Глава 2 синтез изоборнилтрифторацетата (обсуждение результатов)
При выполнении дипломной работы было исследовано три способа получения изоборнилтрифторацетата:
1. По известной схеме взаимодействием изоборнеола с трифторуксусным ангидридом. Изоборнеол, в свою очередь, был получен из камфена через образование в качестве промежуточного продукта - изоборнилацетата.
2. В результате взаимодействия камфена с трифторуксусной кислотой;
3. При использовании в качестве исходных реагентов α-пинена и трифторуксусной кислоты.
2.1. Синтез изоборнилтрифторацетата по схеме:
камфен → изоборнилацетат → изоборнеол → изоборнилтрифторацетат
Синтез изоборнилтрифторацетата представляет собой трехстадийный процесс. Первая стадия заключается во взаимодействии камфена с уксусной кислотой, при этом образуется изоборнилацетат:
На второй стадии в результате взаимодействия изоборнилацетата с раствором гидроксида калия в спирте получается изоборнеол:
На третьей стадии в результате взаимодействия изоборнеола с трифторуксусным ангидридом образуется изоборнилтрифторацетат:
2.1.1. Получение изоборнилацетата
Реакцию проводили с большим избытком уксусной кислоты при перемешивании реагентов в течение 3 часов на водяной бане при температуре 55-60ºC. При этом наблюдали изменение окраски реакционной массы. Раствор приобрел красновато-рыжеватый оттенок. После промывки реакционной смеси от непрореагировавшей уксусной кислоты водой до нейтральной реакции выделяли целевой продукт фракционной перегонкой изоборнилацетата-сырца, выход которого составлял 84%. Состав продукта определяли с помощью ГЖХ анализа и ЯМР 1Н спектроскопии. На хроматограмме (рис. 2.1.) присутствует один пик с преобладающей интенсивностью, соответствующий изоборнилацетату. Содержание изоборнилацетата, входящего в состав сырого продукта, составляет 93.4%. В спектре ЯМР 1Н (рис. 2.3.) метиновый протон при углеродном атоме, связанном с эфирной группировкой, имеет химический сдвиг δ 4.63 м.д. Протоны метильной группы CH3C=O представлены сигналом с химическим сдвигом δ 2.00 м.д., протоны изолированной метильной группы представлены синглетом: δ 0.95 м.д., а протоны геминально расположенных метильных групп представлены сигналом с химическим сдвигом δ 0.82 м.д. Остальные протоны в спектре ЯМР 1Н располагаются в интервале δ 1.08-1.73 м.д.
Полученный изоборнилацетат представляет собой бесцветную маслянистую жидкость с приятным хвойным запахом.
2.1.2. Получение изоборнеола
Реакцию омыления проводили при кипячении реакционной смеси на водяной бане в течение часа. Затем остывший раствор выливали в холодную воду, при этом происходило выделение изоборнеола в виде слабо-желтой полужидкой массы, застывающей в белые кристаллы после длительного перемешивания и промывания водой. Далее кристаллы отфильтровывали и высушивали в течение 36 часов.
Полученный изоборнеол представляет собой белое кристаллическое вещество с характерным запахом. Его состав определяли с помощью ГЖХ анализа и ЯМР 1Н спектроскопии. Данные ГЖХ анализа (рис. 2.2.) показали, что содержание изоборнеола в продукте составляет 82.4%. На хроматограмме изоборнеол представлен пиком с преобладающей интенсивностью. В спектре ЯМР 1Н (рис. 2.4.) метиновый протон группы CHO представлен триплетом с химическим сдвигом δ 3.59 м.д. Протоны трех метильных групп представлены синглетами с химическими сдвигами: 0.99, 0.88 и 0.80 м.д. Остальные протоны в спектре ЯМР 1Н располагаются в интервале δ 1.23-1.72 м.д.
Рис. 2.1. Хроматограмма изоборнилацетата.
Рис. 2.2. Хроматограмма изоборнеола.