Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Научная статья на тему «Синтез и хромато-масс-спектрометрия 1,6-диалкил-3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дионов»

Практически значимые 1,6-дизамещенные 1,3,4,6-тетраоксогек­саны (3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дионы) характеризуются зна­чительным своебразием строения (прототропные формы, кольчато-цепная таутомерия и кольчато-кольчатые интерконверсии), препара­тивной доступностью и выраженной реакционной способностью по отношению к нуклеофилам [5—7, 9].

В результате сложноэфирной конденсации Клайзена алкилметил­кетонов с диэтилоксалатом в присутствии метилата натрия при соотно­шении реагентов 2:1:2 с последующим подкислением соляной кисло­той нами получены целевые 1,6-диалкил-3,4-дигидрокси-2,4-гекса­диен-1,6-дионы (1ag: формы , , ) (схема 1) [2—4]. Характе­ристики и данные ИК и ЯМР 1Н спектроскопии полученных соедине­ний (1ad) представлены в статье [2].

По данным хромато-масс-спектрометрии в реакционной смеси нами впервые кроме тетракетонов (1) обнаружены побочные продук­ты: представитель ацилпируватов — метиловый эфир 2-гидрокси-4-оксо-2-пентеновой кислоты (2), а также производное 1,2-циклопен­тандиона — 3-бутаноил-4-метилциклопент-3-ен-1,2-дион (3). К сожа­лению, в свободном виде соединения (2) и (3) не получены. Однако при проведении оксалильной конденсации пропанона с 2-пентаноном нам удалось выделить смесь (3Z,5Z)-4,5-дигидроксиокта-3,5-диен-2,7-диона (1a), содержание 60 % и (5Z,7Z)-6,7-дигидроксидодека-5,7-диен-4,9-диона (), содержание 40 %. Относительное содержание компо­нентов по данным хромато-масс-спектрометрии иное, чем непосредст­венно в смесях, и это обусловлено особенностями метода (см. Экспе­риментальную часть).

Деструктивные методы исследования тетракетонов (1) для изуче­ния их строения методом масс-спектрометрии, применялись ранее для установления структуры и исследования фрагментации 1,6-диарил-3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дионов [8]. Характер и особенности масс-фрагментации 1,6-диалкил-3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дио­нов (1) до наших исследований не изучались.

Схема 1

Нами исследованы процессы масс-распада тетракарбонильных соединений с алифатическими заместителями под действием электрон­ного удара с использованием хромато-масс-спектрометрии (схема 2). Для 1,6-диалкил-3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дионов (1ag) преобладаю­щими являются два основных направления фрагментации. Первое направ­ление Ф1 связано с разрывом связи С(3)О — С(4)О с образованием двух равноценных алканоилацетильных звена. Вторым значимым направ­лением фрагментации является отщепление алканоильного иона с одно­временным образованием иона Ф3 (М-Alk1(2)CO+). При этом наиболее ин­тенсивными пиками являются RCOCH2CO+ и RCO+, образующиеся при α-разрыве связей в молекуле. Так, при таком разрыве появляются пики с массовыми числами m/z: 85 MeCOCH2CO+ (1a, 1g), 99 EtCOCH2CO+ (1b, 1d, 1f, 1g), 113 PrCOCH2CO+ (1c, 1d, 1e, 1f, 1g), а также 43 MeCO+ (1ag), 57 EtCO+ (1b, 1d, 1f, 1g), 71 PrCO+ (1c, 1d, 1e, 1g) (таблица 1).

Схема 2

Сигналы ионов, образующихся при дегидратации молекулярного катион-радикала [М—18]+, со значениями массовых чисел m/z 170 (1b, 1e), 208 (1c), 194 (1d), 264 (1f) свидетельствует о направлении фраг­ментации с элиминированием молекулы воды из равновесной фраг­ментируемой структуры (). Фрагментный ион Ф7 с малой интенсив­ностью 0,04—0,56 % образуется в результате декарбонилирования исходного молекулярного иона по механизму скелетной перегруппи­ровки с выбросом молекулы оксида углерода(II). В масс-спектре отме­чен пик [М-42], образование которого обусловлено фрагментацией первичного осколка Ф1, сопровождающийся элиминированием кетено­вого иона (–CH2=C=O+), m/z 42.

Для каждого образующегося в результате фрагментации иона приве­дены значения формальной ненасыщенности (ФН) [1] и соответствующие им функциональные звенья (таблица). Рассчитанное нами значение ФН позволяет установить строение 1,6-диалкил-3,4-дигидрокси-2,4-гекса­диен-1,6-дионов (1ag). При значении ФН равном 4 возможно существо­вание соединений (1ag) в виде следующих возможных структур: 1) наличие в молекуле четырех карбонильных групп (форма ); 2) нали­чие в структуре двух карбонильных групп и двух двойных связей С=С (форма ); 3) присутствие одного ароматического кольца, двух карбо­нильных групп и одной двойной связи С=С (форма ). Нами выведены общие молекулярные формулы для молекулярного и фрагментных ионов, подходящих для любых алифатических 1,3,4,6-тетракетонов.

Таблица 1

Основные ионы, образующиеся при масс-фрагментации соединений (1), (2), (3) и их характеристики