Изначально реакцию циклогексанона с формальдегидом в щелочной среде (при избытке циклогексанона) рассматривали как способ получения 1,5-дикетона. Первыми ее осуществили Тиличенко [1] и Колонж [2]. Тиличенко проводил реакцию в щелочном водно-спиртовом растворе при добавлении формальдегида к 6-ти кратному избытку циклогексанона. По методу Колонжа концентрированный раствор метилата натрия добавлялся к смеси циклогексанона с параформом (2:1), при этом наблюдалась экзотермическая реакция.

Реакция дикетонной конденсации осложняется рядом побочных процессов. Тиличенко и Зыкова [3, 4] показали, что циклогексанон как кетон с двумя α-метиленовыми группами, в реакции с формальдегидом в водно–спиртовом растворе в зависимости от молярного соотношения исходных веществ может давать либо поликонденсат (n=2-3), либо 1,5-дикетон (n=0).

При соотношении циклогексанона и формальдегида, равном 1:1, получается продукт с n=2-3; при соотношении 2-3:1 – продукт с n=1, 0; при соотношении 5-6 : 1 – продукт с n=0. Как показал опыт [5], даже при 5-6 кратном избытке циклогексанона избежать продуктов поликонденсации не удается, их доля, судя по остатку после отгонки дикетона, составляет 10-15 %. Значительные количества поликонденсата образуются и в реакции по методу Колонжа.

Кроме целевого продукта – дикетона 1, Тиличенко получил также продукт внутримолекулярной циклизации дикетона – бициклический кетол 3, выход которого составлял 8-9 % [6].

Он легко отделяется от 1,5-дикетона, поскольку плохо растворим, и выпадает в осадок. Кроме соединений 1 и 3, Тиличенко [1] также упоминал об образовании еще одного вещества кристаллического вида с Т.пл.=193 °С, представляющего собой продукт конденсации трех молекул циклогексанона с двумя молекулами формальдегида (С20Н30О3). Это же соединение описали Плешек и Мунк [7], но ошибочно ему была придана формула С19Н28О3.

Позже, в 1966 году, Тиличенко попытался установить структуру этого продукта [8]. Изучив его ИК спектр, Тиличенко показал, что вещество не является трикетоном 2, поскольку в спектре отсутствует поглощение карбонильных групп, но имеется поглощение группы – ОН. На этом основании для соединения была предложена структура 2 c и показано, что при нагревании выше температуры плавления оно дециклизуется в трикетон 2, а последний при действии спиртового раствора щелочи количественно превращается в исходное соединение.

По схеме Тиличенко [8], циклизация начинается с взаимодействия карбонильной группы первого циклогексанонового кольца со свободной a-метиленовой группой третьего цикла 2 а и сопровождается образованием двух следующих друг за другом полуацетальных форм 2 b и 2 c :

Схема 1

Схема обосновывалась данными ИК спектра (конечный продукт содержит только полосу поглощения ОН-группы и не имеет полосы поглощения С=О группы) и предположением о том, что циклокетолизация не может протекать по a-СН-замещенной группе, так как a-замещенные 1,5-дикетоны цикло-кетолов не образуют.

Однако, в результате получения промежуточных продуктов циклизации трикетона 4 [10], а также на основании данных спектров ИК, ЯМР 1Н и 13С для соединения 6 была установлена указанная структура [9-11].

Позже по установленному строению соединения 6 была установлена структура для соединения 5, которая также подтверждалась данными рентгеноструктурного анализа [9, 12, 13].

Такие же продукты циклизации были получены с другими алициклическими 1,5,9-трикетонами, содержащими два шестичленных цикла и один семичленный цикл в структуре [14].

В настоящее время в литературе уже описаны синтезы трикетонов, включающих в свою структуру не только пяти-шестичленные циклы [15, 16], но и семичленные циклы [14]:

Их синтез можно осуществить двумя путями (схема 2):

Схема 2

Нессиметричные трикетоны получаются в качестве побочных продуктов в результате реакции переаминометилирования по пути а.