Фосфорилирование 1,3 -азолов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.08 ВАК РФ

НАЦИОНАЛЬНА АКАДЕМ1Я НАУК УКРА1НИ ; < 1НСТИТУТ0РГАШЧН01Х1М11

г о

УДК 547.241 '78+547.241 '79

ЗАРУДНИЦЬКИЙ Свген Вячеславович

ФОСФОРИЛЮВАННЯ 1,3-А30Л1В

02.00.08 — Х1М1я елементооргашчних сполук

АВТОРЕФЕРАТ днсертаци на здобуття наукового ступени кандидата х1м1чних наук

КШВ-2000

Дисертащею е рукопис.

Робота виконана у Bikini xiMii фосфорооргашчних сполук 1нституту оргащчно! xiMi'i Национально! Академп Наук УкраТни.

Науковий кер!вник:

доктор xiMi'iHHX наук, професор Пшчук Олександр Михаилович, 1нститут оргашчноТ xiMii HAH Украши, м. Кшв, зав. вщдшом Офщшш опоненти*.

доктор х1м1чних наук Броварець Володимир Сергшович, 1нститут бюоргашчно? xiMii та нафтсшмП' HAH Украши, м. Кшв, лровщниС науковий сшвробпгник

кандидат х1М1Чних наук Онисько Петро Петрович, 1нстит>п оргашчно!' xiMii HAH Украши, м. Киш, старший науковий cniBpoöiTHHK Провщна установа:

Нащональний ушверситет im. Тараса Шевченка, м. Кшв

Захист дисертацй' вщбудеться "¿i" гр^^Я 2000р. о W годиш нг засщанш спещал!зованоТ вчено!" ради Д 26.217.01 при 1нституп оргашчно'1 xiMi HAH Украши за адресою: 02094, м.Кшв, вул.Мурманська, 5. Факс (044)5732643

3 дисертащею можна ознайомитися в науковш бКшотещ 1нституп opraHi4Ho'i xiMi'i HAH УкраТни.

Автореферат розшланий "20" /и c-TOvt»^CT2000p.

Вчений секретар спещал1зованоТ вченоУ ради

доктор xiMi4HHX наук, професор

Фещенко Н.Г.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальтсть теми. 1нтесивний розвиток xiMii С-фосфорильованих 'ятичленних гетероароматичних сполук почався з другоТ половини XX сто-¡ччя. Основным шдходом до синтезу сполук цього типу тривалий час, аж до 0-х роив, був метод гетероциюшаци за участю фосфоровмюних ацшшчних омпоненгив. Протягом останшх двох десятир1ч почали розвиватися методи езпосереднього введения фосфоровмкних замюниюв у гетероцикл. Один ¡з аких метод!в, розроблений в ЮХ HAH УкраТни, полягае у фосфорилюванш алогешдами тривалентного фосфору в основних середовищах л-електроно-багачених гетероароматичних сполук. Ця реакщя була розповсюджена акож на деяю тг-амфотерш гетероцикли — ТМ-замвдеш1М1дазоли та тразоли. начний теоретичний та синтетичний штерес мае вивчення можливосп роз-аирення п застосування на pi3Hi типи гетероциюпв з 1,3-азольним фрагмен-ом (дал! 1,3-азоли), що дозволило б отримати нев1дом1 paHinie азолшдигало-енофосфши, а також р1зномаштш похщш три- та п'ятивалентного фосфору ia ix основ!. Результата цих дослщжень можуть також розширити напп уяв-:ення про реакцй" електрофшьного замшення в 1,3-азолах. В1домо, що для ,3-азол1в реакцй" електрофшьного замещения можуть вщбуватись за двома 1ехашзмами: ароматичного електрофшьного замвдення через утворення ст-:омплексу або шдному, з утворенням "шдав" (карбешв) як пром1жних спо-[ук. Тому можна припустити, що 1,3-азоли з незайнятим другим положениям ¡удуть фосфорилюватися за шдним мехашзмом з утворенням 2-замвдених юхщних, тод! як для азол1в з зайнятим 2-м положениям буде характерним 1ехан1зм ароматичного електрофшьного замещения по 5-му положению.

Мета роботы полягала в розробщ загального методу фосфорилювання етероцикл1в з 1,3-азольним фрагментом галогешдами тривалентного фосфо->у в основних середовищах, з'ясуванш впливу природи гетероатома, заметив у гетероцшип i кшькоеп атом!в азоту на легтость фосфорилювання та (ивченш х!м1чних властивостей фосфорильованих 1,3-азол1в.

Зв'язок роботы з науковими программами, планами, темами. Робот виконувалась в рамках бюджетноТ теми вщщлу xímí'í фосфорооргашчни: сполук (№№ держреестрацй' 0194U006573 та 0198U000312).

Hay нова новизна. Розроблено метод фосфорилювання 1,3-азол1в гало ген'щами тривалентного фосфору в положения 2 гетероциклу, а при наявност в положенш 2 елеюронодонорно! групи — в положения 5. Виявлено, що ре акщйна здатшсть 1,3-азол1в залежить вщ природи гетероатома та зменшуеть ся в ряду. Ьметил^мщазол » оксазол > т^азол.

Вперше показано, що азоли з трьома гетероатомами бшьш активш ni вшношенню до галогенццв тривалентного фосфору, нiж азоли з двома т: чотирма гетероатомами. Встановлено, що природа гетероатома в азолах трьома гетероатомами мало впливае на i'x реаюдйну здатшсть npi фосфорилюванш.

Знайдено умови фосфорилювання Ы-замщених тетразол1в, щ< дозволило отримати Yx 5-фосфорильоваш похщш.

Конденсоваш гетероцикли на ochobí 1,3-азол1в: ¡мщазо[2,1 -Ь]т1азол ¡мщазо[2,1-Ь][1,3,4]т1ад1азол, 1,2,4-триазоло[3,4-Ь]6ензот1азол — фосфори люються по ¿мщазольному (триазольному) фрагменту з утворенням 5(3)-фос форильованих гетероциктчних пох1дних.

Продемонстровано, що 1,3-азол1Лдигалогенофосфши € зручними pea гентами для синтезу р1зномаштних фосфорильованих похиних як з трьох-так i з п'ятивалентним атомом фосфору.

АпробацЫ роботы. Результати робота доповщалися на yKpa'ÍHCbKii конференци з xímí'í азотовм1Сних гетероцикл'ш (Харюв, 1997р.), XIV М1жна роднш конференцй' з xímí'í фосфору (Цинцшат1, 1998р.), XIV Науковш конфе ренцп з 6ioopraHÍ4Hoí xímíí та нафтох1мй' (КиТв, 1999р.), XII Мжнароднй конференцп з xímí'í сполук фосфору (Кшв, 1999р.), Млжнароднш конференц! "Перспективи оргашчноГ та бюоргашчно!' xímí'í" (Лодзь, 2000р.).

Пубптаци. За матер1алами дисертацшно!* робота опублковано 3 статт!

Структура та обсяг робот и. Дисерташя викладена на 87 CTopÍHKax

шадаеться з вступу, трьох роздшв, висновыв, списку лпгератури, що м!с-ш> 96 найменувань. В робот! е 12 таблиць.

У першому роздш викладеш узагальнеш 1 систематизоваш лггературш аш, присвячеш методам синтезу фосфорнльованих 1,3-азол1В. Результати 1асних дослщжень автора викладено в другому 'х третьому роздшах.

У другому роздш описано фосфорилювання 1,3-азол!в галогенщами бивалентного фосфору.

У третьому роздш! представлен! результати фосфорилювання шогенщами тривалентного фосфору конденсованих гетероцшиив на основ! 3-азол!в: !м!дазо[2,1-Ь]т!азолу, !м!дазо[2,1-Ь][1,3,4]т!ад!азолу та триазоло-жстазолу.

Особистий внесок дисертанта. Експериментальна частина робота, 1ал13 спектральних дослщжень, а також висновки щодо будови синтезо-ших сполук зд!йснено особисто дисертантом.

ОСНОВНИЙ ЗМ1СТ РОБОТИ ФОСФОРИЛЮВАННЯ 1,3-А30Л1В.

Фосфорилювання 1,3-азол!в з двома гетероатомами: оксазол1В та ттзолгв.

В результат! проведених дослщжень виявлено, що бензоксазол фосфо-шюеться по 2-му положению з утворенням сум!ш! дихлорофосфшу 2 та юрофосфшу 3, як! розд!ляються вакуумного перегонкою. Хлорофосфш 3 •ворюеться нав!ть при багаторазовому надлишку трихлориду фосфору.

со ^г о+ №

1 2 3

Бензоксазол-2-шдихлорофосфш 2 — безбарвна рухлива рщина, яка легко пдрол1зуеться. Його будова подтверждена даними спектр1в ЯМР 31Р, 'Н i 13С, а також х1м1чними перетвореннями. Так, при реакцп з морфолшом утво-рюеться амщ 4,1з котрого в свою чергу були отримаш сполуки пятивалентного фосфору—тюфосфонат 5 1 феншмщофосфонати 6.

6 а,бз

К= РЬ (а), т-М02-С6Н4 (6), р^02-С6Н4 (в)

Вщомо, що т1азоли, на в)д\пну вщ 1мщазол1в та оксазол1В, менш актив-ш в реакдшх електрофшьного зашщення, що виявилось справедливим I для реакци фосфорилювання. Т^азоли 7 та бензотсазол 9 практично не взаемодь ють з трихлоридом фосфору 1 для Тх фосфорилювання необхщно використо-вувати сум1ш трихлориду та трибромщу фосфору в сшввщношенш 5/3 : 1/3 з розрахунку на 1 моль вихцшого гетероциклу. Фосфорилюючим агентом, пев-но, в цьому випадку е бромодихлорофосфщ. Реакщя проходить в розчиш шридину в присутносп триетиламшу при шмнатнш температур! [ завершуеться за 10 годин утворенням дихлорофосфМв 8,10. Сл'щ зазначити, що этазоли 7 та бензотсазол 9 практично не вщр1зняються за реакцшною здатшстю. Наявшсть у п'ятому положенш т^азольного юльця вказаних на схем! зашсниюв також мало впливае на реакцшну здатшсть иазол^в 7.

Ме Ме_

Г\\ 5/ЗРС1з+1/ЗРВгз

7 а,б,в 8 а,б,в

Н (а), СН2СН2ОСОСН3 (6), СН2СН2ОСОС6Н4-р-С1 (в)

^ 5/ЗРС1а+1/ЗРВг3 ГС1г

9 10

Дихлорот!азолшфосфши 8 — легкорухлив! св!тло-жовт! рщини, як! переганяються в вакуум!, бензо-пазолшдихлорофосфш 10 — свшю-жовта кристал"1чна речовина, яка частково розкладаегься при вакуумн!й перегони!. Дихлорофосф!ни 8 та 10 при тривалому збер!ганш \'х розчин!в диспропорц!ю-ють на трихлорид фосфору та б!с-(т!азол!л)хлорофосф!ни. Будова фосфш1в 8 ! 10 п!дтверджена спектрами ЯМР 31Р, 'Н, 13С, а також "¿х перетворенням у тюфосфонат 11 та фосфошт 12 в!дпов!дно.

1.нмГ"о

Ме

8в

р-С1-С6Н4СООСН2СН

11

Ю ОД] УР^Ме2>2 12

Реакщя бензот!азолу 9 з дифен!лбромофосф!ном у тих же умовах завер-шуеться через чотири доби, при цьому утворюеться фосф!н 13.

\\ РЬ^РВг

"РРЬ2

Ру, Е'з^ 9 13

Таким чином, отримаш результата, а також 1снуюч1 в лггератур! дан! з фосфорилювання Ы-замщених ¡м!дазол!в свщчать про те, що 1,3-азоли з двома гетероатомами фосфорилюеться виключно по 2-му положению. Сл!д було спод!ватися, що при зайнятому положенш 2 фосфорилювання буде вщ-

буватися по 5-му положению циклу. На приклад! 2-зампцених т1азол1в 1< встановлено, що фосфорилювання по 5-му положению здшснюеться лише з; наявносп в 2-му положенш Д1етиламшогрупи. У випадку менш донорни: груп, таких як феншьна або метоксильна, утворення продукпв фосфорилю вання за даними спектров ЯМР 31Р не спостеркаеться.

К=1ЧЕ12

/г-и

о-

РНа13

Ру.Е^

14 а,б,в В= РЬ(а), ОМе(6), ОТ12(в)

На1=С1

Е=РЬ, ОИе

-X-

г—N

15

На1=Вг

Фосфорилювання 1,3-азол1в з трьома та чотирма гетероатомами:

1,2,4-трназол1В, 13,4-оксаД1азол1В 11,3,4-Т1ад1азол1В, тетразол1В.

Нами знайдено, що введения додаткового атома азоту в 1,3-азольни] цикл сприяе реакцп фосфорилювання.

Наприклад, 2-фенш-1,3,4-оксад1азол 16 взаемод1е з трихлоридом фос фору нашть при -40°С. В цих умовах утворюеться сум1ш дихлорофосфшу 1' та хлорофосфшу 18, сшввщношення яких мало залежить вщ надлишку фос форилюючого агента. При 20°С фосфши 17 та 18 утворюються в сшввщно шент приблизно 1:1, а при —40°С — 4:1, в останьому випадку реакщя завер шуеться за 3 години. Фосфши 17 I 18 терм1чно нестшп 1 розкладаються пр1 нагр^ванн! в розчинах вище 60-70 °С. Тому вони були перетвореш д1ек диметиламшу в сум^ш амщ1в 19 I 20, яка була роздшена на шдивщуальн сполуки.

РЬ

.-О

РС11 EtзN

О Ру, -40°С 16

N /

РЬ-^ ^-РС12 + (РЬ-^ 3--РС1

О 17

5р=87.84 м.д.

О

18

/2

ладун Зр= -34.66 м.д.

/ ы-м

РЬ-^ ^Р(Ш1ег)2 + РЬ-^ З^-РКМег О О ¡2

\

19 20

1з ам1ду 19 отримано ряд похщних п'ятивалентного фосфору 21 звичай-яими методами: приеднанням арки, окисненням пероксидом водню, шшу-занням арилазидами.

РьТ

або Нг02 або РЬ^

19

X

21 а,б,в

Х= в (а), О (6), №Ь (в)

Легюсть проходження реакцй фосфорилювання оксад!азол]'в дозволяе звести до атома фосфору 1, 2 або 3 гетерильних залишки. Так, оксад1азол 16 эеагуе з 1/3 моля трихлориду фосфору з утворенням фосфшу 22.

УзРОз

Л'} 16

Е«3,Ч Ру

УгРЬРС12

Ру

рь^а

(РЬ-Я ЛР

О /з 5р=-82.80 м.д.

22

РЬ-^ ЗгРРЬ

0 /2 5р=-51.58 м.д. 23

Е«3ГЧ, Ру

IV-N

о

24

5р=-25.00 м.д.

Оксад1азол 16 легко реагуе 1 з менш активними галогетдами трива-лентного фосфору: феншдихлорофосфшом 1 дифешлхлорофосфшом з утво-ренням фосфшв 23 и 24 вщповщно.

2-Фенш-1,3,4--пад1азол 25а \ 4-метил-3-фешл-1,2,4-триазол 256, под!б-но до оксад1азолу, також високо реакцшноздатш 1 взаемодпоть ¡з дифенш-хлорофосф'шом з утворенням фосфшв 26.

25 а,б 26 а,б

Х= Б (а), МСН3 (б)

Таким чином, у пор!внянш з 1,3-азолами — ¡мщазолом, оксазолом та Т1азолом, — в яких природа гетероатома ломано впливае на Тх реакцшн> здатшсть, у азол1в з трьома гетероатомами — 4-Н-1,2,4-триазол1, 1,3,4-окса-д1азол1 та 1,3,4-т1ад1азол! — вплив третього гетероатома мало вщбиваеться на Ух активности в реакщях фосфоршновання.

Фосфорилювання 4-арил-1,2,4-триазолу 27, в якому е два реакцшних центри, при ствввдношенш реагенпв 1:1 призводить до утворення сум1ш! моно-1 бюфосфорильованого продукпв, яю важко розд1ляються. При фосфо-рилюванш дворазовим надлишком дифешлхлорофосф1ну або трихлорид) фосфору утворюються бюфосфорильоваш 1,2,4-триазоли 28 та 30, з яки? отримаш п'ятивалентш похщш29 та 31. Слщ зазначити, що при фосфорилю-ванн! 1,2,4-триазолу ще менш активним, шж дифешлхлорофосфш, реагентов — тетраетилдиамщохлорофосфшом — стае помшшм вплив природи замю-ника бшя атома азоту в 4-му положеннь Так, реакд!Я 4-бензил-1,2,4-триазол) 27в з дворазовим надлишком тетраетилдиамщохлорофосфшу завершу етьс5 за три доби \ призводить до утворення амщу 32, тод! як продукти фосфори лювання 4-л-тол1л-1,2,4-триазолу 276 через той же пром^жок часу утворюються лише в слщових кшьшстях, а реакция практично завершуеться лиш< через р!к.

>1—N

V-

27 а,б,в

2РС13

Е1з\, Ру

N-14

С12Р-^ >РС12 N

А

28 ^ рЬ214">ррН2

Ру " N

к

30

2(Е»2\)2РС1

I. EtгNH

—-- (Е12М)2Р4. 5"Р^Е12)2

29

Нг02

Е1з1Ч Ру да^К^Г^Е!^

А

32

а

31

29

в = РЬ («), р-СНгС^14 (6), СНгРЬ (в)

1-Метил-1,2,4-триазол 33, под1бно до оксад1азолу 16, мае лише одне ильне "мезо" положения 1 в реакци з трихлоридом фосфору утворюеться :ум1Ш хлорофосф1Н1В 34 та 35, яка теля обробки дигч етиламшом перетворена 1 сум!Ш амвдв 36 та 37, роздшених дистилящею в вакуум!.

■О

Ме

N

Л РС1»

РУ

33

I

Ме

34

РС12

+

Ме2Ш

Я—гч\

I

Ме 2 35

Ме

Р(ММе2) +

36

в

N 1

Ме

37

Реакщя 1-метил-1,2,4-триазолу 33 з менш активним дифеншхлорофос-шом завершуеться при 20°С за 10 годин \ приводить до фосфшу 38.

О

г

Ме

РЬ2РС1 Е1зР4Ру

г—N

о-

т

Ме

37

РРЬ2

Нами знайдено, що 1-метилтетразол 39 також легко фосфорилюсгься галогенщами тривалентного фосфору по 5-му положению. Фосфорилювання необхщно проводите при температур! -15°С, осюльки при юмнатнш температур! спостерп-аеться бидшення азоту 1 утворення поб^чних продукт!в. При взаемодп з трихлоридом фосфору утворюеться дихлорофосфш 40, перетворений д-1ею диетиламшу в ам'щофосфонат 41. Реакд'ш 1-метилтетразолу 39 з дифешлхлорофосфшом завершуеться за 3 доби утворенням фосф^ну 42, який легко окиснюеться киснем повпря до фосфшоксиду 43.

РС1»

N

О ч

т

Ме 39

Ру. -15 С

РЬгРС1,

КИМ Ме

Е^М!

40

Ру, -15 С

N—N

Г^рД-РИч

I

Ме

[О!

гч-х I

Ме

41

Л—N

^Лр2

I

Ме

43

42

1з ам!дофосфонату 41 за реакц!ею Штауд!нгера отримано ¡мщофосфо-нат 44.

Ме

41 44

I NC6H4-p-N02 Ме

Отриман! дан! з фосфорилювання 1,3-азол!в пояснюються шщним механЬмом реакцп, запропонованим для ацилювання 2-незам1щених 1,3-азо-л!в.

.Шмпуючою стад ¡ею для 1,3-азол1в з двома гетероатомами, найбшыл ¡мов1р-но, е утворення шду (карбену) В, а для тетразол1в — тетразсшевси сол1 А.

ФОСФОРИЛЮВАННЯ КОНДЕНСОВАНИХ ГЕТЕРОЦИКЛ1В.

Найбшьш вивченим представником конденсованих гетероциюив на основ] 1,3-азол1в е ¡м1дазо[2,1-Ь]т1азол, який, як в1домо з лгеературних джерел, взаемод!е з електрофшьними реагентами по 5-му положению циклу за мехашзмом ароматичного електрофшьного зам1щення. Нами встановлено, що 1м1дазот1азоли 45 взаемодпоть з галогешдами тривалентного фосфору також з утворюванням 5-фосфорильованих похщних 46. Швидюсть фосфорилювання ктотно залежить вщ електронноТ природи зам^сника Я в положенш 6 та зменшуеться в ряду Ме>РЬ>С1. Наприклад, у випадку донорно! метильно1 групи фосфорилювання трихлоридом фосфору проходить за декшька хвилин, у той же час при Я=РЬ реакщя завершуеться через добу, а при Я=С1 — через тиждень. У зв'язку з цим в останньому випадку дощльно в якост1 фосфорилюючого агента використовувати трибромщ фосфору, реакщя з яким завершуеться через 2 години утворенням гетерилдибромофосф!ну.

Сг>

Л 80-93 %

45 а,б* 46 РНа,2

В = Ме(а), РЬ(6), С1<в) На1 = С1, Вг

Кшьюсть гетерильних залишюв, ям можливо ввести до атома фосфору, так само визначаеться електронною природою замюника И. Так, при прове-

денш фосфорилювання в стввщношетп ре агат в 3:1 у випадку донорного метального зам'ютика, Я=Ме, через 16 годин угворюеться трис-гетерилфос-фш 47, а у випадку 11=РЬ, С1 навпъ при використанш б1льш реакцШноздатно-го фосфорилюючого реагента, трибромщу фосфору, та бшьш високоГ темпе-ратури (90-100 °С) реакц1Я приводить до утворення бк-гетернлбромофосфЬ шв 48. Останш були перетвореш в тюфосфшати 49.

'/зрсь Е13Ч Ру

Сг>

45 а,б,в

К —

'/зРВгз, Е131<, Ру

Л=РЬ, С1

ЫЕ12

Менш активний фосфорилюючий реагент — дифешлхлорофосфш — може бути використаний тшьки для отримання фосфшу 50, який мае в 6-му положенш метильну групу. Для отримання фосфш!в 52 (11=РЬ, С1) необхщно використовувати бшьш реакцшноздатний дифешлбромофосфш.

РЬгРС1

45 аДв

Е131Ч,Ру

РЬ;РВг

52 РРЬ2

К = РЬ, С1

Фосфорилювання ¡мщазо[2,1 -Ь][ 1,3,4]т1ад1азолу 53 також протжае по 5-му положению, хоч замша атома вуглецю в тсазольному кшьщ ¡м1-дазопазолу на атом азоту значно знижуе реакцшну здатшсть ¡мдазольного фрагмента. Потенщйна можлив1Сть фосфорилювання "пад1азольного циклу за шдним механизмом не реал1зуеться.

РЬдРВг

Ме

Е131М, Ру

Ме

РРЬ2

Замша атома вуглецю С-6 в ¡м1дазот1азол1 на атом азоту практично не позначаеться на реакцшнш здатност положения 3 в 1,2,4-триазоло[3,4-Ь]бен-зот1азол1 56. Нами встановлено, що вш за актившстю в реакцп фосфорилю-вання приблизно прир!внюеться до 6-метшпмщазо[2,1-Ь]т1азолу 45а. Очевидно, в даному випадку легюсть фосфорилювання при введенш акцептора в 6-е положения обумовлена зм'шою мехашзму реакцп з ароматичного електрофшьного замвдення на шдний.

у

// Е|3Ч Ру

56

РРЬ2

57

101

58 О

Сл1Д зазначити вплив триазольно-тсазольного залишку на властивосп третинного фосфщу 57 — вш легко окиснюсться киснем повггря, тод1 як фос-фщи 50,52,54 окиснюються лише при дИ" пероксиду водню.

Дигалогенофосфши 46 — кристал1чш речовини, яю легко пдрол1зу-ються вологою пов]тря до фосфошстих кислот 59.1з дибромофосфшу 46 по-слщовною обробкою етанолом та аркою отримано тюфосфонат 61. Дигало-генофосфши 46 легко реагують з вторинними амшами з утворенням амшв фосфошстих кислот 62.

нго

СЕ^-

РНа12

„}р-ОН

О-Г н

59

ЕЮН

СГ>

Р(0Е1)г

60

61

|,(ОЕ1)г в

Р(КВ'2)2

В !

в-

Ме, РЬ, С1 = Ме, Е(

Ашди 62 — р1дк! або кристал1чш речовини, стШш в шертшй атмосфе рь Вони мають високу реакцшну здатшсть, що дозволило отримати на 1: основ! р^зш похщш п'ятивалентного фосфору. Так, амщи 62 легко приедну ють с!рку, ¡мшуються арилазидами та хлоруються гексахлороетаном. 1з хло рофосфонш хлорид1в 65 отримаш ам1нофосфонш хлориди 66, фосфазопдри, 68, а також фосфонати 67.

В1домо, що фосфорильоваш ¡мщазоли з тривалентним атомом фосфор; алкшуються в залежносп вщ жорсткост1 чи м'якост! алкшуючого агента аб| по атому фосфору або по циюичному атому азоту. Аналопчно ¡мдазолам 1мщазот1азоли алилуються йодистим метилом по атому фосфору з утворен ням фосфошевих солей 69, використання надлишку алкшуючого агента приз водить також до алкшування ¡мщазольного залишку з утворенням фосфоше во-1м1дазо,пазол1ево'1 сол1 70. При алюлуванш жорстким алшлуючим агентов — сьчлю Мейервейна — реакщя проходить тшьки по атому азоту з утворен ням 1Мщазот1азол1сво1' сол! 71.

Ме

©РВ'2

В I

© Ме!

В 21

г©

Ме

50, 62

Ме©

69

70

© е

Е^О ВГ,

г

Н= Ме, РЬ

Н'= N£12, РЬ,ГЧ О

71

висновки

1. 1,3-Азоли репоселективно фосфорилюються галогешдами тривалентного фосфору по положению 2. Легюсть фосфорилювання залежить В1Д приро-ди гетероатома 1 зменшуеться в ряду: 1-меташмщазол я оксазол > т:азол. При наявноеп в другому положенш гетероциклу електронодонорного зам1сника фосфорилювання проходить по положению 5.

2. 1,3-Азоли з трьома гетероатомами бшьш активш в реакцп фосфорилювання з галогешдами тривалентного фосфору, шж азоли з двома та чотирма гетероатомами.

?. Знайдено умови (температура проведения реакцп не вище - 10 °С), яю дозволяють провести фосфорилювання 1-зам1щених тетразол1в 1 отримати IX 5-фосфорильоваш похщт.

I. Конденсоваш гетероцикли на основ! 1,3-азол1в: ¡м1дазо[2,1-Ь]т1азол, ¡мща-зо[2,1 -Ь][ 1,3,4]т1ад!азол, 1,2,4-триазоло[3,4-Ь]бензот1азол — фосфорилюються по ¡мщазольному (триазольному) залишку з утворенням 5-фосфори-льованих гетероцикгачних похщних.

5. 1,3-Азолшдигалогенофосфши е доступними та зручними реагентами для синтезу р^зномаштних фосфорильованих похщних як з трьох-, так 1 з п'ятивалентним атомом фосфору.

5. Встановлено вплив природи алкшуючого реагента на репоспрямовашсть алкшування 1м1дазо[2,1-Ь]т1азол1в, що мають тривалентний атом фосфору:

вони алкшуються м'якими алкшуючими агентами по атому фосфору : утворенням фосфошевих солей, а жорсткими алкшуючими агентами — п< цикличному атому азоту з утворенням 1мщазот1азол1евих солей.

ОСНОВНИЙ 3MICT ДИСЕРТАЦП ВИКЛАДЕНО В РОБОТАХ

1. Komarov I.V., Strizhak A.V., Komilov M.Yu., Zarudnitskiy E.V. Tolmachev A.A. Direct phosphorylation of benzothiazoles and 4-methyl thiazole. // Synthetic Communications. - 2000. - Vol. 30. - № 2. - P. 243 252.

2. Толмачев A.A., Зарудницкий E.B., Юрченко A.A., Пинчук A.M. Фосфо рилирование 2-фенил-1,3,4-оксадиазола галогенидами трехвалентной фосфора. //ХГС. - 1999. - № 9. - С. 1261-1263.

3. Толмачев А.А., Зарудницкий Е.В., Довгополый С.И., Пушечников А.О. Юрченко А.А., Пинчук A.M. 3,5-Бисфосфорилированные 4-арил-1,2,4 триазолы. //ХГС. - 1999. -№ 10. - С. 1432-1433.

4. Komarov I.V., Strizhak A.V., Komilov M.Yu., Zarudnitskiy E.V. Pinchuk A.M., Tolmachev A.A. C-Phosphorylation of azoles. // Proc. Xll-tl International Conference on Chemistry of Phosphorus Compounds. - Kyh (Ukraine). - 1999.-P89.

5. Толмачев А.А., Ивонин С.И., Юрченко А.А., Зарудницкий E.B С-Фосфорилирование гетероциклических соединений. // Тезисы конфе ренции "Петербургские встречи-98" — Химия и применение фосфор-сера- и кремний-органических соединений. — Санкт-Петербург(Россия) -1998.-У-23.

6. Толмачов А.О., Юрченко О.О., Зарудницький G.B., Коновець A.I. Пушечнжов О.О. С-Фосфорилювання азол1в. // Тези Украшськ01 кон ференцп "XiMifl азотовм1СНих гетероцикл1в". - XapKiB (Украша). -1997.-С. 9

АНОТАЩЯ

Зарудницький €.В. Фосфорилювання 1,3-азол1В. - Рукопис.

Дисертащя на здобуття наукового ступеня кандидата xïmîmhhx наук за пещальшстю 02.00.08 - xîmîh елементооргашчних сполук. - 1нститут оргаш-;hoï xiMiï Нацюнально\' Академи Наук Укра'ши, Кш'в, 2000.

Захищаються три науков1 робота, присвячеш фосфорилюванню гетеро-[икл^в з 1,3-азольним фрагментом — оксазолш, пазол!в, 1,3,4-окса- та Tia-[¡азол1в, 1- та 4-замшених 1,2,4-триазол1в, Ьзамщених тетразол1в, iMifla-о[2,1-Ь]пазол1в, 1М1дазо[2,1-Ь][1,3,4]т1ад1азол1в та 1,2,4-триазоло[3,4-Ь]бен-от1азол1в — галогешдами фосфору (III) в основних середовшцах. Синтезова-ii рашше HesiflOMi 1,3-азолшдигалогенофосфши, з яких отримано ряд р1зно-laHÎTHHX фосфорильованих азол1в.

Ключов1 слова: фосфорилювання, галогешди тривалентного фосфору, ,3-азоли, оксазоли, тазоли, 1,3,4-оксад1азоли, 1,3,4-т1ад1азоли, 1,2,4-триазо-[и, тетразоли, 1м1дазо[2,1-Ь]т1азоли.

ANNOTATION

Zarudnitskii E.V. Phosphorylation of 1,3-azoIes. - Manuscript.

Dissertation for scientific degree of Candidate of Sciences (Chemistry) in peciality 02.00.08 - the chemistry of elementoorganic compounds. - Institute of Organic Chemistry, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2000.

Three scientific works are defended. The works are devoted to phospho-ylation of heterocycles containing 1,3-azole fragments — oxazoles, thiazoles, .,3,4-oxa- and thiadiazoles, 1- and 4-substituted 1,2,4-triazoles, 1-substituted etrazoles, imidazo[2,l-b]thiazoles, imidazo[2,l-b][l,3,4]thiadiazoles and 1,2,4-tri-izolo[3,4-b]benzothiazoles — with phosphorus (III) halides in the presence of >ases. Previously unknown 1,3-azolyldihaIogenophosphines are synthesized, rhese are used for preparation of various phosphorus derivatives.

Key words: phosphorylation, phosphorus (III) halides, 1,3-azoles, oxazoles, hiazoles, 1,3,4-oxadiazoles, 1,3,4-thiadiazoles, 1,2,4-triazoles, tetrazoles, imida-:o[2,l-b]thiazoles.

АННОТАЦИЯ

Зарудницкий Е.В. Фосфорилирование 1,3-азолов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.08 - химия элементоорганических соединений. - Институт органической химии Национальной Академии Наук Украины, Киев, 2000.

Защищаются три научные работы, посвященные фосфорилированию гетероциклов с 1,3-азольным фрагментом — оксазолов, тиазолов, 1,3,4-окса-и тиадиазолов, 1-й 4-замещенных 1,2,4-триазолов, 1-замещенныхтетразолов, имидазо[2,1-Ь]тиазолов, имидазо[2,1-Ь][1,3,4]тиадиазолов и 1,2,4-триазо-ло[3,4-Ь]бензотиазолов — галогенидами фосфора (III) в основных средах. Синтезированы ранее неизвестные 1,3-азолилдигалогенфосфины, из которых получен ряд разнообразных фосфорилированных азолов.

Показано, что 1,3-азолы с двумя гетероатомами взаимодействуют с галогенидами фосфора (III) по 2-му положению, при этом легкость фосфорили-рования зависит от природы гетероатома и уменьшается в ряду: 1-метилими-дазол и оксазол > тиазол. При наличии заместителя в положении 2, фосфорилирование протекает по положению 5 только при наличии во 2-м положении электронодонорной группы. Например, фосфорилирование треххлористым фосфором 2-диэтиламинотиазола приводит к 5-замещенному тиазолил-дихлорфосфину, тогда как в случае 2-фенил- и 2-метокситиазолов реакция фосфорилирования не идет.

Выяснено, что введение дополнительного атома азота в 1,3-азольный цикл увеличивает реакционную способность 2-фенил-1,3,4-окса(тиа)диазо-лов, N-замещенных 1,2,4-триазолов по отношению к галогенидам трехвалентного фосфора, в тоже время влияние природы гетероатома становится малозаметным. Найдено, что взаимодействие 4-арил-1,2,4-триазолов с избытком фосфорилирующих агентов приводит к образованию 3,5-бис-фосфорили-рованных 1,2,4-триазолов.

Установлено, что 1-метилтетразол успешно фосфорилируется при низкой температуре по положению 5 тетразольного кольца.

Показано, что конденсированные гетероциклы на основе 1,3-азолов: шидазо[2,1-Ь]тиазол, имидазо[2,1-Ь][1,3,4]тиадиазол, 1,2,4-триазоло[3,4-Ь]->ензотиазол — фосфорилируются по имидазольному (триазольному) фрагменту с образованием 5(3)-фосфорилированных гетероциклических произ-юдных. Установлено, что электронная природа заместителя в положении 6 гмидазо[2,1-Ь]тиазолов оказывает существенное влияние на активность ими-(азотиазолов в реакции фосфорилирования, а также на количество гетериль-[ых остатков, которые можно ввести к атому фосфора. Так, при наличии до-юрной метальной группы фосфорилирование треххлористым фосфором фотекает за несколько минут, тогда как в случае фенильного остатка реак-(ия завершается через сутки, а при наличии хлора — через неделю. Кроме ого, в случае метальной группы к атому фосфора возможно ввести три етерильных остатка, а при других вышеупомянутых заместителях — только [ва.

Имидазо[2,1-Ь]тиазолы, содержащие трехвалентный атом фосфора, лкилируются мягкими алкилирующими агентами, такими как йодистый 1етил, по атому фосфора с образованием фосфониевых солей, при избытке лкилирующего агента происходит также алкилирование циклического атома зота с образованием фосфониево-имидазотиазолиевых солей. В тоже время лкилирование жестким алкилирующим агентом — солью Мейервейна — дотекает исключительно по циклическому атому азота с образованием ими-;азотиазолиевых солей.

Предложенный подход и разработанные методы фосфорилирования ,3-азолов галогенидами фосфора (III) имеют теоретическое и препаративное начение.

Ключевые слова: фосфорилирование, галогениды трехвалентного юсфора, 1,3-азолы, оксазолы, тиазолы, 1,3,4-оксадиазолы, 1,3,4-тиадиазолы, ,2,4-триазолы, тетразолы, имидазо[2,1-Ь]тиазолы.

ГПдписано до друку ¡4. Н. 2000 р. Формат 60x90 1/16. rianip офсетний. Друкофсетний. Умовн. друк. арк. 0$. Тираж 100 екз. Замовлення № чм.

Видавництво та друк - 1нформацШно-видавничий центр Товариства "Знания" УкраТни 03150. м.Кшв, вул. Велика Васильмвська (Червоноармшська), 57/3, к.214. Тел. 227-41-45, 227-30-97