanic din poziţiile 5(7) (Figura 30). La δ=3,33 ppm este semnalul eterului dietilic deuterat
rezidual, iar semnalul de la 2,30 ppm sunt urmele de apă din eterul dietilic.
Figura 30. Spectrul 1H RMN al compusului 42 la 283 K, 400 MHz în (C2D5)2O
Spectrul înregistrat la temperatura camerei în C6D6 arată diastereotopicitatea protonilor
localizaţi la aceeaşi poziţie (unul este procis, iar celălalt protrans faţă de substituentul cu
prioritate mai mare situat la capătul cel mai apropiat al scheletului spiranic). Modelul spectrului
pentru protonii heterociclici este alcătuit din două sisteme AB (Figura 31).
Spectrele 1H RMN la temperatură variabilă au arătat coalescenţa semnalelor la temperatura
de 203 K, iar la scăderea ulterioară a temperaturii se observă trei grupuri de semnale care
corespund la cei trei diastereoizomeri, în care protonii spiranici şi grupările din poziţiile 3(9) au
orientări axiale sau ecuatoriale (Figurile 32 şi 33). Atribuirea completă a semnalelor în spectrul
înregistrat la temperatura cea mai joasă nu a fost posibilă, dar evoluţia modelului de despicare al
spectrului prin scăderea temperaturii arată încetinirea echilibrelor conformaţionale. Aşadar se
obţin la temperatură scăzută semnalele celor trei diastereoizomeri în acord cu structurile propuse
în Schemele 23 şi 24.
3(9)-CH3
3(9)-CH2-
eter
O
O O
OH3C CH3
H2C CH2
C CO
OH3C
OO CH3
1 2
3
4578
9 6
10 11
H2O
3(9)-O-CH3
5(7)-CH2-
1(11)-CH2-
Partea III. Compuşi spiranici 1,3-dioxanici
27
Figura 31. Spectrul 1H RMN al compusului 42 la temperatura camerei în C6D6 la 400 MHz
Figura 32. Spectrele 1H RMN ale compusului 42 la temperatura variabilă la 400 MHz în (C2D5)2O
Datorită scăderii temperaturii semnalul apei din eterul deuterat se deplasează spre valori
mai ridicate ale deplasării chimice. Rezultatele experimentelor 1H RMN la temperatură variabilă
efectuate pentru ceilalţi compuşi 43-46 sunt similare cu cele prezentate pentru compusul 42.
S-au efectuat experimente 13C RMN la temperatură variabilă în domeniul 300 K – 164 K
pentru compuşii 42, 44 şi 46 în THF-d8 (Tabelul 9, Figurile 34, 35, 36, 37 şi 38). Pentru
compusul 44 coalescenţa semnalelor are loc la temperatură mai joasă (TC=170 K) faţă de
coalescenţa semnalelor observată în spectrul 1H RMN al compusului 44, în THF-d8. Semnalul
THF-d8 apare în spectru sub forma unor cvinteţi la δ=67,4 ppm şi δ=25,2 ppm, conform datelor
din literatură. 38
38 Silverstein, R. M.; Webster, F. X.; Spectrometric Identification of Organic Compounds; 6th Edition, John Wiley & Sons, Inc.: Canada, 1997; pp. 214, 245.
3(9)-O-CH3
243 K 223 K
H2O H2O
eter eter
3(9)-CH3 3(9)-CH2-
O
O O
OH3C CH3
H2C CH2
C CO
OH3C
OO CH3
1 2
3
4578
9 6
10 11
5(7)-CH2- 1(11)-CH2-
C6D6
Partea III. Compuşi spiranici 1,3-dioxanici
28
Figura 33. Spectrele 1H RMN ale compusului 42 la temperatura variabilă la 400 MHz în
(C2D5)2O
Tabel 9. Rezultatele (δ, ppm) ale experimentelor 13C RMN la temperatură variabilă pentru
compuşii 42 şi 46
Compus
Temp.
C3, C9 C1, C11, C5, C7 C6 C=O/Caromatic
298 K 164 K 298 K 164 K * 298 K 164 K 298 K 164 K
42 98,92 99,15 64,47 63,22 32,93 31,99 170,03 170,43
98,59 64,42 63,60 32,20 170,72
63,87
46 100,39 100,09 64,49 63,55 33,28 - a) 128,40 a) 128,51
100,37 64,54 63,81 b) 138,13 a) 128,87
b) 137,70
b) 138,89
* Aceste semnale corespund atomilor C1, C11, celălalt grup de semnale, care aparţin atomilor C5,
C7 sunt suprapuse la 164 K cu semnalele solventului. Unele semnale sunt în coalescenţă la 164 K.
H2O
eter eter
H2O
H2O
1(11)-CH2; OCH3 5(7)-CH2; 3-CH2-
203 K 183 K
173 K eter O
O O
OH3C CH3
H2C CH2
C CO
OH3C
OO CH3
1 2
3
4578
9 6
10 11
Partea III. Compuşi spiranici 1,3-dioxanici
29
Figura 34. Spectrul 13C RMN al compusului 42 la 298 K la 500 MHz în THF-d8
Figura 35. Spectrul 13C RMN al compusului 42 la 164 K la 500 MHz în THF-d8
O
O O
OH3C CH3
H2C CH2
C CO OCH3
OOCH3
1 2
3
4578
9 6
10 11
3(9)-CH3
3(9)-CH2-CO
3(9)-COOCH3
THF-d8
C6 C3, C9
THF-d8
C1, C5, C7, C11
O
O O
OH3C CH3
H2C CH2
C CO OCH3
OOCH3
1 2
3
4578
9 6
10 11
3(9)-CH3
3(9)-CH2-CO
3(9)-COOCH3
THF-d8
C6
C3, C9 THF-d8 C1, C5, C7, C11
3(9)-CH3 3(9)-COO
Partea III. Compuşi spiranici 1,3-dioxanici
30
Figura 38. Fragmente corespunzătoare pentru C3, C9, respectiv C6 din spectrele 13C
RMN ale compuşilor 46 (A) şi 42 (B) înregistrate la 298 K şi 164 K la 500 MHz în THF-d8
Coalescenţa semnalelor pentru spectrele 13C RMN pentru ceilalţi compuşi are loc la
temperaturi similare sau mai ridicate decât în cazul spectrelor 1H RMN. La temperatura de 164 K
spectrele 13C RMN sunt mai complicate şi prezintă multe semnale, datorită încetinirii echilibrelor
conformaţionale. Astfel, în locul fiecărui semnal din spectrul înregistrat la temperatura camerei
apar două sau mai multe semnale (cu intensităţi diferite) corespunzătoare diastereoizomerilor
existenţi.
Totuşi atribuirea semnalelor pentru fiecare diastereoizomer „îngheţat” atât pentru
compusul 42, cât şi pentru 46, nu a fost posibilă, dar rezultatele înregistrate demonstrează
existenţa echilibrelor conformaţionale dintre diastereoizomeri, conform Schemelor 23 şi 24.
S-a încercat determinarea structurilor prin difracţie de raze X pe monocristal pentru
compuşii 45 şi 46, dar fără rezultat, datorită faptului că în stare solidă compuşii se găsesc sub
forma unui amestec al tuturor diastereoizomerilor, iar rezoluţia acestora nu a fost posibilă.
Structurile de raze X pentru compuşi spiranici similari 39 au arătat preferinţa ciclurilor
hexaatomice pentru conformaţia scaun.
39 Khusainov, M. A.; Makarevich, S. S.; Odovskaya, A.E.; Starikova, Z. A.; Musavirov, R. S. Zh. Strukt. Khim., 1988, 29, 154-161.
Partea III. Compuşi spiranici 1,3-dioxanici
31
Figura 43. Spectrul 1H RMN al compusului 44 la 300 MHz în CDCl3
Compusul 3,9-bis(metoximetil)-3,9-dimetil-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecan (44)
prezintă în spectrul 1H RMN înregistrat la 300 MHz în CDCl3 un singlet la δ=1,42 ppm pentru
gruparea metil din poziţia 3(9), semnale suprapuse între 3,37-3,39 ppm pentru protonii din
poziţiile 1(11) care au model de despicare „AB” (observându-se despicarea parţială în doi
dubleţi), la δ=3,40 ppm singletul protonilor metilici din gruparea eterică metoxi, la δ=3,64 ppm
singletul protonilor metilenici din gruparea metoximetil din poziţiile 3(9), la δ=3,80 ppm
dubletul protonilor pro-cis din poziţiile 5(7) cu constanta de cuplaj 2J=11,8 Hz, la δ=3,99 ppm
dubletul protonilor pro-trans din poziţiile 5(7) cu constanta de cuplaj 2J=11,8 Hz (Figura 43).
ppm (t1)1.502.002.503.003.504.00
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
4.01
3.97
3.83
3.79
3.64
3.40
3.39
3.39
1.42
2.0
2.0
4.0
6.1
6.14.0
ppm (t1)3.3503.400
-1000
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
3.40
3.39
3.39
6.1
4.0
3(9)-CH3
3(9)-CH2-O
3(9)-OCH3
5(7)-CH2-
1(11)-CH2-
O
O O
OH3C CH3
H2C CH2
O
1 2
3
4578
9 6
10 11
OCH3 H3C
5(7)′-CH2-
Partea III. Compuşi spiranici 1,3-dioxanici
32
Figura 44. Spectrul 13C RMN APT al compusului 44 la 75 MHz în CDCl3
Compusul 3,9-dibenzil-3,9-dimetil-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecan (46) are de
asemenea o structură flexibilă, aşa cum se observă în spectrul 1H RMN al compusului 46
înregistrat la 300 MHz în CDCl3. La δ=1,29 ppm este un singlet pentru protonii grupării metil
din poziţiile 3(9), la δ=1,58 ppm semnalul apei din solventul deuterat, la δ=2,98 ppm singletul
protonilor metilenici din grupările benzil din poziţiile 3(9), la δ=3,63 ppm dubletul unuia din
protonii din poziţiile 1(11) cu constanta de cuplaj 2J=11,7 Hz, la δ=3,72 ppm dubletul celui de-al
doilea proton din poziţiile 1(11) suprapus peste dubletul primului proton din poziţiile 5(7) de la
δ=3,73 ppm. La δ=3,86 ppm este dubletul celui de-al doilea proton din poziţiile 5(7) cu constanta
de cuplaj 2J=11,7 Hz, iar între δ=7,23-7,31 ppm sunt semnalele suprapuse ale protonilor
aromatici aparţinând grupărilor benzil din poziţiile 3(9) (Figura 47).
ppm (t1)2030405060708090100
-50
0
500
100
98.5
2
75.8
7
63.7
463
.66
59.4
1
32.9
5
17.3
0
C5, C7
3(9)-CH3
3(9)-CH2-O
3(9)-OCH3
CDCl3 C6 C3, C9
O
O O
OH3C CH3
H2C CH2
O
1 2
3
4578
9 6
10 11
OCH3 H3C
C1,C11
Partea III. Compuşi spiranici 1,3-dioxanici
33
Figura 47. Spectrul 1H RMN al compusului 46 la 300 MHz în CDCl3
Figura 48. Spectrul 13C RMN APT al compusului 46 la 75 MHz în CDCl3 ppm (t1)
50100
-5.0
0.0
5.0
10.0
15.0136.
61
130.
57
127.
9212
6.43
99.8
8
77.4
677
.04
76.6
2
64.0
363
.97
44.3
9
32.9
6
19.7
0
ppm (t1)2.03.04.05.06.07.0
0
500
1000
1500
2000
7.32
7.29
7.27
7.26
7.24
7.24
3.89
3.85
3.76
3.74
3.72
3.70
3.65
3.61
2.98
1.58
1.29
2.02.12.02.0
4.1
0.8
6.2
1.94.73.81.70.50.2
ppm (t1)3.6003.6503.7003.7503.8003.8503.900
0
500
3.89
3.85
3.76
3.74
3.72
3.70
3.65
3.61
2.0
2.1
2.0
2.0
3(9)-CH3
3(9)-CH2-C6H5
H2O
5(7)-CH2-
1(11)-CH2-
O
O O
OH3C CH3
H2C CH2
1 2
3
4578
9 6
10 11
5(7)′-CH2-
1(11)′-CH2-
3(9)-C6H5
O
O O
OH3C CH3
H2C CH2
1 2
3
4578
9 6
10 11
1'2'
3'
4'5'
6'1'
2'
3'
4'5'
6'
C5, C7
3(9)-CH3
3(9)-CH2-C6H5
C4′
CDCl3 C6 C3, C9
C1,C11 C1′
C3′, C5′ C2′, C6′
Partea IV. Compuşi spiranici cu heterocicluri diferite
34
PARTEA IV. COMPUŞI SPIRANICI CU
HETEROCICLURI DIFERITE
IV.1. Date din literatură Sinteza de compuşi spiranici cu heterocicluri conţinând sulf este o temă de cercetare care a
fost abordată în literatură, existând multe strategii de obţinere a acestui tip de compuşi.
O metodă o constituie 40 reacţia tetrabromurii de pentaeritritil (47) cu tioacetat de potasiu
(48) urmată de hidroliza acidă a grupării tioester şi tioacetalizare (într-o singură etapă ambele
reacţii) cu formaldehidă în mediu acid (Schema 25).
O altă metodă este 40 acetalizarea 2,2-bis(bromometil)-1,3-propandiolului (51) cu
formaldehidă, rezultând 5,5-bis(bromometil)-1,3-dioxanul (52) care reacţionează cu tioacetatul
de potasiu în N,N-dimetilformamidă anhidră, urmată de transtioacetalizarea în mediu acid
rezultînd 5,5-bis(hidroximetil)-1,3-ditian (54) (Schema 25).
Schema 25
Au fost sintetizaţi 41 spirani tetratianici printr-o succesiune de reacţii pornindu-se de la
tetrabromura de pentaeritritil 42 (Schema 26).
Schema 26
40 Mitkin, H.; Wan, Y.; Kurchan, A. N.; Kutateladze, A. G. Synthesis 2001, 1133-1142. 41 Gâz, Ş. A.; Condamine, E.; Bogdan, N.; Terec, A.; Bogdan, E.; Ramondenc, Y.; Grosu, I. Tetrahedron 2008, 64, 7295-7300. 42 Wan, Y.; Mitkin, O. D.; Barnhurst, L.; Kurchan, A. N.; Kutateladze, A. G Org. Lett. 2000, 2, 3817-3819.
Br
Br
Br
Br
HO
HO
Br
Br
AcSK
DMF AcS
AcS
SAc
SAc CH2O
HCl
S
S S
S
[CH2O]n/H+
-H2O O
O
Br
Br AcSK
DMF O
O
SAc
SAc H+/H2O
S
SHO
HO
47
48
49
50
51 52 53 54
Br
Br
Br
Br AcSK
DMF AcS
AcS
SAc
SAc
47
48
49
LiAlH4
THF
HS
HS SH
SH
55
CHCl3
S
S S
SC O
R1
R2
R1R2
R1
R2
I2/20 oC
56
+
Partea IV. Compuşi spiranici cu heterocicluri diferite
35
Reacţia de tioacetalizare 43 a fost folosită pentru obţinerea de ditiani prin reacţia dintre
aldehide şi cetone aromatice sau alifatice, O,O-acetali, O,O-cetali, O,S-cetali şi ditioli în prezenţă
de iod la temperatura camerei (Schema 27).
Schema 27
Compuşi spiranici au fost sintetizaţi 44 prin reacţia dintre ciclohexanone substituite (60) cu
3-mercapto-1-propanoli substituiţi (61) în toluen în prezenţă de acid para-toluensulfonic la
reflux (Schema 28).
Schema 28
O cale de reacţie pentru sinteza de compuşi macrociclici cu sulf 45 este reacţia dintre
derivatul dibromurat (67) şi 1,3-propanditiol (68) în prezenţă de carbonat de cesiu, N,N-
dimetilformamidă la 60 °C (Schema 29). O altă metodă 46 este reacţia compusului bromurat (70)
cu 1,2-etanditiol (71) în prezenţă de carbonat de cesiu şi acetonitril anhidru la temperatura
camerei când se obţin macrociclurile cu sulf 72 şi 73 (Schema 29).
Schema 29
43 Firouzabadi, H.; Iranpoor, N.; Hazarkhani, H. J. Org. Chem. 2001, 66, 7527-7529. 44 Terec, A.; Grosu, I.; Muntean, L.; Toupet, L.; Plé, G.; Socaci, C.; Mager, S. Tetrahedron 2001, 57, 8751-8758. 45 Stock, H. T.; Kellog, R. M. J. Org. Chem. 1996, 61, 3093-3105. 46 Grabarnik, M.; Goldberg, I.; Fuchs, B. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1 1997, 3123-3125.
CX
X
R1
R2
+ HSSH
I2 (cat.)
CHCl3, 20 oC S
SR1
R2
R1=aril, cinamil, ferocenil, R2=H, alchilX=-OMe, -OEt, -OAc, XX=O, -O(CH2)3O-, -O(CH2)2S-
57 58 59
R1 O +HO
HS R2
R2
Toluen, reflux
APTS O
SR1
R2
R2
12
3
45789
6
10 11
60 61
62 -R1=C6H5, R2=H63 -R1=H, R2=CH364 -R1=CH3, R2=CH365 -R1=t-C4H9, R2=CH366 -R1=C6H5, R2=CH3
OO Br
Br+
SH SH
Cs2CO3
DMF, 60 oC OO S
S
OO O
OBr Br
+ HS SH
Cs2CO3
CH3CN, 20 oC OO O
OS S
OO O
OS S
+
S S
6768
69
7071
72
73
Partea IV. Compuşi spiranici cu heterocicluri diferite
36
IV.2. Compuşi ţintă – strategii de obţinere Tema de cercetare este obţinerea prin sinteză a unor noi compuşi spiranici cu heterocicluri
diferite sau cu heteroatomi diferiţi în ciclu (Schema 30).
Schema 30
b) A doua strategie constă în sinteza de derivaţi spiranici cu cicluri dioxanice şi ditianice.
Pentru aceasta s-a urmărit în prima etapă transformarea derivatului bromurat 32 (5,5-
bis(bromometil)-2-(3′-nitrofenil)-1,3-dioxan) în 2-(3′-nitro-fenil)-5,5-bis(acetiltiometil)-1,3-
dioxan (74) prin reacţia cu tioacetat de potasiu urmată în etapa următoare de hidroliza bazică a
tioacetatului 74 la ditiolul 75 (2-(3′-nitro-fenil)-5,5-bis(mercaptometil)-1,3-dioxan), urmată de
tioacetalizarea cu 3-nitrobenzaldehidă (76) (Schema 32).
Schema 32
În prima etapă s-a efectuat 47 reacţia compusului 32 cu tioacetat de potasiu în amestec de
acetonitril:diclorometan=1:1, însă fără rezultatele aşteptate. Din aceste considerente s-a propus
sinteza 2,2-bis(acetiltiometil)-1,3-propandiolului (78) pornind de la 2,2-Bis(bromometil)-1,3-
propandiol (51) urmată de acetalizarea cu 3-nitrobenzaldehidă (76) pentru a rezulta 2-(3′-nitro-
fenil)-5,5-bis(acetiltiometil)-1,3-dioxanul (74) (Schema 33).
Reacţia tioacetatului de potasiu cu 2,2-bis(bromometil)-1,3-propandiol (51) în N,N-
dimetilformamidă anhidră, la temperatura camerei a condus la un amestec de trei compuşi
principali (Schema 33) care au fost separaţi prin cromatografie pe coloană, folosind eluent
n-hexan:AcOEt=2:1. Fracţia cu Rf =0,58 este compusul util din această etapă, însă acest compus
a fost utilizat în reacţie fără să fie purificat complet printr-o coloană cromatografică
suplimentară, spectrul 1H RMN indicând ca fiind un amestec de compuşi. Acesta a reacţionat cu
47 Turdean, R.; Bogdan, E.; Terec, A.; Petran, A.; Vlase, L.; Turcu, I.; Grosu, I. Cent. Eur. J. Chem. 2009, 7, 111-117.
O
O
Br
BrH
NO2
KS CO
CH3
32 74
OH
O2N
+
76
7
O
O S
SH H
NO2NO277
H2C
CH2
S C CH3
O
S CO
CH3
HO2N
O
OH2C
CH2
SH
SHH
O2NO
O
O
O
S
SR1
R2
R1R2 S
O
S
OR1
R2
R1R2 S
O
O
SR1
R2
R1R2
Partea IV. Compuşi spiranici cu heterocicluri diferite
37
3-nitrobenzaldehida (76) în prezenţă de APTS (acid para-toluensulfonic) şi benzen rezultînd 74,
identificat prin 1H RMN. Dacă se foloseşte 4-nitrobenzaldehidă (79) pentru reacţia de acetalizare
a compusului 78 se obţine 2-(4′-nitro-fenil)-5,5-bis(acetiltiometil)-1,3-dioxan (80).
Schema 33
Următoarea etapă după sinteza tioacetaţilor 1,3-dioxanici este saponificarea (hidroliza
bazică) a acestora. S-a încercat hidroliza bazică cu metoxid de sodiu în metanol anhidru conform
datelor din literatură 48,49,50, rezultatul fiind degradarea compuşilor.
Saponificarea tioacetatului 74 cu NaOH 1 M în metanol 51 a condus, după neutralizarea
bazei în exces prin aducerea la pH=7, la obţinerea compusului 75 (2-(3′-nitro-fenil)-5,5-
bis(mercaptometil)-1,3-dioxan). (Schema 35).
Schema 35
48 Furuike, T.; Aiba, S.; Nishimura, S-I. Tetrahedron 2000, 56, 9909-9915. 49 Capelle, S. L.; Vogels, I. A.; Govaerts, T. C.; Toppet, S. M.; Compernolle, F.; Hoornaert, G. J.; Tetrahedron 2002, 58, 3655-3666. 50 Govaerts, T. C.; Vogels, I. A.; Compernolle, F.; Hoornaert, G. J.; Tetrahedron Lett. 2002, 43, 799-802. 51 Sato, H.; Sakoh, H.; Hashihayata, T.; Imamura, H.; Ohtake, N.; Shimizu, A.; Sugimoto, Y.; Sakuraba, S.; Bamba-Nagano, R.; Yamada, K.; Hashizume, T.; Morishima, H. Bioorg. Med. Chem. 2002, 10, 1595-1610.
HO CH2
H2CHO
H2C
CH2
Br
Br HO CH2
H2CHO
H2C
CH2
S C CH3
O
S CO
CH3+ KS C
OCH32
20oCDMF anh.
+ 2KBr
51 78
HO CH2
H2CHO
H2C
CH2
S C CH3
O
S CO
CH3
78
+APTS
C6H6
74
OH
O2N76
HO CH2
H2CHO
H2C
CH2
S C CH3
O
S CO
CH3
78
+APTS
C6H6
80
OH
79NO2
H2C
CH2
S C CH3
O
S CO
CH3
HO2N
O
O
H2C
CH2
S C CH3
O
S CO
CH3
H
O
O
O2N
74
+ NaOH 1M CH3OH:THF=10:1 0oC
75
75
OH
O2N
+
76
I2/CHCl320oC
O
O S
SH H
NO2NO277
H2C
CH2
SH
SHH
O2NO
O
H2C
CH2
SH
SHH
O2NO
O
H2C
CH2
S C CH3
O
S CO
CH3
HO2N
O
O
Partea IV. Compuşi spiranici cu heterocicluri diferite
38
c) A treia strategie constă în obţinerea 2,2-bis(mercaptometil)-1,3-propandiolului (81)
prin reducerea cu LiAlH4 a 2,2-bis(acetiltiometil)-1,3-propandiolului (78). Etapa următoare
constă în reacţia de acetalizare şi tioacetalizare simultană cu 3-nitrobenzaldehidă (76), respectiv
4-nitrobenzaldehidă (79) fără ca 2,2-bis(mercaptometil)-1,3-propandiolul (81) să fie în prealabil
purificat (Schema 36). Acesta a fost identificat prin 1H RMN, şi prin măsurarea punctului de
topire, corespunzând datelor din literatură 52,53. S-a realizat sinteza 3,9-bis(3′-nitrofenil)-8,10-
dioxa-2,4-ditia-spiro[5.5]undecanului (77), respectiv a 3,9-bis(4′-nitrofenil)-8,10-dioxa-2,4-ditia-
spiro[5.5]undecanului (82) prin reacţia dintre 2,2-bis(mercaptometil)-1,3-propandiol (81) cu 3-
nitrobenzaldehidă (76), respectiv 4-nitrobenzaldehidă (79) în toluen la reflux 44 în prezenţă de
acid para-toluen sulfonic.
Schema 36
d) A patra strategie este comună cu strategia a doua, până la sinteza 2-(3′-nitro-fenil)-5,5-
bis(acetiltiometil)-1,3-dioxan (74) şi 2-(4′-nitro-fenil)-5,5-bis(acetiltiometil)-1,3-dioxan (80).
În continuare se va realiza într-o singură etapă 40 hidroliza acidă a grupării tioacetice şi
transacetalizarea 1,3-dioxanului cu grupare tioacetat (74) la 2-(3′-nitro-fenil)-5,5-
bis(hidroximetil)-1,3-ditian (83) în soluţie apoasă de HCl 2N la reflux. Etapa următoare este
acetalizarea cu 3-nitrobenzaldehidă (76) în soluţie benzenică cu catalizator acid para-
toluensulfonic la reflux, când ar trebui să se obţină 3,9-bis(3′-nitrofenil)-8,10-dioxa-2,4-ditia-
spiro[5.5]undecan (77) (Schema 37).
52 Backer, H. J.; Tamsma, A. F. Recl. Trav. Ch. Pays-Ba. 1938, 57, 1183-1210. 53 Bladon, P.; Owen, L. N. J. Chem. Soc. 1950, 585-90.
HO CH2
H2CHO
H2C
CH2
S C CH3
O
S CO
CH3+ LiAlH4 HO C
H2
H2CHO
H2C
CH2
SH
SH20 OC
THF
78
81
OH
HOH2C
HO CH2
C
H2C
CH2
SH
SH
OH
O2NNO2
+ +
O
O S
SH H
NO2NO2
APTS, toluen80 oC
76 81 76
77
OH
HOH2C
HO CH2
C
H2C
CH2
SH
SH
OH
+ +
O
O S
SH H
APTS, toluen80 oC
79 81 7982
NO2NO2 O2N
NO2
Partea IV. Compuşi spiranici cu heterocicluri diferite
39
Schema 37
IV.3. Intermediari
Schema 38
IV.4. Analiza structurală şi stereochimia Compusul 2-(3′-nitro-fenil)-5,5-bis(acetiltiometil)-1,3-dioxan (74) are o structură
anancomerică, având în spectrul 1H RMN următoarele semnale: la δ=2,09 ppm singlet pentru
gruparea metil ecuatorială din poziţia 5 (din gruparea tioacetat), la δ=2,11 ppm singlet pentru
gruparea metil axială din poziţia 5 (din gruparea tioacetat), la δ=2,85 ppm un dublet pentru
protonii axiali din poziţiile 4(6) cu constanta de cuplaj geminală 2J4(6)ax-4(6)ec=14,5 Hz, alt dublet
la δ=3,04 ppm pentru protonii ecuatoriali din poziţiile 4(6) cu constanta de cuplaj geminală 2J4(6)ec-4(6)ax=14,5 Hz. La δ=4,05 ppm este un singlet pentru protonii metilenici din gruparea
tioesterică ecuatorială din poziţia 5, la δ=4,64 ppm singletul protonilor metilenici din gruparea -
CH2-S- axială din poziţia 5, iar la δ=5,17 ppm singletul protonului axial din poziţia 2. Atribuirea
semnalelor protonilor din zona aromatică s-a efectuat cu ajutorul spectrului COSY. Astfel la
δ=7,55 ppm este semnalul protonului aromatic din poziţia 5′ despicat într-un triplet fiind implicat
în două cuplaje orto primul cuplaj cu protonul din poziţia 6′ (care are semnal despicat într-un
dublet la δ=7,87 ppm) şi al doilea cuplaj cu cel din poziţia 4′ (cu semnal despicat într-un dublet
la δ=8,19 ppm). Protonul aromatic din poziţia 2′ are semnal la δ=8,36 ppm (Figura 51).
H2C
CH2
S C CH3
O
S CO
CH3
HO2N
7481
75
HO CH2
H2CHO
H2C
CH2
SH
SH82
O
O
H2C
CH2
S C CH3
O
S CO
CH3
H
O
O
O2N
H2C
CH2
SH
SHH
O2NO
O
O
O S
SH H
NO2NO2
77
O
O S
SH H
82O2N
NO2
74
HCl/H2O
reflux S
S H NO2HO
HO
APTS, benzen80 oC
O
O S
SH H
NO2NO2
77
+
76
OH
O2N83
H2C
CH2
S C CH3
O
S CO
CH3
HO2N
O
O
Partea IV. Compuşi spiranici cu heterocicluri diferite
40
Figura 51. Spectrul 1H RMN al compusului 74 la 300 MHz în CDCl3
Cu ajutorul spectrelor COSY şi HETCOR s-a realizat atribuirea semnalelor din spectrul 13C RMN înregistrat în CDCl3 la 90 MHz. La δ=20,73 ppm este semnalul atomului de carbon al
grupării metil ecuatoriale din poziţia 5 (din gruparea tioacetat), la δ=20,80 ppm semnalul
atomului de carbon al grupării metil axiale din poziţia 5, la δ=30,87 ppm semnalul acetonei, la
δ=32,03 ppm semnalul carbonului C5, la δ=35,08 ppm semnalul atomilor de carbon C4 şi C6, la
δ=50,19 ppm semnalul carbonului terţiar C2. Atomul de carbon metilenic din gruparea tioester
CH2-S-CO ecuatorială din poziţia 5 rezonează la δ=62,72 ppm, iar cel din gruparea tioester
axială la δ=67,52 ppm. La 77 ppm este tripletul cloroformului deuterat, la δ=123,04 ppm
rezonează carbonul terţiar C2′ din gruparea aromatică din poziţia 2, la δ=123,64 ppm carbonul
C4′, la δ=129,85 ppm carbonul C5′, la δ=133,95 ppm carbonul C6′, la δ=140,02 ppm carbonul
cuaternar C1′, iar la δ=148,35 ppm carbonul cuaternar C3′. Atomul de carbon al grupării
carbonilice din gruparea tioester ecuatorială are semnal la δ=170,52 ppm, iar carbonul din
gruparea tioester axială la δ=170,54 ppm (Figura 52).
ppm (t1)2.03.04.05.06.07.08.0
0
500
1000
1500
8.36
8.21
8.18
7.88
7.85
7.55
7.26
5.17
4.64
4.05
3.07
3.02
2.88
2.83
2.11
2.09
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
2.0
2.0
2.0
2.0
3.03.0
ppm (t1)8.00
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
8.36
8.21
8.18
7.88
7.85
7.55
1.0
1.0
1.0
1.0
5-CO-CH3ax
OO
H2C
H2C
H
S
Sec
ax
ec
ax
NO2
2 1
34 5
61'
2'
3'4'
5'
6' CO
CH3
CO CH3
5-CO-CH3ec
6′-H
2-Hax
4,6-Hax 4,6-Hec
5-CH2Sec
2′-H
5-CH2Sax
4′-H
CDCl3
5′-H
Partea IV. Compuşi spiranici cu heterocicluri diferite
41
Figura 52. Spectrul 13C RMN al compusului 74 la 90 MHz în CDCl3
Figura 54. Spectrul COSY al compusului 74 la 500 MHz în CDCl3-detaliu pentru protonii aromatici ppm (t2)
7.607.707.807.908.008.108.208.308.40
7.50
8.00
ppm (t1
ppm (t1)50100150
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
170.
5417
0.52
140.
02
133.
9512
9.85
123.
6412
3.04
77.3
577
.00
76.6
567
.52
62.7
2
50.1
9
35.0
8
32.0
3
30.8
7
20.8
020
.73
148.
35
Me2CO
OO
H2C
H2C
H
S
Sec
ax
ec
ax
NO2
2 1
34 5
61'
2'
3'4'
5'
6' CO
CH3
CO CH3 5-CH3-ec
C1′ 5-C=Oec C2′
CDCl3
5-CH2Sec 5-CH2Sax
C4′ C6′
C4,6 C2
C3′
5-CH3-ax
C5′
C5
5-C=Oax
OO
H2C
H2C
H
S
Sec
ax
ec
ax
NO2
2 1
34 5
61'
2'
3'4'
5'
6' CO
CH3
CO CH3
6′-H
2′-H
4′-H
5′-H
Partea IV. Compuşi spiranici cu heterocicluri diferite
42
Figura 56. Spectrul HETCOR al compusului 74 la 500 MHz-H şi 125 MHz-C în CDCl3-
detaliu pentru zona aromatică
Pentru compusul 3,9-bis(3′-nitrofenil)-8,10-dioxa-2,4-ditia-spiro[5.5]undecan (77)
poziţiile 1 şi 5 sunt diastereotope, datorită chiralităţii axiale şi elicoidale a moleculei. De
asemenea poziţiile 7 şi 11 sunt şi ele diastereotope. În fiecare caz există un proton axial şi altul
ecuatorial. În spectrul 1H RMN înregistrat la 250 MHz în CDCl3 (Figura 64) sunt semnalele
corespunzătoare structurii anancomerice propuse: un dublet de dublete la δ=2,54 ppm pentru
protonul ecuatorial din poziţia 1 cu 2J1ec-1ax=14,3 Hz şi 4J1ec-5ec= 1,8 Hz (cuplaj în W), un dublet
la δ=2,90 ppm pentru protonul axial din poziţia 1 cu 2J1ax-1ec=14,3 Hz (cuplajul geminal este
confirmat de efectul de acoperiş „roof effect”), un dublet de dublete la δ=3,05 ppm pentru
protonul axial din poziţia 5 cu 2J5ax-5ec=14,3 Hz şi 4J5ax-1ec= 1,9 Hz, un alt dublet de dublete la
δ=3,59 ppm pentru protonul ecuatorial din poziţia 5 cu 2J5ec-5ax=14,2 Hz şi 4J5ec-1ec= 2,1 Hz, un
dublet de dublete la δ=3,71 ppm pentru protonul axial din poziţia 7 cu 2J7ax-7ec=11,6 Hz şi 4J7ax-
11ec= 1,9 Hz, un dublet la δ=3,88 ppm pentru protonul axial din poziţia 11 cu 2J11ax-11ec=11,5 Hz,
un alt dublet de dublete la δ=3,99 ppm pentru protonul ecuatorial din poziţia 11 cu 2J11ec-
11ax=11,4 Hz şi 4J11ec-7ec= 2,7 Hz, un alt dublet de dublete la δ=5,30 ppm pentru protonul
ecuatorial din poziţia 7 cu 2J7ec-7ax=11,6 Hz şi 4J7ec-11ec= 2,9 Hz. Există la δ=5,19 ppm un singlet
pentru protonul axial din poziţia 3, iar la δ=5,55 ppm un singlet pentru protonul axial din poziţia
9 (mai dezecranat datorită efectului dezecranant prin spaţiu al atomilor de oxigen) (Figura 65).
ppm (t2)7.508.00
125.0
130.0
135.0
ppm (t1
4′-H O
O
H2C
H2C
H
S
Sec
ax
ec
ax
NO2
2 1
34 5
61'
2'
3'4'
5'
6' CO
CH3
CO CH3
6′-H 2′-H 5′-H
C2′
C4′
C6′
C5′
Partea IV. Compuşi spiranici cu heterocicluri diferite
43
Figura 64. Spectrul 1H RMN al compusului 77 la 250 MHz în CDCl3
În zona aromatică 54 apare modelul specific grupării meta-nitro-fenil, cu menţiunea că
fiecare semnal corespunzător protonului aparţinând grupării meta-nitro-fenil din poziţia 3 este
suprapus peste un semnal al grupării similare din poziţia 9. Astfel la δ=7,56-7,57 ppm apar cele
două semnale pentru protonul din poziţia 5′ al grupării meta-nitro-fenil din poziţiile 3 şi 9
(J=J′=8,0 Hz), la δ=7,84-7,87 ppm (J=7,7 Hz) dubletul protonului din poziţia 6′ pentru grupările
din poziţiile 3 şi 9 (suprapuse într-un pseudotriplet), la δ=8,21-8,22 ppm (J=8,2 Hz, J′=1,0 Hz)
tripletul protonului din poziţia 4′ pentru grupările din poziţiile 3, respectiv 9 (suprapuse într-un
pseudotriplet despicat), iar la δ=8,39-8,40 ppm semnalul protonului din poziţia 2′ pentru
grupările meta-nitro-fenil din poziţiile 3, respectiv 9 (Figura 66).
54 Mihiş, A.; Golban, M. L.; Cismaş, C.; Terec, A; Bogdan, E.; and Grosu, I., in preparation.
ppm (t1)3.04.05.06.07.08.0
0
100
200
300
400
500
600
8.40
8.39
8.22
8.22
7.86
7.57
7.26
5.55
5.32
5.27
5.19
4.02
3.97
3.96
3.90
3.85
3.74
3.74
3.70
3.69
3.62
3.57
3.56
3.08
3.07
3.02
3.02
2.93
2.87
2.57
251
251
1.0
2.0
1.0
1.01.11.11.0
1.01.0
1.0
1.9
2.0
2.0
1.0
1-Hax 6′-H
O
O S
SH H
NO2NO2
1 2
3
4578
9 6
10 11
1'
2'
3'4'
5'
6' 1'
2'3'
4'
5'6'
9-Hax
1-Hec
2′-H
4′-H CDCl3
5′-H 3-Hax
7-Hec
5-Hax
5-Hec 11-Hax
11-Hec
7-Hax
Partea IV. Compuşi spiranici cu heterocicluri diferite
44
Figura 65. Spectrul 1H RMN al compusului 77 la 250 MHz în CDCl3-detaliu zona heterociclică
Figura 66. Spectrul 1H RMN al compusului 77 la 250 MHz în CDCl3 – detaliu pentru
zona aromatică
ppm (t1)2.503.003.504.004.505.005.50
0
100
200
300
400
500
600
5.55
5.32
5.27
5.19
4.02
3.97
3.96
3.90
3.85
3.74
3.74
3.70
3.69
3.62
3.57
3.56
3.08
3.07
3.02
3.02
2.93
2.87
2.57
2.56
2.51
2.51
1.0
1.0
1.0
1.1
1.1
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
ppm (t1)7.508.008.50
0
100
200
300
400
500
600
8.40
8.39
8.22
8.22
7.86
7.57
2.0
1.9
2.0
2.0
5-Hax 1-Hax
O
O S
SH H
NO2NO2
1 2
3
4578
9 6
10 11
1'
2'
3'4'
5'
6' 1'
2'3'
4'
5'6'
9-Hax
1-Hec 3-Hax
7-Hec
5-Hec 11-Hax
11-Hec 7-Hax
6′-H 2′-H
4′-H 5′-H
O
O S
SH H
NO2NO2
1 2
3
4578
9 6
10 11
1'
2'
3'4'
5'
6' 1'
2'3'
4'
5'6'
Partea VI. Concluzii
45
PARTEA VI. CONCLUZII Partea teoretică a lucrării conţine descrierea sintezei, stereochimiei, analizei structurale şi
utilizării perhidro-diazinelor. Ciclurile perhidro-diazinice intră în structura multor produşi
naturali, a unor medicamente pentru tratarea multor tipuri de afecţiuni, a unor derivaţi cu
aplicaţii în chimia analitică.
Partea practică cuprinde sinteza şi analiza structurală pentru:
- şapte compuşi noi 1,3-dioxanici derivaţi ai tereftaldialdehidei, un compus nou 1,3-
dioxanic 5-metil-2,2-disubstituit, şase compuşi noi 1,3-dioxanici dibromuraţi 2,2′-disubstituiţi,
cinci compuşi noi spiranici cu cicluri dioxanice
-doi intermediari noi ditioacetici şi un intermediar 1,3-dioxanic ditiolic care pot fi utilizaţi
pentru sinteza de compuşi spiranici cu heterocicluri diferite sau cu heteroatomi diferiţi, doi
spirani dioxaditianici noi
Analiza structurală s-a efectuat utilizând difracţia de raze X (pentru un compus), spectrele 1H şi 13C RMN la temperatura camerei, spectre COSY, spectre HMQC, un spectru HETCOR,
dar şi spectrometria de masă (EI-MS, ESI-MS).
Compuşii 1,3-dioxanici obţinuţi din tereftaldialdehidă prezintă structuri anancomerice, cu
gruparea fenilen în poziţie ecuatorială, ciclurile dioxanice având conformaţie scaun. În cazul
prezenţei substituenţilor diferiţi în poziţiile 5(5′) sunt posibili trei diastereoizomeri: trans, trans,
cis, cis şi trans, cis (în funcţie de poziţia relativă faţă de ciclurile 1,3-dioxanice ale
substituentului mai voluminos şi a grupării aromatice).
2,2-difenil-5-metil-1,3-dioxanul are o structură anancomerică, în care gruparea metil din
poziţia 5 are orientare ecuatorială. De asemenea derivaţii 5,5-Bis(bromometil) 2-substituiţi ai
1,3-dioxanului au structuri anancomerice, gruparea voluminoasă ocupând poziţia ecuatorială.
Compuşii spiranici studiaţi au structură flexibilă, prezintă chiralitate axială şi elicoidală, şi
se găsesc sub forma a doi enantiomeri separabili care nu trec unul în celălalt prin procese
conformaţionale, fapt dovedit de cromatografia HPLC pe coloană chirală. Structura flexibilă a
compuşilor spiranici a fost confirmată de spectrele 1H şi 13C RMN la temperatură variabilă (în
intervalul 293 K-164 K).
Compuşii ditioacetici 1,3-dioxanici şi intermediarul ditiolic 1,3-dioxanic au structură
anancomerică, gruparea aromatică având orientare ecuatorială, fiind precursori în sinteza de
spirani dioxa-ditianici şi dioxatianici. Compuşii spiranici dioxa-ditianici au structură
anancomerică, poziţiile 1 şi 5, dar şi 7 şi 11 fiind diastereotope datorită chiralităţii moleculei.
Anexe
46
ANEXA II Lista compuşilor sintetizaţi noi
O
O O
OH
H
H
H
16
O
O O
O C
C
OO
H2C CH3
OO C
H2
CH3C
C
OO
CH2
H3C
OO
H2CH3C
17
O
O O
OH3C
H3C
CH3
CH3
18
O
O O
OCH2
CH2
H2C
H2C
Br
Br
Br
Br
OOH3C
H
H OOCH3
H
H
19
20
OO
H
H OO
H
H
21
O
O O
OCH2
H3C
H2C
CH3
CH3H3C
22O
OH3C
H
HH
H
H 24
30
31
OO
H2C
H2CH3C Br
Br
O2N
OO
H2C
H2CH3C Br
Br
NO2
OO
H2C
H2C
H
Br
Br
NO2 32O
O
H2C
H2C
H
Br
Br
33O2N
Anexe
47
OO
H2C
H2C
H
Br
Br
OO
H
CH2H2C
Br
Br
34
OO
H2C
H2C
H
Br
Br
OO
H
CH2H2C
Br
Br CH2
35
O
O O
OH3C CH3
H2C CH2
CCO OCH3CH3
42
O
O O
OH3C CH3
H2C CH2
CCO OCH2H2C H3CCH3
43
O
O O
OH3C CH3
H2C CH2
OOCH3 H3C
44
O
O O
OH3C CH3
H2C CH2
ClCl 45
O
O O
OH3C CH3
H2C CH2
46
OO
H2C
H2C
H
S
S
NO2
CO
CH3
CO CH3
74
OO
H2C
H2C
H
S
S
CO
CH3
CO CH3O2N
81
OO
H2C
H2C
H
SH
SH
NO2 75
O
O S
SH H
NO2NO2
77
O
O S
SH H
82O2N
NO2