2.3. Изучение возможности получения изоборнилтрифторацетата взаимодействием α-пинена с трифторуксусной кислотой

Одним из направлений взаимодействия α-пинена с трифторуксусной кислотой является получение изоборнилтрифторацетата, хотя, как показано в литературном обзоре, реакции α-пинена с кислотами характеризуются многообразием направлений.

Действительно, в работах белорусских химиков [21-23], сообщалось о том, что при взаимодействии α-пинена с трифторуксусной кислотой изоборнилтрифторацетат составлял 5% от массы всех продуктов реакции

Процесс проводили при мольном соотношении α-пинена и трифторуксусной кислоты 1:1 и 5:1. В обоих случаях реакция протекала без использования растворителей, при предварительном охлаждении исходных реагентов до 0ºC и при перемешивании. Так как реакция протекает с выделением большого количества тепла, то синтез проводили при охлаждении, таким образом, чтобы температура реакционной смеси не поднималась выше +3ºC.

При соотношении α-пинена и трифторуксусной кислоты 1:1 образуется раствор, представляющий собой темно-коричневую подвижную жидкость с характерным запахом. Состав реакционной смеси устанавливали с помощью ГЖХ анализа и ЯМР ¹Н и ¹⁹F спектроскопии. По данным ГЖХ анализа (рис. 2.17.) полученный продукт представляет собой сложную смесь веществ. На хроматограмме присутствуют восемь пиков, три из которых по временам удерживания соответствуют изоборнилтрифторацетату (5%), борнилтрифторацетату (6.9%) и пинену (0.4%). Анализ спектра ЯМР ¹Н реакционной смеси (рис. 2.19.) также показал наличие в составе продукта нескольких соединений. Из них идентифицированы три соединения: изоборнилтрифторацетат и борнилтрифторацетат, у которых метиновые протоны при углеродном атоме, связанном с эфирной группировкой, представлены сигналами с химическими сдвигами δ 4.85 и 5.36 м.д. соответственно. Сигналы протонов изолированной метильной группы имеют следующие значения химических сдвигов: для изоборнилтрифторацетата δ 0.96 м.д., для борнилтрифторацетата δ 1.64 м.д. Протоны геминально расположенных метильных групп в спектре представлены следующими сигналами: δ 0.85 и 0.87  м.д. для изоборнилтрифторацетата и δ 1.51 и 1.53 м.д. для борнилтрифторацетата. По данным спектра ЯМР ¹⁹F (рис. 2.20.) продукт представлен смесью веществ, в которой присутствуют как изоборнилтрифторацетат (δ_F -74.96 м.д.), так и борнилтрифторацетат с химическим сдвигом, отличающимся от сигнала изоборнилтрифторацетата на 0.29 м.д. [3] (δ_F -74.67 м.д.). Другие соединения, содержащие в своем составе трифторацетатную группу (δ_F -74.51, -75.23, -75.26 и -75.62 м.д.), не были идентифицированы.

При соотношении α-пинена и трифторуксусной кислоты 5:1 образуется раствор, представляющий собой маслянистую жидкость желтого цвета с характерным запахом пинена. Состав полученной реакционной смеси определяли с помощью ГЖХ анализа и ЯМР ¹Н и ¹⁹F спектроскопии. По данным ГЖХ анализа (рис. 2.18.) реакционная смесь содержит 76% пинена и 0.2% борнилтрифторацетата, остальные продукты реакции не идентифицированы. В спектре ЯМР ¹Н (рис. 2.21.) присутствуют крайне мало интенсивные сигналы, характерные для борнитрифторацетата: δ 5.36 м.д. (CHO), δ 1.64 м.д. (изолированная CH₃-группа), δ 1.52 и 1.53 м.д. (геминальные CH₃-группы). Наличие пинена в реакционной смеси подтверждается присутствием сигнала с химическим сдвигом δ 5.16 м.д. (CH=). Спектр ЯМР ¹⁹F (рис. 2.22.) представлен тремя сигналами с химическими сдвигами δ_F -74.50, -74.67 и -75.21 м.д., один из которых принадлежит борнилтрифторацетату (δ_F -74.67 м.д.), два других соединения, содержащие в своем составе трифторацетатную группу, не были идентифицированы.

Таким образом в результате взаимодействия α-пинена с трифторуксусной кислотой при соотношении 1:1 в реакционной смеси обнаружены в малых количествах два изомера борнана: изоборнилтрифторацетат и борнилтрифторацетат, а при соотношении 5:1 в незначительных количествах только борнилтрифторацетат.

Сравнение результатов синтеза изоборнилтрифторацетата взаимодействием камфена и пинена с трифторуксусной кислотой при различном их соотношении позволяет сделать заключение о том, что реакцию предпочтительно проводить с использованием камфена при соотношении исходных реагентов 1:1. Использование пинена в качестве исходного реагента не целесообразно, так как образуется продукт с низким содержанием основного вещества.