1) Натриевая соль 2–метил–3–оксобутилаля.

В колбе, снабженной термометром и воронкой для сыпучих веществ и охлаждаемой смесью льда и соли, смешивают 300 мл сухого диэтилового эфира, 26,9 мл (0,3 моль) метилэтилкетона и 24,2 мл (0,3 моль) этилформиата и охлаждают полученную смесь до –50. Прибавляют порциями 7,6 г (0,33 моль) Na так, чтобы температура не превышала 50. Реакционную массу перемешивают 2 часа на ледяной бане и оставляют на сутки в холодильнике. Выпавший осадок отфильтровывают и промывают холодным диэтиловым эфиром. Получают 28,8 г (78%) натриевой соли 2‑метил‑3‑оксобутилаля, кото­рую без дополнительной очистки направляют на следующую стадию.

2) 3,4–диметил–2–карбоэтоксипиррол.

В четырехгорлую колбу объемом 500 мл, снабженную механической мешалкой, термометром, воронкой для сыпучих веществ и обратным холодильником, помещают 110 мл уксусной кислоты и нагревают до 850 и добавляют 29,4 г ацетата натрия до растворения. Затем последовательно при­бавляют 26,9 г (0,22 моль) натриевой соли 2–метил–3–оксобутилаля, 35,5 мл (0,19 моль) изонитрозомалонового эфира (42) и смесь 45 мл CH3COOH и 20 мл H2O и нагревают до 950. К полученному раствору добавляют порциями 41,3 г (0,64 моль) цинковой пыли так, чтобы температура не превышала 1050. Затем реакционную массу перемешивают 0,5 часа при той же температуре и выливают в 0,5 л холодной воды. Экстрагируют хлороформом. Вытяжку сушат MgSO4. Хлороформ отгоняют, а остаток перекристаллизовывают из изопропанола. Получают 2,9 г (10%) 3,4–диметил–2–карбоэтоксипиррола.

Rf = 0,6 (Г:ЭА 3:2); ТПЛ = 90–920; ПМР d (м.д.): 1.33–тр. (3H; CH2CH3, J=7.1 Гц); 1.99‑с. (3H; CH3); 2.25–c. (3H; CH3); 4.26–кв. (2H; CH2, J=6.8 Гц); 6.63–д. (1H; CH, J=2.98 Гц); 8.75‑c. (1H; NH); 13С‑ЯМР d (м.д.): 9.78 (4‑CH3); 10.23 (3‑CH3); 14.53 (OCH2CH3); 59.77 (О‑CH2); 119.42 (С-5); 120.41 (С-3, С‑4); 126.62 (С-2); 162.02 (С=О). ИК (вазелиновое масло) n (cм‑1): 3320, 2920, 1656, 1456.

Лит.: ТПЛ = 90–920 [9]; ПМР (CDCl3) d (м.д.): 1.33–тр. (3H; CH2CH3, J=7.2 Гц); 1.99–с. (3H; CH3); 2.25–с. (3H; CH3); 4.28–кв. (2H; CH2, J=6.9 Гц); 6.63–д. (1H; CH, J=2.7 Гц); 8.69‑с. (1H; NH). [9] 13С‑ЯМР (CDCl3) d (м.д.): 9.84–кв; 10.19–кв; 14.51–кв; 59.73–т; 119.30–c; 120.02–c; 120.51–c; 126.54–д; 161.72–c. [9] ИК (нуйол) n (см–1): 3322, 2924, 1731, 1718, 1693, 1671, 1661, 1462. [9]

3,4-диметил-2-карбоксипиррол.

В колбе с обратным холодильником растворяют 2,87 г (0,017 моль) 3,4–диметил–2–карбоэтоксипиррола в 20 мл метанола и прибавляют 10 мл 10% раствора NaOH. Реакционную массу кипятят 3 часа, затем разбавляют водой, охлаждают до комнатной температуры и при­капывают концентрированную HCl до рН=6-7. Выпавший желтый осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Получают 2,3 г (96%) 3,4–диметил–2–карбоксипиррола.

Rf = 0,9 (Г:ЭА 1:1); ТПЛ =2000(разл.); ПМР (CDCl3) d (м.д.): 1.98–с. (3H; CH3); 2.24–c. (3H; CH3); 6.63–д. (1H; CH, J=2.6 Гц); 8.63‑c. (1H; NH). ИК (вазелиновое масло) n (см–1): 3300, 1661.

Лит.: ТПЛ = 2050(разл.) [9]; ПМР (ацетон-d6) d (м.д.): 1.93–с. (3H; CH3); 2.20–с. (3H; CH3); 6.71–д. (1H; CH, J=3.0 Гц); 9.30‑уш.с. (1H; NH); 10.23-с. (1Н; COOH). [9] 13С‑ЯМР (аце­тон‑d6) d (м.д.): 9.04–кв; 9.43–кв; 118.90–c; 119.44–c; 120.65–c; 125.89–д; 161.85–c. [9] ИК (KBr) n (см–1): 3359, 3200-2350, 1648. [9]

1-Бром-2-пропанон (53).

В трехгорлую колбу на 1 литр с обратным холодильником, термометром и капельной воронкой помещают 190 мл воды, 58,6 мл (0,8 моль) ацетона и 44 мл (0,76 моль) уксусной кислоты. При температуре 700 прибавляют по каплям 41 мл (0,8 моль) Br2 до исчезновения окраски, затем раствор перемешивают при той же температуре 0,5 часа и добавляют 100 мл холодной воды. Нейтрализуют твердой содой до pH=6-7 и отделяют органический слой, ко­торый сушат над безводным сульфатом магния. Перегоняют в вакууме. Получают 26,3 мл (40%) 1-бром2-пропанона (53).

nD25=1.4670 Ткип=44–490/25–30 мм.

Лит.: nD20=1.4697 Ткип=136,50 [95].

Ацетонилацетоуксусный эфир (54).

1 метод.

В трехгорлой колбе с мешалкой, обратным холодильником и термометром смешивают 200 мл ДМФА, 5,6 г (0,1 моль) мелко измельченного гидроксида калия и 1 каплю катализатора межфазного переноса (аликвотная смесь трикаприлметиламмоний хлорида и триоктилметиламмоний хлорида). При интенсивном перемешивании при комнатной температуре прибавляют по каплям смесь 13 г (0,1 моль) ацетоуксусного эфира и 13,7 г (0,1 моль) 1-бром-2-пропанона (53) с такой скоростью, чтобы температура не превышала 350, после чего смесь перемешивают 1,5 часа при 450. Реакционную массу нейтрализуют 0,5-1,0% раствором HCl до pH=6-7, экстрагируют продукт диэтиловым эфиром. Экстракт сушат MgSO4, эфир отгоняют на роторном испарителе, а остаток перегоняют в вакууме. Получают 3,8 г (20,4%) ацетонилацетоуксусного эфира (54).

nD26,5=1.4370 Ткип=128–1300/20 мм.

Лит.: nD20=1.4375 Ткип=145-1460/ 21 мм. [74], nD20=1.4398 Ткип=87-900/ 0,1 мм. [84].

2 метод.

В трехгорлую колбу на 500 мл с мешалкой, обратным холодильником и термометром помещают 105 мл абсолютного этанола и прибавляют небольшими порциями 6,3 г (0,27 моль) натрия до растворения и образования этилата натрия, затем при комнатной температуре добавляют по каплям 38,4 мл (0,3 моль) ацетоуксусного эфира. Реакционную массу охлаждают до 200 и прикапывают 23 мл (0,27 моль) бромацетона (53), таким образом, чтобы темпе­ратура не превышала 400, затем температуру повышают до 600 и перемешивают раствор 1 час. Реакционную массу охлаждают до 200, этанол отгоняют на роторном испарителе, в остаток добавляют небольшое количество воды для растворения NaBr. Отделяют нижний слой и экстрагируют из него диэтиловым эфиром. Экстракт сушат с MgSO4. Растворитель отгоняют на роторном испарителе, остаток перегоняют в вакууме. Получают 27 мл (53%) ацетонилацетоуксусного эфира (54).

nD19=1.4382 Ткип=128–1340/20–25 мм.

Лит.: nD20=1.4375 Ткип=145-1460/ 21 мм. [74], nD20=1.4398 Ткип=87-900/ 0,1 мм. [84].

2,5-гександион (55).

Смесь 29,3 г (0,16 моль) ацетонилацетоуксусного эфира (54) и 300 мл 20% раствора K2CO3 в воде кипятят в колбе с обратным холодильником 1 час. Затем раствор охлаждают до комнатной температуры и высаливают K2CO3 до расслаивания. Реакционную массу выливают в делительную воронку и экстрагируют диэтиловым эфиром. Экстракт сушат K2CO3, эфир отгоняют, а остаток перегоняют в вакууме. Получают 11,7 г (65%) 2,5-гександиона (55).

nD22,5=1.4245 Ткип=130–1340/130 мм.

Лит.: nD20=1.4260 Ткип=1910 [96].

2,5-диметилпиррол (56).

В колбе с мешалкой смешивают 6,9 г (0,09 моль)ацетата аммония, 13,4 мл (0,234 моль) уксусной кислоты и 3,4 мл (0,034 моль) уксусного ангидрида при комнатной температуре. К полученному раствору приливают 3 мл (0,026 моль) 2,5-гександиона (55) и перемешивают 30 минут. Реакционную массу нейтрализуют 30% раствором аммиака до рН=7-8 и оставляют на сутки для разложения уксусного ангидрида. Продукт экстрагируют диэтиловым эфиром, экстракт сушат над MgSO4. Эфир отгоняют, а остаток перегоняют в вакууме. Получают 1,4 г (57%) 2,5-диметилпиррола (56).

nD26=1.4780 Ткип=800/20 мм.

Лит.: nD20=1.5066 Ткип=108,30/100 мм.[97].

Нитрование 2,5-диметилпиррола (56).

В трехгорлой колбе с мешалкой, термометром и капельной воронкой охлаждают раствор 1,21 г (0,013 моль) 2,5-диметилпиррола (56) в 7,3 мл уксусного ангидрида до –550. Затем при интенсивном перемешивании прибавляют по каплям смесь 6,1 мл (0,06 моль) уксусного ангидрида и 0,64 мл (0,014 моль) 91,6% HNO3, следя за тем, чтобы температура не превышала –500. Смесь перемешивают 1,5 часа при температуре –550. Затем раствор доводят до 200 и выливают в ледяную воду, нейтрализуют твердой содой. Экстрагируют смесью диэтилового эфира и хлороформа (1:1), экстракт сушат MgSO4. Растворители отгоняют, в остаток добавляют небольшое количество диэтилового эфира, выпавший осадок отфильтровывают. Разделение жидкой фазы проводят с помощью колоночной хроматографии на силикагеле системой элюэнтов с изменяющейся полярностью: этилацетат: петролейный эфир от 1:30 до 1:10. Получают 1,88 г продукта со следующими характеристиками: Rf = 0,2 (Г:ЭА 1:1); ПМР (CDCl3) d (м.д.): 2.16–с. (3H); 2.67–c. (2H). 13С‑ЯМР (CDCl3) d (м.д.): 29, 37, 207. ИК (в тонком слое вещества) n (см–1): 3475, 3320, 2920, 1714, 1677, 1620.

2,5-диметил-3-карбоэтоксипиррол (63).

В колбе на 250 мл с механической мешалкой смешивают 29 мл (0,17 моль) ацетонилацетоуксусного эфира (54), 38,2 г (0,5 моль) ацетата аммония, 86 мл уксусной кислоты и 22 мл уксусного ангидрида и перемешивают 20 минут. Смесь выливают в 100 мл холодной воды, осадок отфильтровывают. Перекристаллизовывают из изопропанола. Получают 20.3 г (76%) 2,5-диметил-3-карбоэтоксипиррола (63).

Rf = 0,9 (Г:ЭА 1:3); ТПЛ =1130; ПМР d (м.д.):1.30-тр. (3H; -CH2CH3; J=7.24 Гц) 2.17–с. (3H; CH3); 2.45–c. (3H; CH3); 4.23–кв. (2H; CH2; J=7.24 ГцРРHHsss); 6.17–д. (1H; CH, J=2.14 Гц); 8.09‑уш.c. (1H; NH).

Лит.: ТПЛ = 1130 [79]; ПМР (CDCl3) d (м.д.): 1.33–т. (3H; CH3, J=7.2 Гц); 2.19–с. (3H; CH3); 2.47–c. (3H; CH3); 4.25–кв. (2H; CH2, J=7.2 Гц); 6.20–м. (1H; CH); 8.17‑уш.с. (1H; NH). [79] ИК (KBr) n (см–1): 3293, 1666, 1436, 1224, 1087, 800, 775, 730. [79]

2,5-диметил-3-карбоксипиррол (66).

В колбе с обратным холодильником кипятят смесь 5 г (0,03 моль) 2,5-диметил-3-карбо­этоксипиррола (63), 36 мл метанола и 18 мл 30% раствора NaOH в течение 9 часов. Затем реакционную массу охлаждают и нейтрализуют концентрированной HCl. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Получают 2,7 г (65%) 2,5-диметил-3-карбоксипиррола (66).

Rf = 0,8 (Г:ЭА 1:1); ТПЛ =180-1840 (разл.); ПМР (D2O) d (м.д.): 1.92–с. (3H; CH3); 2.21–c. (3H; CH3); 5.81–c. (1H; CH). ИК (вазелиновое масло) n (см–1): 3260, 3000-2500, 1639.

2,5-диметил-3,4-дийодпиррол (67).

В трехгорлой колбе с дефлегматором, мешалкой, капельной воронкой и термометром, смешивают 0,5 г (0,0036 моль) 2,5-диметил-3-карбоксипиррола (66) и 20 мл метанола. При пере­мешивании в полученную суспензию прикапывают раствор 1,24 г (0,009 моль) K2CO3 в 20 мл воды и нагревают до 650, при этой температуре прибавляют раствор 0,76 г (0,003 моль) I2 и 1,15 г (0,007 моль) KI в 10 мл воды. Реакционную массу перемешивают 20 минут и охлаж­дают. Осадок отфильтровывают, промывают водой и перекристаллизовывают из метанола. Получают 0,56 г (45%) 2,5-диметил-3,4-дийодпиррола (67).

Rf = 0,8 (Г:ЭА 1:3); ТПЛ =116-1200 (разл.); ПМР d (м.д.): 2.28–с. (6H; CH3); 8.01‑уш.c. (1H; NH). Масс спектр m/z (%): 347 (100%).