Катализируемое комплексами переходных металлов присоединение молекул со связью P-H к ацетиленовым углеводородам тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ИМ. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РАН

Катализируемое комплексами переходных металлов присоединение молекул со связью Р-Н к ацетиленовым углеводородам

02.00.03 - Органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

з о СЕН 2010

Москва-2010

004609512

Работа выполнена в лаборатории №30 ИОХ им. Н.Д. Зелинского РАН

Научный руководитель: Анаников Валентин Павлович член-корреспондент РАН

Официальные оппоненты: Карасик Андрей Анатольевич

доктор химических наук (ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН) Веселовский Владимир Всеволодович

доктор химических наук, профессор (ИОХ им. Н.Д. Зелинского РАН) Ведущая организация:

Учреждение Российской Академии наук Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, г. Москва.

Защита диссертации состоится "5" октября 2010 г. в 11ч. 30м. на заседании Диссертационного совета Д 002.222.01 по присуждению ученой степени кандидата химических наук при Институте органической химии им. Н. Д Зелинского РАН по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, д. 47.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИОХ РАН.

Автореферат разослан

Ученый секретарь Диссертационного совета Д 002.222.01 при ИОХ РАН ~

доктор химических наук

Родиновская Л.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Гетерофункционализация органических соединений является одной из важнейших задач современной химии. Использование реакций присоединения молекул со связью фосфор-водород к кратным углерод-углеродным связям представляет собой удобный и эффективный способ введения различных фосфорсодержащих функциональных групп в молекулы органических веществ. Высокая практическая ценность реакций присоединения заключается в 100%-ой "атомной эффективности" (все атомы исходных соединений входят в состав продукта). Важно отметить, что использование комплексов металлов в качестве катализаторов позволяет осуществить данные процессы с высокими регио- и стереоселективностью. В зависимости от природы используемого металла, лигандного окружения и условий реакции можно с высокой селективностью получить разнообразные продукты из простых и доступных реагентов. К числу таких реакций относится присоединение Н-фосфонатов и вторичных фосфиноксидов к алкинам, приводящее к образованию алкенилфосфонатов и алкенилфосфиноксидов соответственно. Проведение реакций с использованием каталитических количеств комплексов металлов наилучшим образом удовлетворяет требованиям современной "зеленой химии". Фосфорсодержащие производные алкенов находят все большее применение в химии, медицине, материаловедении и в качестве перспективных лигандов для металлокомплексного катализа, поэтому актуальным является поиск новых эффективных путей их селективного получения.

Цель работы. Разработка удобных и эффективных каталитических систем на основе комплексов палладия и никеля для проведения реакций присоединения Н-фосфонатов и вторичных фосфиноксидов к терминальным и интернальным алкинам с высокой регио- и стереоселективностью, и изучение механизмов каталитических реакций.

Научная новизна.

1. Выполнено катализируемое комплексами палладия гидрофосфорилирование терминальных и интернальных алкинов Н-фосфонатами - (К0)2Р(0)Н, с различной природой заместителей к и получены высокие выходы выделенных продуктов.

2. Впервые осуществлено стереоселективное гидрофосфорилирование интернальных алкинов на комплексе №(сос!)2 в отсутствие фосфинового лиганда.

3. Обнаружена высокая активность каталитической системы №(асас)2Л)РРЕ в реакции гидрофосфорилирования алкинов. Продукты реакций получены с высокими выходами, превосходной регио- и стереоселективностью в случае терминальных и

3 с\

интернальных алкинов, соответственно.

4. Показана уникальная способность бидентантного лиганда DPPE эффективно in situ восстанавливать предшественник катализатора Ni(II) до каталитически активного производного Ni(0) с дальнейшей координацией к последнем)' в качестве лиганда.

5. Впервые осуществлено присоединение дигексилфосфиноксида к терминальным и интервальным алкинам с высокой регио- и стереоселективностью, соответственно. Удобная и легкодоступная никелевая каталитическая система позволила получить целевые продукты гидрофосфинилирования с высокими выходами.

Практическая ценность.

1. Найдена эффективная и универсальная каталитическая система на основе Ni(acac)z/DPPE для селективного присоединения Н-фосфонатов и дигексилфосфиноксида к алкинам. На основе этой каталитической системы разработаны две новые синтетические методики:

а) региоселективное гидрофосфорилирование терминальных и стереоселекгивное гидрофосфорилирование интернальных алкинов;

б) региоселективное гидрофосфинилирование терминальных и стереоселекгивное гидрофосфинилирование интернальных алкинов.

2. Дорогостоящий и трудный в использовании предшественник катализатора Ni(cod)2 заменен на дешевый и удобный Ni(acac)2 без ухудшения селективности реакций и выходов продуктов.

3. Найдены условия, при которых катализируемые комплексами никеля реакции гидрофосфорилирования и гидрофосфинилирования не требуют добавок кислоты, что заметно расширяет их сферу применения.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на Молодежной научной школе-конференции по органической химии (Екатеринбург, 2008 г.), XXIV Международной Чугаевской конференции по координационной химии (Санкт-Петербург, 2009 г.), Международной конференции Microwave Assisted Organic and Peptide Synthesis (Монпелье, 2009 г.) и на Международной конференции The CRC International Symposium (Москва, 2009 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 статьи, 1 глава в книге и 4 тезиса в сборниках докладов научных конференций.

состоит из введения, обзора литературы, обсуждения полученных результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы. Библиография

Структура и объем работы. Диссертация изложена

страницах и

насчитывает /уо наименований.

Благодарность. Автор выражает глубокую благодарность научному консультанту академику Белецкой И.П., без которой эта работа была бы невыполнима.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Среди методов образования связи фосфор-углерод важное место занимают реакции присоединения молекул со связью Р-Н к ацетиленовым углеводородам. К их числу относятся катализируемые комплексами переходных металлов реакции гидрофосфорилирования (присоединение Н-фосфонатов (R0)2P(0)H) и гидрофосфинилирования (присоединение вторичных фосфиноксидов R2P(0)H) алкинов, которые начали интенсивно развиваться лишь в последние годы.

Принципиальная возможность проведения реакции гидрофосфорилирования алкинов была показана ранее (J. Am. Chem. Soc., 1996, 1571; Tetrahedron: Asymmetry, 2001, 319), однако остался целый ряд нерешенных вопросов, связанных с селективностью, эффектом кислоты и влиянием природы заместителей в молекулах Н-фосфонатов. Что касается реакций гидрофосфинилирования, то в литературе нет ни одного примера присоединения диалкилфосфиноксидов Л1к2Р(0)Н к алкинам.

Как оказалось, селективность катализируемого комплексами металла превращения (уравнение 1) очень низка. Реакция осложняется образованием большого ряда побочных фосфорсодержащих соединений (4-10) (схема 1).

(1)

а-алкенилфосфонат R2*H: £-алкенилфосфонат

Возможные побочные продукты:

R

1 о RJ^

^(OR3), rO(0R3)2 R>^4(OR3)2 (R30)2P P(OR3)2

о о о о

4 5 6 7

К\%(ОК\ R^ в}

(R30)2P* (R30)2P P(OR3)2 (R30)2P, R2

0 О О 0

8 9 10 Схема 1

Для решения этой проблемы мы разработали универсальную синтетическую методику на основе комплексов Рс1 для эффективного гидрофосфорилироваиия широкого круга алкинов с различными заместителями. Что особенно важно, разработанная методика оказалась применима для Н-фосфонатов (К30)2Р(0)Н различной природы: (/-Рг0ЬР(0)Н, (РЬ0)2Р(0)Н, (РЬСН20)2Р(0)Н, (С|2Ни0)2Р(0)Н и циклическо-

Было показано, что в этом каталитическом превращении дорогие комплексы палладия можно заменить на дешевые никелевые аналоги (схема 2, Путь Ь). При исследовании никелевой каталитической системы впервые обнаружена возможность гидрофосфорилироваиия интернальных алкинов в отсутствие лиганда (схема 2, Путь с).

Дальнейшее усовершенствование катализируемого комплексами никеля гидрофосфорилироваиия привело к разработке удобной и эффективной каталитической системы №(асас)2/ЛРРЕ (схема 2, Путь (1).

Удачная находка высокоактивного никелевого катализатора на основе №(асас)2/ОРРЕ позволила впервые осуществить гидрофосфинилирование широкого круга алкинов дигексилфосфиноксидом Нех2Р(0)Н.

1. Катализируемое комплексами переходных металлов присоединение И-фосфонатов к алкинам (гидрофосфорилироеание)

1.1. Катализируемое комплексами палладия присоединение различных Н-фосфонатое к терминальным и интернальным алкинам

В качестве модельной реакции было выбрано присоединение диизопропилфосфита (/-РЮ)2Р(0)Н (2а) к терминальному гептану (1а) (уравнение 2).

с н

С5НИ-^ - (/-РЮ)2Р(0)Н кат- • 5 (2)

(/-РЮ)2(0)Р

1а 2а

За

В отсутствие катализатора данное превращение не имело места, использование целого ряда наиболее часто применяемых предшественников катализатора (Р(1(ОАс)2, РйС12, Рй2йЬаэ) также не привело к получению продукта За (ТГФ, 100°С, Зч).

Ключевое значение имел поиск нужного лиганда для формирования каталитической системы. В ходе варьирования лигандов мы установили, что наиболее эффективным является катализатор на основе Р<32Ла3/РРЬз, позволяющий достичь 63% выхода продукта За. На рисунке 1 приведен 31Р {1Н} ЯМР спектр реакционной смеси, в котором видны сигналы продукта За, непрореагировавшего Н-фосфоната 2а и побочных продуктов.

Рисунок 1.3|Р{'Н} ЯМР спектр реакционной массы после гидрофосфорилирова-ния 1-гептина (1а) диизопропилфосфитом (2а); условия реакции: 3 мол% Р(12с1Ьаз, 12 мол% РРЬ3, 0.5 мл ТГФ, Ю0°С, 3 ч; звездочками обозначены сигналы побочных продуктов.

Дальнейшее нагревание не привело к увеличению конверсии 2а. Наблюдавшаяся селективность (63/19=3/1) была неудовлетворительной для дорогостоящего палладиевого катализатора, в связи с этим мы предприняли дальнейшую оптимизацию условий

реакции.

В качестве первого этапа были изучены эффекты основания и кислоты на выход продукта За. Добавление основания (Нг3К, 10 мол%) негативно сказывалось на каталитической реакции*, выход За снижался с 63% до 25%, наряду со значительным увеличением доли побочных продуктов с 19% до 28%.

Эффективность каталитической системы Р(12ЙЬа3/РРЬз в реакции присоединения 2а к 1а существенным образом увеличивалась в присутствии трифторуксусной кислоты -85% а-алкенилфосфонага За и всего лишь 8% побочных продуктов.

В ходе последующей оптимизации условий реакции было установлено, что оптимальное молярное соотношение металла и лиганда составляет 1:2, а необходимое количество трифторуксусной кислоты -10 мол%.

Выполнив ряд экспериментов при более низких температурах, мы выяснили, что проведение реакции между 2а и 1а при 50°С в течение 8 часов в присутствии 10 мол% СР3СООН позволяет увеличить выход алкенилфосфоната За до 94%, количество побочных продуктов при этом не превышало 2%. В тех же условиях, но без добавки СРзСООН был зафиксирован 46 % выход продукта За.

В оптимизированных условиях мы изучили эффективность разработанной каталитической системы Рс^Ьаз/РРЬз/СРзСООН в реакциях гидрофосфорилирования между диизопропилфосфитом 2а и различными алкинами 1 (уравнение 3, таблица 1). В случае алкинов 1а - 1с каталитические реакции были проведены в мягких условиях при температуре 50°С и приводили к количественным ЯМР выходам продуктов 91 - 94%, которые были выделены в чистом виде с выходами 85 - 91% (№ 1 - 3, таблица 1).

Алкин с гидроксильной группой 1 <1 оказался менее реакционноспособным и потребовал большей температуры 70°С (№ 4, таблица 1). Реакция с интернальным алкином 1е была самой медленной и потребовала нагревания при 120°С в течение 8 ч (№ 5, таблица 1). Следует отметить, что гидрофосфорилирование алкина 1е без добавки СР3СООН занимает более 48 часов.

Примечательная особенность разработанной нами каталитической системы - это высокая регио- и стереоселективность в широком интервале температур 50-120°С, что существенно увеличивает возможности препаративного синтеза алкенилфосфонатов. Региоселектавность 3/4 >99/1 наблюдалась для 1а - 1с1 (№ 1 - 4, таблица 1) и стереоселективность Е/2 > 99/1 - для 1е (№ 5, таблица 1).

При наличии таких объемных групп как -81Ме3 и -СМе2ОАс в молекуле алкина (№ 6,7; таблица 1) происходило изменение региоселективности присоединения.

- (<-Рг0)2Р(0)Н ^с°0?сн ч Vя (3) ТГФ, 50-70 С (,-РгО)2(0)Р 1 2а 4-8 ч. 78-94%

3

Таблица 1. Эффективность катализируемого комплексами палладия присоединения ()-Рг0)2Р(0)Н (2а) к различным алкинам 1.м

№

Алкин (1)

1а

NC

lb

С1

1с

НО

J~

Id

1е

Me3Si— If

АсО-

lg

Продукт (3)

NC-

(¡-РЮ)2Р^ зь

о

С1-(¡-РтО^

Зс

НО

(i-PrO)2P< 3d

О

(;-РЮ)2Р, Зе

О

SiMe,

(¿-РгО)2Р*

О 4а

б

-Р(0/-Рг)2 4Ь

Выход, %

W

94(91)

91 (89)

92 (85)

82 (65)w

78 (65f

91 (83)|с

82 (65)'е

и Условия реакции: 1 ммоль 1, 1 ммоль 2а, 3 мол% Pd2dba3, 12 мол% PPh3, 10 мол% CFjCOOH, 0.5 мл ТГФ, 50°С, 8 ч.14 Рассчитано по 31Р{'Н} ЯМР спектру, в скобках приведены выходы выделенных продуктов; общее количество фосфорсодержащих примесей во всех случаях <5%. (cl 70°С, 1.2 ммоль 1, 4 ч. 1Й] 120°С, 1.5 ммоль 1е, 8 ч.(с| 100°С, 8 ч.

В этих случаях имело место образование линейных p-продуктов присоединения 4а и 4Ь с ¿-конфигурацией двойной связи с высокой селективностью и выходами 82-91%. В

настоящей работе нам удалось достичь 91% выхода алкенилфосфоната 4а при использовании 1.2 зкв 1Т (№ 6, таблица 1). В реакции с ^ за присоединением Р-Н связи Н-фосфоната следовало отщепление уксусной кислоты, приводящее к образованию сопряженного 1,3-диенового фрагмента (№ 7, таблица 1).

Мы протестировали эффективность разработанной каталитической системы для ряда замещенных фосфорных субстратов 2 (уравнение 4, таблица 2).

С5Н„-^ * (Я30)2Р(0)Н 1а 2

[Р<Ц/СР3СООН ТГФ, 50-70°С 2-8 ч.

С5НП (Я30)2(0)Р/= 94-99% 3

(4)

Таблица 2. Катализируемое комплексами палладия присоединение Н-фосфонатов

№ Н-фосфонат (2) Продукт (3) Выход, %1Ь1

1 О (¿-РгО)2Р-Н 2а О За 94(91)

2 О (РЮ)2Р-Н 2Ь (июъ^-зг 99 (92) м

3 О (РЬСН20)2Р-Н 2с (РЬСН20)2Р^ 38 94 (85)м

4 --Ч) н 2(1 V зь 99 (96)м

5 О («-с12н250)2р-н 2е 31 99 (87)

^Условия реакции: 1 ммоль 1а, 1 ммоль 2, 3 мол% Рё2ёЬа3, 12 мол% РРЬз, 10 мол% СИзСООН, 0.5 мл ТГФ, 50°С, 8 ч.1Ь| Рассчитано по 31Р{'Н} ЯМР спектру, в скобках приведены выходы выделенных продуктов, общее количество фосфорсодержащих примесей во всех случаях <5%. м 70°С,11114 ч.1е' 2 ч.

Реакции терминального гептина 1а с Н-фосфонатами 2а, 2с, 2с1, и 2е были проведены в мягких условиях при 50°С (№ 1, 3-5; таблица 2). Для циклического Н-фосфоната 2(1 было достаточно всего лишь 2 ч при 50°С для достижения количественной конверсии (№ 4, таблица 2). Несколько большее время (4-8 ч) было необходимо в случае Н-фосфонатов 2а, 2с, и 2е (№ 1,3,5; таблица 2).

Для полного завершения реакции с менее реакционноспособным Н-фосфонатом 2Ь, было проведено нагревание при 70°С (№ 2, таблица 2). Высокие выходы 94-99% и региоселективность 3/4 >99/1 наблюдались для всех исследованных Н-фосфонатов. Удивительно, что даже такие объемные заместители как СпН25 в молекуле 2е не оказывали влияния на выход и селективность гидрофосфорилирования в разработанной нами каталитической системе.

1.2. Изучение механизма катализируемого комплексами палладия гидрофосфорилирования алкинов

Общепринятый механизм присоединения молекул со связью элемент-водород (Е-Н) к алкинам включает следующие стадии: 1) окислительное присоединение, 2) координация алкина, 3) внедрение алкина, 4) восстановительное элиминирование (схема 3).

Я

>=

^ координация

Схема 3

Для установления природы промежуточных комплексов палладия в разработанной нами каталитической системе мы провели сравнительный ЯМР мониторинг образцов состава:

№1 Ра2дЬа3 + РРЬ3 + (/-Рг0)2Р(0)Н + С<Д}6 № РсМЬа3 + РРН}+ (/-Рг0)2Р(0)Н + С606 + В^ №3 Рё2Шяз + РРЬз + 0'-РгО)2Р(О)Н + С606 + СРзСООН 11

Поставленные ЯМР эксперименты показали наличие ряда равновесий, вызванных координацией фосфорсодержащих молекул к металлу, с участием комплексов 11, 12, и 13 (схема 4).

Р<1((К30)2Р(0)Н)у 11

ра(ррь3)2((к30)2р(0)н);

13

- (Я30)2Р(0)Н РРИ,

Рс1(РРЬз)2 ===Арс1(РРЬз)х

(к30)2р(0)н 12 -РРИ3

Г(0)(СЖ3)2

(РРИз)2Р<

н

14

(Н4) РРЬз I -РРЬз -(К30)2Р(0)Н | (Я30)2Р(0)Н

(<Ж3)2

н ра

V-/ Чн

■ (0Я3)2

15

К1-

каталитический цикл

Схема 4

Было зафиксировано образование следующих соединений: комплекс 11 - продукт координации диизопропилфосфита (К3=;-Рг) к нульвалентному палладию, комплекс 12 -продукт координации лиганда (трифенилфосфина) к палладию, комплекс 13 - продукт координации диизопропилфосфита и лиганда к палладию, как показано на схеме 4. Ранее в литературе предполагалось, что активной формой катализатора в данной реакции является циклический комплекс 15 (схема 4).

Как оказалось, ключевую роль в каталитической реакции гидрофосфорилирования играет комплекс 13, который благодаря стадии окислительного присоединения находится в равновесии с каталитически активным гидридным комплексом 14 (схема 4). Именно комплекс 14 затем вовлекается в следующую стадию каталитического цикла -координацию алкина (1), далее следует внедрение алкина, затем восстановительное элиминирование с регенерацией палладиевого катализатора и образованием продукта 3 (схема 3,4).

Сигналы комплекса 13 были зарегистрированы в образце №1, не содержащем ни Е1:3М, ни СРзСООН. Оказалось, что в присутствии Ег3Ы (образец №2) в спектре

отсутствуют сигналы комплекса 13, играющего ключевую роль в процессе гидрофосфорилироваиия. В случае добавки Ср3СООН (образец ЛИ), напротив, в спектре четко были видны сигналы комплекса 13.

Таким образом, EtзN препятствует образованию 13, и, как следствие, подавляет образование активного палладиевого интермедиата 14. Положительный эффект СБзСООН заключается, по нашему мнению, в смещении равновесия между комплексами 14 и 15 в сторону активной формы катализатора 14, что ускоряет реакцию и способствует увеличению выхода продукта 3.

Сделанные выводы о механистической картине катализируемого комплексами палладия гидрофосфорилироваиия алкинов полностью согласуются с полученными нами экспериментальными данными по реакции присоединения.

1.3. Гидрофосфорилирование алкинов с использованием Щсоф2

1.3.1. Активность каталитической системы Щсо<1)-/РР11з

В качестве модельной реакции была выбрана та же реакция присоединения Н-фосфоната 2а к алкину 1а (уравнение 2). Первоначальная серия экспериментов показала отсутствие активности у большинства соединений никеля (№(сос!)2, №(асас)2, №С12, №(ОАс)2, М(СЮ4)2 и др.). При этом мы обнаружили, что комплекс пульвалентного никеля №(со£1)2 приводит к 100% конверсии алкина 1а с образованием черного нерастворимого осадка. Оказалось, что в данном случае имел место процесс олигомеризации алкина, хорошо известный для комплексов никеля.

Введение в систему лиганда - РРЬ3, который был эффективен для палладиевого катализатора, также не привело к образованию продукта За для большинства изученных никелевых предшественников. Однако, в случае системы 1Ч1(сос1)2/РРЬз в спектре была зафиксирована 10%-я конверсия 2а с образованием 6% целевого продукта За и 4% побочных продуктов. Заинтересовавшись этим фактом, мы провели более детальное исследование каталитической системы №(сос1)2/РРЬз для различных алкинов.

Реакция с участием фенилацетилена давала лишь следовые количества Марковниковского продукта. Как и в случае с гептаном-1, большая часть Н-фосфоната 2а оставалась непрореагировавшей, в то время как наблюдалась полная конверсия алкина и образование олигомера.

Реакция с гекскном-3 потребовала более жестких условий (140"С, 4 ч.) и привела к образованию продукта присоединения с выходом 15%. Отличительной чертой этого превращения является одинаковая конверсия алкина и Н-фосфоната 2а, что говорит об

отсутствии побочной реакции олигомеризации алкина. При более продолжительном нагревании (140°С, 24 ч.) выход целевого продукта в этой реакции составил 75%.

Дифенилацетилен (П) вступал в реакцию присоединения уже при 120°С (уравнение 5), и продукт Зк образовывался с очень высоким выходом 95% (№1, таблица 3). В системе наблюдалась полная конверсия Н-фосфоната 2а и количество побочных продуктов не превышало 5%.

Как оказалось, данная реакция характерна и для других Н-фосфонатов 2Ь и 2е и приводит к количественному выходу целевых продуктов без протекания хаких-либо побочных процессов (№2, 3; таблица 3). Реакции присоединения к гексину-3 и дифенилацетилену (№ 1-3, таблица 3) проходили с очень высокой стереоселективностью (ЕЛ > 99/1) как син-присоединение к тройной связи.

РЬ-^-РЬ ^ (Я30)2Р(0)Н 11 2

Щсос^/РРИз

ТГФ, 120°С а*30)2(0)Р 4Ч' 95-100%

Р11 РЬ У=* (5)

Таблица 3. Гидоофосфорилирование алкинов в каталитической системе №(со(1)2/РРЬз.'а|

№

Алкин (1)

Н-фосфонат (2)

Продукт (3)

Выход 3,%

Побочные

продукты, %

РЬ"

-РЬ

О

((-РЮ)2Р-Н

2а

РЬ РЬ (/-РЮ)2Р^ Зк

95

РЬ—=-РЬ И

о

(РЬО)2Р-Н 2Ъ

РЬ РЬ (РЬО)2Р^

31

100

рь-

-РЬ

11

о

(й-С12Н250)2Р-Н

2е

РЬ РЬ («-С12Н250)2Р

Зш

100

о

1,1 Условия реакции: 1 ммоль 1, 1 ммоль 2, 9 мол% №(соё)2, ЬШРРЬз = 1:2, I мл ТГФ; 120°С, 4 ч.

Высокая эффективность простой каталитической системы [№]/РРЬз обнаружена нами впервые. Ранее в литературе сообщалось о непригодности этой системы для осуществления реакции гидрофосфорилирования. Однако, истинной причиной оказалось не отсутствие каталитической активности никелевого комплекса, а протекание побочной

реакции олигомеризации алкина.

Отсутствие побочной реакции олигомеризации в случае интернальных алхияов позволило установить, что эффективность и селективность реакций присоединения Н-фосфонатов для никелевой (Ni(cod)2/PPh3) и палладиевой (Pd2dba3/PPh3/CF3COOSГ) каталитических систем на деле являются близкими.

Для упрощения синтетической процедуры несомненный интерес представляет замена малодоступного и легкоокисляющегося Ni(cod)2 на более удобный комплекс металла. Оказалось, что N!(cod)2 может быть заменен ацетилацетонатом никеля.

Мы показали, что №(асас)2/РРЬз при восстановлении in situ с помощью каталитического количества диизобутилалюмогидрида (DIBAL) катализирует реакцию столь же эффективно, как и Ni(cod)2/PPh3- Без добавления восстановителя реакция не имеет места (№ 1, таблица 4). В присутствии DIBAL наблюдалось образование продукта Зк с выходом 96% и селективностью E/Z> 99/1 (№ 2, таблица 4). Полученный результат сравним с таковым для Nifcod^ (№ 1, таблица 3).

Данный результат открывает дополнительные перспективы для дизайна кататизатора гидрофосфорилирования алкинов на основе легко доступных солей Ni(II).

Таблица 4. Активация предшественника катализатора №(асас)2 в реакции присоединения Н-фосфоната 2а к дифекилацетилену liJ'1___

№ Каталитическая система Выход 3k, % Непрореагировавший Н-фосфонат 2a, % Побочные продукты, %

1 Ni(acac)j, PPh, 0 100 0

2 Ni(acac)2, PPh3, DIBAL 96 0 4

w Условия реакции: 1 ммоль li, 1 ммоль 2а, 1 мл ТГФ, 120°С, 4 ч, 9 мол% №(асас)2, Ni:PPh3 = 1:2,18 мол% DIBAL (раствор в ТГФ).

Полученные данные однозначно свидетельствуют о том, что отсутствие реакции не всегда означает непригодность данного комплекса металла для каталитической реакции, и стадия активации предшественника катализатора в реакции гидрофосфорилирования и подавление побочных реакций требуют специального внимания.

1.3.2. Гидрофосфорилирование алкинов с использованием Щсой)2 в отсутствие лигапда

К нашему удивлению оказалось, что гидрофосфорилироеание алкинов на №(«^)2 может проходить и без фосфинового лиганда, однако выходы продуктов при этом заметно ниже. Для терминальных алкинов 1а и 1К реакция также была невозможной как

и при использовании М1(соЛ)2/РРЬ3 ввиду побочного процесса олигомеризации.

Небольшое количество продукта было обнаружено в реакции интернальных алкинов 1е и И с Н-фосфонатом 2а (№ 1,2; таблица 5).

Таблица 5. Гидрофосфорилирование алкинов на №(сос!)2 в отсутствие фосфинового лиганда.1'1___

№ Алкин (1) Н-фосфонат (2) Выход 3,% Непрореагировавший Н-фосфонат 2, % Побочные продукты, %

1 1е 2а 12 85 3

2 П 2а 9 80 И

3 И 2Ь 20 80 0

4 Н 2е 57 21 22

Условия реакции: 1 ммоль 1, 1 ммоль 2, 9 мол% N¡(00(1)2,1 мл ТГФ, 19 ч; №1-140°С, №2-4 - 120°С.

Заметное количество продукта (20%) было зафиксировано в реакции дифенилацетилена (П) с Н-фосфонатом 2Ь (№ 3; таблица 5), а реакция с Н-фосфонатом 2е была проведена с хорошим выходом 57% (№ 4; таблица 5).

Следует отметить, что реакция гидрофосфорилирования алкинов в отсутствие фосфинового лиганда была обнаружена нами впервые. Несмотря на невысокий выход и селективность в сравнении с аналогичным процессом в присутствии лиганда (таблица 3), данный тип реакций весьма перспективен для создания нетоксичных и дешевых каталитических систем в соответствии с современными требованиями «зеленой химии».

1.4. Гидрофосфорилирование алкинов с использованием Ш(асас)г

На следующем этапе мы решили расширить рамки катализируемого комплексами никеля гидрофосфорилирования, направив свое исследование на поиск стабильного на воздухе и универсального никелевого катализатора, который сделал бы возможным присоединение Н-фосфонатов как к интернальным, так и к терминальным алкинам.

В качестве модельной реакции было выбрано уже опробованное ранее присоединение диизопропилфосфита (/-Рг0)2Р(0)Н (2а) к терминальному гептину (1а) (уравнение 2). Недорогой и устойчивый в атмосфере воздуха №(асас)2 был использован в качестве предшественника катализатора, реакция проводилась в ТГФ при 100°С.

Использование в каталитической системе целого ряда монодентантных фосфиновых лигандов с различными электронными и стерическими эффектами не приводило к образованию алкенилфосфоната За (№ 1, таблица 6). Большинство изученных хелатных бидентантных лигандов также оказались неэффективными (№ 2, таблица б).

Однако, при использовании DPPE в качестве лиганда, мы обнаружили образование продукта За с выходом 14%, при этом реакционная масса содержала 84% непрореагировавшего Н-фосфоната 2а и лишь 2% побочных продуктов (№ 3, таблица 6).

Последующие эксперименты подтвердили, что Ni(acac)2 - это оптимальный выбор среди других опробованных соединений никеля (NiCl2, Ni(OAc)2, Ni(C104)2). В ходе ЯМР исследования стадии активации предшественника катализатора мы установили, что бидентантный лиганд DPPE способен in situ восстанавливать Ni(II) до каталитически активного N¡(0), вовлекаемого затем в каталитический цикл. Часть DPPE при этом окисляется до диоксида, другая часть координируется к соединениям N¡(0) и стабилизирует их в растворе. Образующийся диоксид DPPE может быть легко отделен от реакционной массы по окончании реакции.

Таблица 6. Эффект лиганда в катализируемом комплексами никеля присоединении (i-Pr0)2P(0)H (2а) к 1-гептину (1а).1'1__

№ Лиганд Выход За, %M Непрореагировавши й Н-фосфонат 2а, %14 Побочные продукты, % 1ь'£1

1 PPh3, Р(о-МеС6Н4)3, PPh2Me, PMe2Ph, РСуз, P(/-Bu)2Me, P(Oi-Pr)3 0 100 0

2 DPPM, DPPB, BINAP, DCPM 0 100 0

3 DPPE 14 84 2

4 DPPE"" 72 24 4

Условия реакции: 1 ммоль 1а, 1 ммоль 2а, 3 мол% ЩасасЬ, №/Р = 1/4, 0.5 мл ТГФ, 100°С, 3 ч. [Ь| Рассчитано по 3,Р{'Н} ЯМР спектру. [с| Общее количество фосфорсодержащих примесей. и 9 мол% №(асас)2, 1мл ТГФ, 24 ч, алкин 1а был добавлен при помощи шприцевого насоса.

Дальнейшая оптимизация условий позволила увеличить выход продукта За в реакции присоединения 2а к 1а с 14% до 72% (9 мол% №(асас)2, 18 мол% ОРРЕ, ТГФ, 100°С, 24 ч). Побочную полимеризацию нам удалось значительно подавить при помощи медленного добавления алкина в реакционную среду посредством шприцевого насоса (№ 4, таблица 6).

В оптимизированных условиях мы оценили эффективность системы №(асас)2ЛЭРРЕ в реакциях гидрофосфорилирования Н-фосфонатами (2) различных алкинов (1) (уравнение 6, таблица 7).

Терминальные алкины 1а, 1Ь и хорошо реагировали с 2а при 100°С, приводя к образованию соответствующих продуктов 3 с хорошими и высокими выходами 62-90% (№ 1-3, таблица 7) и с высокой региоселективностью.

п1_=_р2 . аЛЛ,ЖШ ^(асасуРРРЕ

(ЯОЬР(О)Н ^ Ю0-120Х (¿оЬ(о)Р}

1 2 20-24ч.

1 1 62-99%

Таблица 7. Эффективность каталитической системы Щасас)2ЛЗРРЕ в присоединении Н-фосфонатов (К3Р)2Р(0)Н (2) к алкинам I.1"1

Выход, %1"г

№

Алкин (1)

Н-фосфонат (2)

Продукт (3)

1а

О

(/-РгОЬР-н

2а

(/-рг0)2р За

О

72 (65)

N0

1Ь

О

(/-РЮ^Р-Н 2а

N0-

(/-РгО)2Р*

О

зь

62 (54)

РЬ-=

1Ь

о

(;-РгО)2Р-Н 2а

РЬ

(/-РЮ)2К^ 3!

90 (82)

1е

О

(¡-РгО)2Р-Н 2а

0-РЮЩ^

Зе

80(71)

РЬ-=-РЬ И

О

(/-РгО^Р-Н 2а

РЬ РЬ (¿-РгО)2Р^ Зк

99(94)

рь-=-рь

И

О

(РЬО)2Р-Н 2Ь

РЬ РЬ

Н

(РЬО)2^ 31

99 (89)

РЬ"

"РЬ

И

О

(РЬСН20)2Р-Н 2с

РЬ РЬ

Н (РЬСН20)2Р^

Зп

99 (96)

РЬ-^РЬ 1*1

-Ч) н 2(1

РЬ РЬ Зо

99 (98)

РЬ-

-РЬ

(«-С12Н250)2Р-Н

2е

РЬ РЬ

>

(«-С12Н250)2Р Зш

99 (98)

'а| Условия реакции: 1 ммоль 1а, I ммоль 2а, 9 мол% М(асасЬ, 18 мол% ОРРЕ, 1 мл ТГФ; № 1-3 - 100°С, 24 ч; № 4- 140°С, 30 ч; X» 5-9 - 120°С, 20 ч. 1Ь|Рассчитано по 3|Р('Н} ЯМР спектру, в скобках приведены выходы выделенных продуктов; общее количество фосфорсодержащих побочных продуктов во всех случаях <6%.

Для менее реакционоспособных интернальных алкинов потребовалась несколько большая температура 120-140°С. Однако, продукты были получены с высокими выходами (80-99%) и прекрасной стереоселективностью ЕЛ. > 99/1 (№ 4, 5; таблица 7). Заметно большие выходы в реакциях с интернальными алкинами обусловлены отсутствием побочной олигомеризации, наблюдавшейся для терминальных алкинов.

Разработанная каталитическая система оказалась эффективна для всех типов Н-фосфонатов (К.30)2Р(0)Н. Н-фосфонаты с различными электронными и стерическими эффектами заместителей Я3 = /-Рг, РЬ, бензил (№ 5-7), циклический Н-фосфонат (№ 8) и Н-фосфонат с объемной /1-С12Н25 группой (№ 9, таблица 7) реагировали с 99% выходами и Е/2 > 99/1 стереоселективностью.

Следует особо отметить, что во всех реакциях высокие выходы а-алкенилфосфонатов и £-алкенилфосфонатов, были достигнуты без добавок кислоты.

Таким образом, способность БРРЕ к восстановлению металла и последующему участию в комплексообразовании позволяет успешно заменить №(со(3)2 на удобный №(асас)2 и не требует применения дополнительного восстановителя (01ВАЬ).

Селективность каталитической реакции была установлена по результатам анализа строения продуктов. Днс-положение протона по отношению к фосфонатной группе в продуктах Зе и Зк-о было установлено методом ЯМР посредством измерения констант спин-спинового взаимодействия 3Т('"Р-|Н) = 20-26 Нг, которые, как известно, зависят от геометрии двойной связи. Молекулярная структура Зо подтвердила протекание сын-присоединения: атом водорода и фосфонатная группа находились в ^ис-положении относительно друг друга (рисунок 2).

Рисунок 2. Молекулярная структура Зо, определенная методом РСА.

19

1.5. Изучение механизма катализируемого комплексами никеля гидрофосфорилирования алкинов

В дополнение к экспериментальному исследованию нами было проведено квантово-химическое изучение ключевой стадии внедрения алкина в никелевый интермедиагг (I) (схема 5).

Н н

НСНСН н г '

к2 9*АЬ Я, ОМе _ ""сА ,ОМе НХ,СЧ 0Ме

[х° — CNC° V^ní" о —

Ni.....

ккал/моль

Р Н Р Н ^-р" /

R2 1 R2 и l2 III-TS R2P^PR2 IV

I 0.0 ккал/моль -5.2 ккал/моль 7.0 ккал/моль -40.1

R2 р-ОМе

Р\т..-''';/ Ъме Ni;—О

Р' Н R, V-TS

14.9 ккал/моль Н

с:

_ I н

НС=СН I

R/ р.ОМе r2 ; р,ОМе уОМс ^ H^Q рш

ГР№гО' V°Me— rPNirO Ч°Ме— fPNi-0 Ч°Ме—

£ Н VI Р И VII £ Н VIII-TS Р Н IX

К.2 К-2 К 2

8.7 ккал/моль 2.5 ккал/моль 25.5 ккал/моль -37.7

ккал/моль

Схема 5. Вычисленная поверхность потенциальной энергии внедрения алкина в никелевые комплексы на B3LYP/DZ(d) уровне в модельной системе (разрывающиеся и образующиеся связи в переходных состояниях показаны пунктиром).

Координация алкина к I приводила к комплексу II с выигрышем в энергии 5.2 ккал/моль (схема 5). Начиная с комплекса II внедрение алкина проходило с образованием циклической четырехчленной структуры - переходного состояния IH-TS с вычисленным энергетическим барьером 12.2 ккал/моль. Как показал расчет, образование продукта IV, сопровождалось диссоциацией одного из атомов фосфора бидентантного лиганда. В продукте IV образовывались с-сзязи Ni-C и С-Р, а также имела место координация атома кислорода Р=0 группы к металлу. Рассчитанная реакция была сильно экзотермична с выигрышем в энергии 40.1 ккал/моль по сравнению с исходной точкой I и 34.9 ккал/моль по сравнению с точкой II.

Способность Н-фосфонатов к таутомеризации побудила нас исследовать возможность этого превращения непосредственно в координационной сфере металла. Действительно, таутомерный переход фосфора P(V) в комплексе I в фосфор Р(Ш) в

комплексе VI оказался возможен с активационным барьером 14.9 ккал/моль через переходное состояние У-Тв (схема 5).

Соединение VI оказалось менее стабильным чем I на 8.7 ккал/моль. Полученный результат находится в соответствии с литературными данными для свободных Н-фосфонатов, в которых (И30)2Р(0)Н форма также более стабильна по сравнению с (Я30)2Р-0Н формой.

Координация алкина к VI приводила к образованию комплекса VII с выигрышем в энергии 6.2 ккал/моль. Квантово-химические расчеты дальнейшего пути реакции привели к локализации переходного состояния УШ-Тв, соответствующего реакции с алкином. Для данного переходного состояния была характерна циклическая пятичленная структура и дальнейший путь реакции включал в себя разрыв связи N¡-0 и образование связей №-С и С-Р в продукте IX. Активационный барьер, равный 23.0 ккал/моль был вычислен для УШ-ТБ исходя из комплекса VII. Образование IX было сильно экзотермичным, выигрыш в энергии составил 37.7 ккал/моль по сравнению с исходной точкой I и 40.2 ккал/моль - по сравнению с VII. Оба атома фосфора бидентантного лиганда оставались координированными к никелевому центру в ходе превращений VI—»IX, в противоположность превращению I—»IV, в ходе которого требозалась диссоциация одного из фосфорных атомов лиганда (схема 5).

Совместное рассмотрение экспериментальных данных и квантово-химических расчетов позволило предположить следующий механизм каталитического гидрофосфор-илирования алкииов с №(асас);> в качестве предшественника катализатора (схема 6).

№(асас)2

Л1 Я2

3 ь

3

. „ ) { я1 к2

(Я30)2Р №(Ь*) н I

О н 18

^0)2Р щц

и I

2 ОН

21

3\

16 н О Н 19

я'т-гК2 Я'т^гЫ2 (КэО)2Р—(Я30)2Р. ^¡(Ь)

ОН н

17 20

Схема 6. Предполагаемый механизм катализируемого комплексами никеля

гидрофосфоршшрования алкинов; Ь и 1_* - два различных способа координации бидентантного лиганда (см. схему 5).

Активация №(асас)2 с образованием нульвалентного никелевого комплекса и последующая реакция с Н-фосфонатом (2) приводила к комплексам 16 и 19, находящимся в равновесии (равновесие сдвинуто влево). Начиная с комплекса 16, механизм реакции включает в себя внедрение алкина (1), в результате которого образуется комплекс 17 и далее интермедиат 18. Последний вовлекается в стадию восстановительного элиминирования, которая приводит к получению целевого продукта 3 и регенерации нульвалентного никелевого комплекса (10„№, после чего каталитический цикл повторяется.

Второй путь, возможность которого впервые обнаружена в нашем исследовании, включает в себя таутомеризацию 16 в комплекс 19. Последующее внедрение алкина через циклическую структуру 20 и образование интермедиата 21. Каталитический цикл также завершается восстановительным элиминированием с образованием продукта 3 и регенерацией катализатора (Ь)„№ (схема 6).

2. Катализируемое комплексами никеля присоединение диалкилфосфиноксидов к алкинам (гидрофосфинилирование)

До настоящего времени не удавалось выполнить гидрофосфинилирование алкинов диалкилфосфиноксидами А1к2Р(0)Н. Возможность осуществления этих реакций стала предметом наших дальнейших исследований. В качестве модельной реакции было выбрано присоединение л-Нех2Р(0)Н (22) к терминальному гептану (1а) (уравнение 7).

С5Н„-== * и-Нех2Р(0)Н каТ" ■ С5НГ= (7)

и-Нех2(0)Р

1а 22

23а

Палладиевый комплекс Р<1(РРЬз)4, который успешно катализировал присоединение дифенилфосфиноксида к алкинам, оказался совершенно неактивным в случае дигексилфосфиноксида. Более того, ни одна из большого ряда проварьированных нами палладиевых каталитических систем не приводила к образованию продукта 23а.

На следующем этапе мы изучили эффективность каталитической системы №(асас)2Я)РРЕ в реакции присоединения 22 к З-бутин-1-олу (1(1). Никелевый катализатор показал превосходный результат, обеспечив полную конверсию субстрата 22 при невысокой температуре 75°С, при этом имело место селективное образование алкенилфосфиноксида 23Ь со 100% выходом (№ 1, таблица 8). Затем мы испытали активность системы №(асас)2/ОРРЕ для ряда других алкинов (уравнение 8, таблица 8).

Оказалось, что реакция носит общий характер, и в случае всех протестированных нами терминальных алкинов присоединение субстрата 22 проходило при температуре 75°С (№ 1-5, таблица 8).

. „ п/гч..т №(асас)2ЛЭРРЕ к\_,к2

* и-Нех2Р(0)Н ^ я ■ >=> (8)

ТГФ, 75-100 С и-Нех2(0)Р 1 22 24 ч.

1 11 87-100%

23

Таблица 8. Эффективность каталитической системы №(асас)2/ОРРЕ в реакции присоединения Нех2Р(Р)Н (22) к различным алкинам I.1'1__

№ Алкин (1) т,°с Продукт (23) Выход1"1, %

1 но-^ 1(1 75 НО(Н2С)2 /= Нех2(0)Р 23Ь 100 (93)

2 РЬ—^ 1Ь 75 Р1] Нех2(0)Р 23с 95 (89)

3 1Ъ 75 КС(Н2С)з Нех^ОЭР^ 23(1 88(83)

4 Н2К О- ч 75 Нех2(0)Р 23е 87(80)

5 75 С3Н7 С2Н5 г= * г^ Нех2(0)Р Нех2(0)Р 23а 23а' 72+28 (951с|)

6 / ~ \ 1е 100 Нех2(0)Р 23Г 100 (94)

7 РЬ-^-РЬ И 100 РИ РИ Нех2(0)Р 23ё 100 (95)

1а| Условия реакции: 0.7 ммоль 1, 0.5 ммоль 22, 0,5 мл ТГФ, 24 ч, 9 мол% №(асас)2, 18 мол% ОРРЕ; |ь' Рассчитано по 31Р{'Н} ЯМР спектру, в скобках приведены выходы выделенных продуктов, общее количество фосфорсодержащих примесей во всех случаях <6%;[с' выход смеси терминального и интернального (Е) изомеров.

Присоединение 22 к фенилацетилену (1Ь) приводило к 95% выходу целевого продукта 23с (Л'« 2, таблица 8). Алкины с СИ- и МН2- группами показали одинаково хорошую реакционную способность в реакции гидрофосфинилирования, продукты были получены с высокими выходами 88% и 87% соответственно (№ 3,4; таблица 8). В случае незамещенного 1-гептина (1а) также достигалась 100% конверсия фосфиноксида 22, однако ЯМР спектр показал только 72% целевого алкенилфосфиноксида 23а. Оказалось, что наряду с гидрофосфинилированием протекала изомеризация терминального продукта 23а в интервальный изомер 23а' (миграция двойной связи). Продукт был выделен как смесь двух изомеров с суммарным выходом 95% (№ 5, таблица 8).

В случае интернальных алкинов 1е и Н никелевый катализатор также продемонстрировал высокую активность. Присоединение Нех2Р(0)Н (22) к 3-гексину (1е) и дифенилацетилену (П) приводило к количественному выходу целевых Е-алкенилфосфиноксидов при полном отсутствии побочных продуктов (№ 6, 7; таблица 8). Гидрофосфинилирование 1е и И проходило при температуре 100°С.

Катализатор на основе №(асас)2/Т)РРЕ также оказался эффективен и в реакции присоединения ароматического фосфиноксида РЬ2Р(0)Н к алкинам. Гидрофосфинилирование З-бутин-1-ола (М) дифенилфосфиноксидом проходило с количественным выходом соответствующего а-алкенилфосфиноксида (ТГФ, 75°С, 24 ч).

Таким образом, каталитическая система №(асас)2/ОРРЕ позволила впервые осуществить присоединение диалкилфосфиноксидов к терминальным и интернальным алкинам, и получить продукты с высокими выходами, превосходными регио- и стереоселективностью соответственно.

ВЫВОДЫ

1. Найдена эффективная каталитическая система Рс12<1Ьаз/РРЬз/СРзСООН, позволяющая проводить регио- (а/р>99/1) и стереоселективное (Е12> 99/1) гидрофосфорилирование широкого круга алкинов Н-фосфонатами (К0)2Р(0)Н с различной природой заместителей Я (выходы выделенных продуктов 65-96%).

2. Впервые выполнено гидрофосфорилирование дифенилацетилена с использованием каталитической системы №(сос!)2/РРЬз, ранее считавшейся неактивной. Показана возможность присоединения различных Н-фосфонатов к интернальным алкинам на катализаторе №(сос1)2 в отсутствие фосфинового лиганда. Все реакции проходили с высокой стереоселективностью ЕГ£ > 99/1.

3. Разработана новая эффективная и легкодоступная никелевая каталитичес-

кая система Ni(acac)2/DPPE для гидрофосфорилирования терминальных (региоселективность аУр > 99/1) и интерналъных (стереоселективность E/Z> 99/)) алкинов с хорошими и высокими выходами алкенилфосфонатов (выходы выделенных продуктов 54-98%). ЯМР анализ стадии активации предшественника катализатора показал чувствительность реакции к природе лиганда и возможность генерирования активных комплексов Ni° in situ из Ni(acac)2. Квантово-химическое исследование показало, что реакция может проходить по двум альтернативным маршрутам, включающим в себя образование связи углерод-фосфор в координационной сфере металла.

4. Впервые осуществлено гидрофосфинилирование терминальных и интерналъных алкинов дигексилфосфиноксидом. Катализатор на основе Ni(acac)2/DPPE позволил получить алкенилфосфиноксиды с высокими выходами выделенных продуктов (80-95%), отличными регио- и стереоселективностью для терминальных и интернальных алкинов соответственно.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях

1. V.P. Ananikov, L.L. Khemchyan, I.P. Beletskaya, Celebrating 20 Years of SYNLETT - Special Essay: General Procedure for the Palladium-Catalyzed Selective Hydrophosphorylation of Alkynes II Synlett. - 2009. - No. 15. - p. 2375-2381.

2. I.P. Beletskaya, V.P. Ananikov, L.L. Khemchyan, Synthesis of phosphorus compounds via metal-catalyzed addition of P-H bond to unsaturated organic molecules. Phosphorus Chemistry: Catalysis and Material Science Applications. — Berlin: Springer, 2010.-Vol. 36.-Chapter 8.

3. В.П. Анаников, JI.JI. Хемчян, И.П. Белецкая, Сравнение катализируемого комплексами Pd и Ni присоединения молекул со связью P(V)-H к алкинам // ЖОрХ. - 2010. - Т. 46. - Вып. 9. - стр. 1273-1280.

4. JI.JI. Хемчян, В.П. Анаников, И.П. Белецкая, Изучение механизма катализируемого комплексами переходных металлов присоединения молекул со связью Р-Н к алкинам // XI Молодежная научная школа-конференция по органической химии, 23-29 ноября 2008 г., Екатеринбург. Сб. тез. докл. с. 128 (стендовый доклад).

5. L.L. Khemchyan, V.P. Ananikov, I.P. Beletskaya, Pd-Catalyzed Hydrophosphorylation of Alkynes with High Selectivity // XXIV Международная

Чугаевская конференция по координационной химии, 15-19 июня 2009 г., Санкт-Петербург, Сб. тез. докл. с. 577 (стендовый доклад).

6. L.L. Khemchyan, V.P. Ananikov, I.P. Beletskaya, Pd-Catalyzed Hydrophosphoiylation of Alkynes with High Selectivity // International Conference "Microwave Assisted Organic and Peptide Synthesis", 4-5 июня 2009 г., France, Montpellier, Сб. тез. докл. p 34. (стендовый доклад).

7. L.L. Khemchyan, V.P. Ananikov, I.P. Beletskaya, Pd-Catalyzed Hydrophosphoiylation of Alkynes with High Selectivity // The CRC International Symposium, 18 сентября 2009 г., Москва. Сб. тез. докл. р. 42 (стендовый доклад).

Подписано в печать:

02.09.2010

Заказ № 4044 Тираж -110 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Присоединение молекул со связью Р-Н к алкинам без участия комплексов металлов

1.1.1. Присоединение Н-фосфонатов (1Ю)2Р(0)Н к алкинам

1.1.2. Присоединение вторичных фосфиноксидов Я2Р(0)Н к алкинам

1.1.3. Присоединение фосфинатов (1Ю)Р(0)Н2 к алкинам

1.1.4. Присоединение Н-фосфинатов (ШЭ)(К')Р(0)Н к алкинам

1.2. Катализируемое комплексами металлов присоединение молекул со связью Р-Н к алкинам

1.2.1. Присоединение Н-фосфонатов (К0)2Р(0)Н к алкинам

1.2.2. Присоединение вторичных фосфиноксидов Я2Р(0)Н к алкинам

1.2.3 Присоединение фосфинатов (Л0)Р(0)Н2 к алкинам

1.2.4 Присоединение Н-фосфинатов (КО)(К')Р(0)Н к алкинам

1.2.5. Присоединение фосфинов Яз.пРНп к алкинам

2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

2.1. Каталитическое гидрофосфорилирование алкинов

2.1.1. Катализируемое комплексами Р<1 гидрофосфорилирование алкинов

2.1.2. Изучение механизма катализируемого комплексами Р<1 гидрофос-форилирования алкинов

2.1.3. Сравнение катализируемого комплексами Рс1 и № гидрофосфори-лирования алкинов

2.1.3.1. Активация предшественника катализатора №(асас)

2.1.3.2. Эффект кислоты на Р<1 и № каталитические системы

2.1.3.3. Квантово-химический расчет реакции внедрения ацетилена

2.1.3.4. Гидрофосфорилирование алкинов без фосфинового лиганда

2.1.4. Катализируемое комплексами N1 гидрофосфорилирование алкинов

2.1.5. Изучение механизма катализируемого комплексами N1 гидрофос-форилирования алкинов

2.2. Каталитическое гидрофосфинилирование алкинов

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Общие сведения

3.2. Постановка ЯМР экспериментов

3.3. Регистрация масс-спектров высокого разрешения

3.4. Катализируемое комплексами Pd гидрофосфорилирование алкинов

3.4.1. Общая методика

3.4.2. Изучение механизма катализируемого комплексами Pd гидрофос-форилирования алкинов методом спектроскопии ЯМР

3.5. Сравнение катализируемого комплексами Pd и Ni гидрофосфорили-рования алкинов: общая методика

3.5.1. Гидрофосфорилирование Ii в присутствии Ni(cod)

3.5.2. Гидрофосфорилирование в системе Ni(acac)2/DIBAL

3.5.3. Каталитическая реакция в присутствии кислоты

3.5.4. Квантово-химическое исследование

3.5.5. Каталитическая реакция в отсутствие фосфинового лиганда

3.6. Катализируемое комплексами Ni гидрофосфорилирование алкинов

3.6.1. Изучение стадии активации никелевого катализатора

3.6.2. РСА для Зо

3.7. Каталитическое гидрофосфинилирование алкинов

3.8. Физико-химические данные полученных соединений 122 ВЫВОДЫ 130 БЛАГОДАРНОСТЬ 131 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Использованные сокращения:

ДЛП - дилаурилпероксид, ПБ - перекись бензоила, ТГФ - тетрагидро-фуран, TBS - /w-бутилдиметилсилил, AIBN - азобисизобутиронитрил, MW-микроволновое облучение, ГМФТА — гексаметилфосфортриамид, ДМСО -диметилсульфоксид, УФ - ультрафиолет, ЯМР - ядерно-магнитный резонанс, DPPM - бмс(дифенилфосфино)метан, DPPE - 1,2- бмс(дифенилфосфи-но)этан, DPPB - 1,4-бмс(дифенилфосфино)-бутан, DCPM -бмс(дициклогек-силфосфино)-метан, BINAP - 2,2'-бмс(дифенилфосфино)-1,1'-бинафтил.

Созданию селективных методов образования связи углерод-фосфор (С-Р) уделяется большое внимание в последние годы, в связи с первостепенной важностью фосфорорганических соединений в химии, медицине и материаловедении. Фосфорсодержащие производные алкенов представляют собой биологически активные компоненты [1, 2, 3, 4, 5], важные соединения для химии нуклеиновых кислот [6, 7, 8, 9, 10], удобные реагенты для ряда синтетических превращений [11, 12, 13, 14], строительные блоки для полимерных синтезов [15, 16, 17]. Относительно биологически активных соединений такого типа, стоит упомянуть противогрибковые и антибактериальные свойства винилфосфонатов, для которых также была обнаружена противораковая и антивирусная активность [18, 19, 20, 21]. Практическое применение этих соединений включает в себя их использование в мембранах топливных элементов [22], оптических материалах [23, 24, 25] и как ингибиторов горения [26, 27, 28, 29].

Другое важное применение фосфорсодержащих соединений, заслуживающее большого внимания, это их использование в качестве лигандов для каталитических реакций [30, 31, 32, 33]. Растущие требования к получению новых лигандов для высокоэффективных каталитических систем представляют собой одну из главных движущих сил этой области препаративной химии.

Было показано, что использование катализируемого комплексами переходных металлов присоединения молекул со связью фосфор-водород (Р-Н) к ненасыщенным органическим соединениям позволило разработать целый ряд удобных синтетических методов образования связи С-Р [34, 35,36, 37, 38, 39]. 100%-ая атомная эффективность реакций присоединения в сочетании с высокой селективностью каталитических превращений позволяет создавать экономичные и экологически безопасные синтетические процедуры, полностью удовлетворяющие требованиям современной «зеленой химии» [34-39].

Несмотря на то, что общая методология присоединения молекул со связью Р-Н к двойным и тройным углерод-углеродным связям дает возможность получения ряда важных фосфорсодержащих продуктов, необходимо отметить, что ключевым фактором при этом является селективность реакций. Так, в случае интернальных алкинов возможно образование двух пар Е- и Z-изoмepoв (схема 1). Присоединение связи Р-Н к терминальным алкинам может приводить к трем различным изомерным продуктам (схема 1).

Я Я' Я Я Р-Н -- )=? + + >=\ + )=\

Р Р р Я' р я продукты продукты смн-присодинения ¿ш/тш-присоединеня

Я Я р-н -

Р Р Я Р а-изомер (3-£-изомер (З^-изомер

Схема 1

В связи с этим, необходим строгий контроль стереоселективности превращения при использовании симметричных интернальных алкинов (Я= Я'), а для терминальных и несимметричных интернальных (Я^Я') алкинов важен контроль как стерео- так и региоселективности. В противном случае, образование смеси изомерных продуктов снизит эффективность синтетической процедуры и затруднит выделение целевых веществ в чистом виде.

Таким образом, поиск подходящих каталитических систем -комплексов переходных металлов, лигандов и условий реакции - это основные составляющие успешного применения этой методологии для селективного образования связи С-Р и получения фосфорсодержащих продуктов с высокими выходами.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Несмотря на то, что первые примеры каталитических реакций присоединения молекул со связью Р-Н к ацетиленовым углеводородам опубликованы несколько десятилетий назад, заметный прогресс в этой области был достигнут сравнительно недавно. Интенсивное развитие металлокомплексного катализа в последние годы определило новый этап изучения этих процессов, открыв большой ряд новых перспективных возможностей. Особую роль в реакциях присоединения молекул со связью Р-Н к алкинам играют комплексы переходных металлов (Рс1, Юг).

Многообразие фосфорных соединений, содержащих фрагмент Р-Н в молекуле, обуславливает представленную ниже классификацию реакций их присоединения к ненасыщенным органическим соединениям [34-36]:

- гидрофосфорилирование - присоединение молекул состава (Я0)2Р(0)Н (Н-фосфонатов)

- гидрофосфонилирование - присоединение молекул состава (К0)Р(0)Н2 (фосфинатов) и (К0)(К')Р(0)Н (Н-фосфинатов)

- гидрофосфинилирование - присоединение молекул состава К2Р(0)Н (вторичных фосфиноксидов)

- гидрофосфинирование — присоединение молекул состава Кз.пРНп (фосфинов).

В первой части обзора литературы обсуждаются типичные примеры присоединения молекул со связью Р-Н к алкинам без участия комплексов металлов. Вторая часть посвящена подробному анализу катализируемых комплексами металлов реакций присоединения молекул со связью Р-Н к алкинам.

ВЫВОДЫ

1. Найдена эффективная каталитическая система на основе Pd2dba3/PPh3/CF3COOH, позволяющая проводить регио- (а/р > 99/1) и стереоселективное (is/Z> 99/1) гидрофосфорилирование широкого круга алкинов Н-фосфонатами (R0)2P(0)H с различной природой заместителей R (выходы выделенных продуктов 65-96%).

2. Впервые выполнено гидрофосфорилирование дифенилацетилена с использованием каталитической системы Ni(cod)2/PPh3, ранее считавшейся неактивной. Показана возможность присоединения различных Н-фосфонатов к интернальным алкинам на катализаторе Ni(cod)2 в отсутствие фосфинового лиганда. Все реакции проходили с высокой стереоселективностью EIZ >99/1.

3. Разработана новая эффективная и легкодоступная никелевая каталитическая система Ni(acac)2/DPPE для гидрофосфорилирования терминальных (региоселективность а/р > 99/1) и интернальных (стереоселективность E/Z> 99/1) алкинов с хорошими и высокими выходами алкенилфосфонатов (выходы выделенных продуктов 54-98%). ЯМР анализ стадии активации предшественника катализатора показал чувствительность реакции к природе лиганда и возможность генерирования активных комплексов Ni° in situ из Ni(acac)2. Квантово-химическое исследование показало, что реакция может проходить по двум альтернативным маршрутам, включающим в себя образование связи углерод-фосфор в координационной сфере металла.

4. Впервые осуществлено гидрофосфинилирование терминальных и интернальных алкинов дигексилфосфиноксидом. Катализатор на основе Ni(acac)2/DPPE позволил получить алкенилфосфиноксиды с высокими выходами выделенных продуктов (80-95%), отличными регио- и стереоселективностью для терминальных и интернальных алкинов соответственно.

БЛАГОДАРНОСТЬ

Автор выражает огромную благодарность, член-корреспонденту РАН Ананикову Валентину Павловичу за всестороннюю поддержку в научной работе и аспирантской жизни.

Особая благодарность:

- к.х.н. Шулишову Е.В. за помощь в освоении экспериментальных методик, ценные консультации и техническую поддержку;

- к.х.н. Белякову П.А. за обучение работе на ЯМР спектрометре;

- к.х.н. Чижову А.О. за регистрацию масс-спектров;

- к.х.н. Стариковой З.А. за проведение рентгеноструктурного анализа;

- к.х.н. Орлову Н. В. за плодотворную совместную работу;

- к.х.н. Гайдуку К.А., Залесскому С.С. и Малышеву Д.А. за ценные дискуссии и всестороннее сотрудничество.

Автор выражает глубокую признательность академику Белецкой Ирине Петровне за содействие и научные консультации.

1. K.-Y. Jung, R.J. Hohl, A.J. Wiemer, D. F. Wiemer, Synthesis of phosphonate derivatives of uridine, cytidine, and cytosine arabinoside // Bioorg. Med. Chem. 2000. - Vol. 8.-No. 10.-p. 2501-2509.

2. D.M. Cermak, D.F. Wiemer, K. Lewis, R.J. Hohl, 2-(Acyloxy)ethylphosphonate analogues of prenyl pyrophosphates: synthesis and biological characterization // Bioorg. Med. Chem. — 2000. Vol. 8. - No. 12. - p. 2729-2737.

3. K. Zmudzka, T. Johansson, M. Wojcik, M. Janicka, M. Nowak, J. Stawinski, B. Nawrot, Novel DNA analogues with 2-, 3- and 4-pyridylphosphonate internucleotide bonds: synthesis and hybridization properties // New J. Chem. -2003. Vol. 27. - p. 1698-1705.

4. S. Abbas, R.D. Bertram, CJ. Hayes, Commercially Available 5'-DMT Phosphoramidites as Reagents for the Synthesis of Vinylphosphonate-Linked Oligonucleic Acids // Org. Lett. 2001. - Vol. 3. - No. 21. - p. 3365-3367.

5. M.R. Harnden, A. Parkin, M.J. Parratt, R.M. Perkins, Novel acyclonucleotides: synthesis and antiviral activity of alkenylphosphonic acid derivatives of purines and a pyrimidine // J. Med. Chem. 1993. - Vol. 36. - No. 10.-p. 1343-1355.

6. K.L. Agarwal, F. Riftina, Synthesis and enzymatic properties of deoxyribooligonucleotides containing methyl and phenylphosphonate linkages // Nucleic Acids Res. 1979. - Vol. 6. - No. 9. - p. 3009-3024.

7. T. Minami, J. Motoyoshiya, Vinylphosphonates in Organic Synthesis // Synthesis. 1992. - No. 4. - p. 333-349.

8. V.M. Dembitsky, A.A.A.A. Quntar, A. Haj-Yehia, M. Srebnik, Recent Synthesis and Transformation of Vinylphosphonates // Mini Rev. Org. Chem. -2005.-Vol. 2.-No. 1.-p. 91-109.

9. M. Maffei, Transition Metal-Promoted Syntheses of Vinylphosphonates // Curr. Org. Synth. 2004. - Vol. 1. - No. 4 - p. 355-375.

10. J. Parvole, P. Jannasch, Polysulfones Grafted with Poly(vinylphosphonic acid) for Highly Proton Conducting Fuel Cell Membranes in the Hydrated and Nominally Dry State // Macromolecules. 2008. - Vol. 41. - No. 11. - p. 38933903.

11. T. Sato, M. Hasegawa, M. Seno, T. Hirano, Radical polymerization behavior of dimethyl vinylphosphonate: Homopolymerization and copolymerization with trimethoxyvinylsilane // J. Appl. Polym. Sei. 2008. — Vol. 109. - No. 6. - p. 3746-3752.

12. M. Schmider, E. Müh, J.E. Klee, R. Mülhaupt, A Versatile Synthetic Route to Phosphonate-Functional Monomers, Oligomers, Silanes, and Hybrid Nanoparticles // Macromolecules. 2005. - Vol. 38. - No. 23. - p. 9548-9555.

13. S.A. Holstein, D.M. Cermak, D.F. Wiemer, K. Lewis, R.J. Hohl, Phosphonate and bisphosphonate analogues of farnesyl pyrophosphate as potentialinhibitors of farnesyl protein transferase // Bioorg. Med. Chem. 1998. - Vol. 6. -No. 6. - p. 687-694.

14. S. Megati, S. Phadtare, J. Zemlicka, Unsaturated phosphonates as acyclic nucleotide analogs. Anomalous Michaelis-Arbuzov and Michaelis-Becker reactions with multiple bond systems // J. Org. Chem. — 1992. Vol. 57. - No. 8. -p. 2320-2327.

15. T. Bock, H. Möhwald, R. Mülhaupt, Arylphosphonic Acid-Functionalized Polyelectrolytes as Fuel Cell Membrane Material // Macromol. Chem. Phys. — 2007. — Vol. 208.-No. 13.-p. 1324-1340.

16. T. Ogawa, N. Usuki, N. Ono, A new synthesis of 7i-electron conjugated phosphonates and phosphonic bis(diethylamides) and their SHG activities // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1. 1998. - p. 2953-2958.

17. K.D. Belfield, C. Chinna, K.J. Schafer, New NLO Stilbene Derivatives Bearing Phosphonate Ester Electron-Withdrawing Groups // Tetrahedron Lett. -1997. Vol. 38. - No. 35. - p. 6131-6134.

18. C.M. Welch, E.J. Gonzales, J. D. Guthrie, Derivatives of Unsaturated Phosphonic Acids // J. Org. Chem. 1961. - Vol. 26.-No. 9.-p. 3270-3273.

19. F.J. Welch H. J., Paxton, Preparation and polymerization of addition compounds of unsaturated tertiary phosphine oxides // J. Polym. Sei., Part A: Gen. Pap. 1965. - Vol. 3. - No. 10. - p. 3427-3437.

20. F.J. Welch, HJ. Paxton, Preparation and polymerization of propenyldiphenylphosphine oxide isomers // J. Polym. Sei., Part A: Gen. Pap. — 1965. Vol. 3. - No. 10. - p. 3439-3449.

21. S.V. Levchik, E.D. Weil, Flame retardancy of thermoplastic polyesters -a review of the recent literature // Polym. Int. 2005. - Vol. 54. - No. 1. - p. 1135.

22. C. Defieber, H. Grützmacher, E. M. Carreira, Chiral Olefins as Steering Ligands in Asymmetric Catalysis // Angew. Chem., Int. Ed. — 2008. Vol. 47. -No. 24. - p. 4482-4502.

23. P. Maire, S. Deblon, F. Breher, J. Geier, C. Bôhler, H. Riiegger, H. Schônberg, H. Griitzmacher, Olefins as Steering Ligands for Homogeneously Catalyzed Hydrogénations II Chem. Eur. J. 2004. - Vol. 10. - No. 17. - p. 41984205.

24. F. Alonso, I. P. Beletskaya, M. Yus, Transition-Metal-Catalyzed Addition of Heteroatom-Hydrogen Bonds to Alkynes II Chem. Rev. 2004. - Vol. 104.-No. 6.-p. 3079-3160.

25. I.P. Beletskaya, M.A. Kazankova, Catalytic Methods for Building up Phosphorus-Carbon Bond // Russ. J. Org. Chem. 2002. - Vol. 38. - No. 10. - p. 1391-1430.

26. M. Tanaka, Homogeneous Catalysis for H-P Bond Addition Reactions // Top. Curr. Chem. 2004. - Vol. 232. - p. 25-54.

27. L. Coudray, J.-L. Montchamp, Recent Developments in the Addition of Phosphinylidene-Containing Compounds to Unactivated Unsaturated

28. Hydrocarbons: Phosphorus-Carbon Bond Formation by Hydrophosphinylation and Related Processes II Eur. J. Org. Chem. 2008. - No. 21. - p. 3601-3613.

29. P. Merino, E. Marques-Lopez, R. Herrera, Catalytic Enantioselective Hydrophosphonylation of Aldehydes and Imines // Adv. Synth. Catal. — 2008. -Vol. 350. No. 9. - p. 1195-1208.

30. C. Baillie, J. Xiao, Catalytic Synthesis of Phosphines and Related Compounds II Curr. Org. Chem. 2003. - Vol. 7. - No. 5. - p. 477-514.

31. O. Tayama, A. Nakano, T. Iwahama, S. Sakaguchi, Y. Ishii, Hydrophosphorylation of Alkenes with Dialkyl Phosphites Catalyzed by Mn(III) under Air // J. Org. Chem. 2004. - Vol. 69. - No. 16. - p. 5494-5496.

32. F. Beaufils, F. Denes, P. Renaud, Dimethyl Phosphite Mediated Hydrogen Atom Abstraction: A Tin-Free Procedure for the Preparation of Cyclopentane Derivatives // Angew. Chem. Int. Ed. 2005. - Vol. 44. - No. 33. -p. 5273-5275.

33. D. Lecercle, M. Sawicki, F. Taran, Phosphine-Catalyzed a-P-Addition on Activated Alkynes: A New Route to P-C-P Backbones // Org. Lett. 2006. -Vol. 8. - No. 19. - p. 4283-4285.

34. Y. Lin, D. Bernardi, E. Doris, F. Taran, Phosphine-Catalyzed Synthesis of Unsymmetrical 1,3-Bis- and Trisphosphorus Ligands // Synlett. 2009. - No. 9. -p. 1466-1470.

35. L.A. Solovetskaya, N.M. Sergeev, R.K. Magdeeva, E.E. Nifant'ev, // J. Gen. Chem. USSR. 1985. - Vol. 55. - p. 1072.

36. E.E. Nifant'ev, L.A. Solovetskaya, R.K. Magdeeva, // J. Gen. Chem. USSR.- 1985. -Vol. 55.-p. 2010.

37. R.A. Khachatryan, N.Y. Grigoryan, M.G. Indzhikyan, // Russ. J. Gen. Chem. 1994. - Vol. 64. - p. 1134.

38. T. Bunlaksananurson, P. Knöchel, i-BuOK-catalyzed addition phosphines to functionalized alkenes: a convenient synthesis of polyfunctional phosphine derivatives // Tetrahedron Lett. 2002. - Vol. 43. - No. 33. - p. 58175819.

39. E.E. Nifant'ev, L.A. Solovetskaya, V.l. Maslennukova, R.K. Magdeva, N.M. Sergeev, II J. Gen. Chem. USSR. 1986. - Vol. 56. - p. 680.

40. S. Gouault-Bironneau, S. Deprele, A. Sutor, J.-L. Montchamp, Radical Reaction of Sodium Hypophosphite with Terminal Alkynes: Synthesis of 1,1-Bis-Zf-phosphinates // Org. Lett. 2005. - Vol. 7. - No. 26. - p. 5909-5912.

41. M.I. Antczak, J.-L. Montchamp, AIBN-Initiated Radical Reactions of Ethyl Phosphinate // Synthesis. 2006. - No. 18. - p. 3080-3084.

42. US Patent no. 3 673 285; Chem. Abstr., 1972, 77, no.l40290j.

43. L.-B. Han, M. Tanaka, Palladium-Catalyzed Hydrophosphorylation of Alkynes via Oxidative Addition of HP(0)(0R)2 // J. Am. Chem. Soc. 1996. -Vol. 118. - No. 6. - p. 1571-1572.

44. I.P. Beletskaya, N.S. Goulioukina, T.M. Dolgina, G.N. Bondarenko, N.A. Bondarenko, J.-P. Genet, // Abstracts of Papers, XXth Int. Chugaev Conf. on Coordination Chemistry, Rostov-on-Don. 2001. - p. 538.

45. A. Allen, D.R. Jr. Manke, W. Lin, Synthesis of functional bisphosphonates via new palladium-catalyzed bis-hydrophosphorylation reactions // Tetrahedron Lett. 2000. - Vol. 41. - No. 2. - p. 151-154.

46. I.P. Beletskaya, V.P. Ananikov, Unusual Influence of the Structures of Transition Metal Complexes on Catalytic C-S and C-Se Bond Formation Under

47. Homogeneous and Heterogeneous Conditions // Eur. J. Org. Chem. — 2007. No. 21.-p. 3431-3444.

48. I.P. Beletskaya , V.P. Ananikov, Addition reactions of E-E and E-H bonds to triple bond of alkynes catalyzed by Pd, Pt, and Ni complexes (E=S, Se) // Pure. Appl. Chem. 2007. - Vol. 79. - No. 6. - p. 1041-1056.

49. M. Tanaka, Homogeneous Catalysis for H-P Bond Addition Reactions // Top. Curr. Chem. 2004. - Vol. 232. - p. 25-54.

50. J. Kanada, K. Yamashita, S. K. Nune, M. Tanaka, Pd-catalyzed addition-carbocyclization of a,co-diynes with H-P(0)R2 compounds // Tetrahedron Lett. 2009. - Vol. 50. - No. 45. - p. 6196-6199.

51. J.F. Reichwein, M.C. Patel, B.L. Pagenkopf, Rhodium-Catalyzed Regioselective Olefin Hydrophosphorylation // Org. Lett. 2001, - Vol. 3. - No. 26.-p. 4303-4306.

52. A.I. Kuramshin, A.A. Nikolaev, R.A. Cherkasov, Regio- and stereospecific hydrophosphorylation of phenylacetylene // Mendeleev Commun. -2005,- Vol. 15.-p. 155-156.

53. L.-B. Han, C. Zhang, H. Yazawa, S. Shimada, Efficient and Selective Nickel-Catalyzed Addition of H-P(O) and H-S Bonds to Alkynes // J. Am. Chem. Soc. 2004. - Vol. 126. - No. 16. - p. 5080-5081.

54. L.-B. Han, Y. Ono, S. Shimada, Palladium-Catalyzed Dehydrogenative Cis Double Phosphorylation of Alkynes with /f-Phosphonate Leading to (Z)-Bisphosphoryl- 1-alkene // J. Am. Chem. Soc. 2008. - Vol. 130. - No. 9. - p. 2752-2753.

55. L.-B. Han, Y. Ono, H. Yazawa, Nickel-Catalyzed Addition of P(0)-H Bonds to Propargyl Alcohols: One-Pot Generation of Phosphinoyl 1,3-Butadienes // Org. Lett. 2005. - Vol. 7. - No. 14. - p. 2909-2911.

56. L.-B. Han, N. Choi, M. Tanaka, Oxidative Addition of HP(0)Ph2 to Platinum(O) and Palladium(O) Complexes and Palladium-Catalyzed Regio- and Stereoselective Hydrophosphinylation of Alkynes // Organometallics. 1996. -Vol. 15.-No. 15.-p. 3259-3261.

57. L.-B. Han, R. Hua, M. Tanaka, Phosphinic Acid Induced Reversal of Regioselectivity in Pd-Catalyzed Hydrophosphinylation of Alkynes with Ph2P(0)H // Angew. Chem., Int. Ed. 1998. - Vol. 37. - No. 1-2. - p. 94-96.

58. L.-B. Han, Ch.-Q. Zhao, M. Tanaka, Rhodium-Catalyzed Regio- and Stereoselective Addition of Diphenylphosphine Oxide to Alkynes // J. Org. Chem. -2001.-Vol. 66.-No. 17.-p. 5929-5932.

59. R. Hua, M. Tanaka, Ruthenium-Catalyzed Addition Reaction of Diphenylphosphinic Acid to Terminal Alkynes: Regioselective Synthesis of Alkenyl Diphenylphosphinates // Chem. Lett. 1998. - Vol. 27. - No. 5. - p. 431.

60. A. Duraud, M. Toffano, J.-C. Fiaud, Regioselective Metal-Catalyzed Hydrophosphinylation of Alkynes: Synthesis of Enantiopure a- or ^-Substituted Vinylphosphane Oxides // Eur. J. Org. Chem. 2009. - No. 26. - p. 4400-4403.

61. J J. Stone, R.A. Stockland Jr, J.M. Reyes Jr, J. Kovach, C.C. Goodman, E.S. Tillman, Microwave-assisted solventless single and double addition of HP(0)Ph2 to alkynes // J. Mol. Catal. A. 2005. - Vol. 226. - No. 1. - p. 11-21.

62. S. Van Rooy, C. Cao, B.O. Patrick, A. Lam, J.A. Love, Alkyne hydrophosphinylation catalyzed by rhodium pyrazolylborate complexes // Inorg. Chim. Acta. 2006. - Vol. 359. - No. 9. - p. 2918-2923.

63. A. Allen Jr, L. Ma, W. Lin, Facile synthesis of chelating bisphosphine oxides and bisphosphines via palladium-catalyzed bishydrophosphinylation reactions // Tetrahedron Lett. 2002. - Vol. 43. - No. 20. - p. 3707-3710.

64. T. Mizuta, C. Miyaji, T. Katayama, J. Ushio, K. Kubo, K. Miyoshi, Bi-and Trinuclear Complexes of Group 4 Metal and Palladium Bridged by OPPh2

65. Groups: Synthesis and High Catalytic Activities in Double Hydrophosphinylation of 1-Octyne // Organometallics. 2009. - Vol. 28. - No. 2. - p. 539-546.

66. M. Niu, H. Fu, Y. Jiang, Y. Zhao, Copper-catalyzed addition of H-phosphine oxides to alkynes forming alkenylphosphine oxides // Chem. Commun. -2007.-p. 272-274.

67. S. Deprele, J.-L. Montchamp, Palladium-Catalyzed Hydrophosphinylation of Alkenes and Alkynes // J. Am. Chem. Soc. 2002. - Vol. 124. - No. 32.-p. 9386-9387.

68. P. Ribiere, K. Bravo-Altamirano, M.I. Antczak, J.D. Hawkins, J.-L. Montchamp, NiCl2-Catalyzed Hydrophosphinylation // J. Org. Chem. 2005. -Vol. 70. - No. 10. - p. 4064-4072.

69. K. Bravo-Altamirano, J.-L. Montchamp, A novel approach to phosphonic acids from hypophosphorous acid // Tetrahedron Lett. 2007. - Vol. 48.-No. 33.-p. 5755-5759.

70. S. Deprele, J.-L. Montchamp, Environmentally Benign Synthesis of H-Phosphinic Acids Using a Water-Tolerant, Recyclable Polymer-Supported Catalyst // Org. Lett. 2004. - Vol. 6. - No. 21. - p. 3805-3808.

71. L. Coudray, J.-L. Montchamp, Green, Palladium-Catalyzed Synthesis of Benzylic //-Phosphinates from Hypophosphorous Acid and Benzylic Alcohols // Eur. J. Org. Chem. 2008. - No. 24. - p. 4101-4103.

72. S.K. Nune, M. Tanaka, Palladium-catalysed regioselective addition reaction of ethyl phenylphosphinate with terminal acetylenes: ligand- and solvent-dependent regioselectivity // Chem. Commun. — 2007. p. 2858-2860.

73. M.R. Douglass, T.J. Marks, Organolanthanide-Catalyzed Intramolecular Hydrophosphination/Cyclization of Phosphinoalkenes and Phosphinoalkynes // J. Am. Chem. Soc. 2000. - Vol. 122.-No. 8.-p. 1824-1825.

74. M.A. Kazankova, I.V. Efimova, A.N. Kochetkov, V.V. Afanas'ev, I.P. Beletskaya, P.H. Dixneuf, New Approach to Vinylphosphines Based on Pd- and Ni- Catalyzed Diphenylphosphine Addition to Alkynes // Synlett. 2001. - No. 4.- p. 497-500.

75. K. Takaki, M. Takeda, G. Koshoji, T. Shishido, K. Takehira, Intermolecular hydrophosphination of alkynes and related carbon—carbon multiple bonds catalyzed by ytterbium-imine complexes // Tetrahedron Lett. — 2001. Vol. 42.-No. 36. - p. 6357-6360.

76. B. Join, D. Mimeau, O. Delacroix, A.-C. Gaumont, Pallado-catalysed hydrophosphination of alkynes: access to enantio-enriched P-stereogenic vinyl phosphine-boranes // Chem. Commun. — 2006. p. 3249-3251.

77. D. Mimeau, A.-C. Gaumont, Regio- and Stereoselective Hydrophosphination Reactions of Alkynes with Phosphine-Boranes: Access to Stereodefined Vinylphosphine Derivatives // J. Org. Chem. 2003. - Vol. 68, -No. 18.-p. 7016-7022.

78. D. Mimeau, O.Delacroix, A.-C. Gaumont, Regioselective uncatalysed hydrophosphination of alkenes: a facile route to P-alkylated phosphine derivatives // Chem. Commun. 2003. - p. 2928-2929.

79. F. Jérôme, F. Monnier, H. Lawicka, S. Dérien, P.H. Dixneuf, Ruthenium catalyzed regioselective hydrophosphination of propargyl alcohols // Chem. Commun. 2003. - p. 696-697.

80. A. Kondoh, H. Yorimitsu, K. Oshima, Copper-Catalyzed anti-Hydrophosphination Reaction of 1-Alkynylphosphines with Diphenylphosphine Providing (Z)-l,2-Diphosphino-l-alkenes II J. Am. Chem. Soc. 2007. - Vol. 129. -No. 13.-p. 4099-4104.

81. H. Ohmiya, H. Yorimitsu, K. Oshima, Cobalt-Catalyzed syn Hydrophosphination of Alkynes // Angew. Chem. Int. Ed. 2005. - Vol. 44. - No. 16.-p. 2368-2370.

82. M.R. Crimmin, A.G.M. Barret, M.S. Hill, P.B. Hitchcock, P.A. Procopiou, Calcium-Catalyzed Intermolecular Hydrophosphination // OrganometalIics. 2007. - Vol. 26. - No. 12. - p. 2953-2956.

83. V.P. Ananikov, D.A. Malyshev, I.P. Beletskaya, G.G. Aleksandrov, I.L. Eremenko, Nickel (II) Chloride-Catalyzed Regioselective Hydrothiolation of Alkynes // Adv. Synth. Catal.-2005.-Vol. 347.-No. 15.-p. 1993-2001.

84. P.W. Jolly, G.Wilke, The Organic Chemistry of Nickel // Academic Press, New York, 1974.

85. T. Masuda, F. Sanda, M. Shiotsuki, Polymerization of Acetylenes, in Comprehensive Organometallic Chemistry III, D.M.P. Mingos, R.H. Crabtree (Eds). 2007. - Vol. 11. - Elsevier Ltd., Oxford, p. 557 - 593.

86. P. S. Jarrett, P. J. Sadler, Nickel(II) bis(phosphine) complexes // Inorg. Chem. 1991. - Vol. 30. - No. 9. - p. 2098-2104.

87. J. Stawinski, A. Kraszewski, How To Get the Most Out of Two Phosphorus Chemistries. Studies on H-Phosphonates // Acc. Chem. Res. 2002. -Vol. 35. - No. 11. - p. 952-960.

88. J.-N. Li, L. Liu, Y. Fu, Q.-X. Guo, What are the pKa values of organophosphorus compounds? // Tetrahedron. 2006. - Vol. 62. - No. 18. - p. 4453-4462.

89. Purification of Laboratory Chemicals / D.D. Perrin et al. Oxford: Pergamon Press, 1966. - 362 p.

90. Органические растворители. Физические свойства и методы очистки / А. Вайсбергер и др.. М.: Иностранная литература, 1958. - 519 с.

91. L.M. Harwood, "Dry-column" Flash Chromatography // Aldrichimica Acta. 1985. - Vol. 18. - p. 25.

92. D.S. Pedersen, C. Rosenbohm, Dry Column Vacuum Chromatography // Synthesis. 2001. - Vol. 16. - p. 2431-2434.

93. NMR-Spektroskopie von Nichtmetallen / S. Berger und ande.. -Stuttgart: Georg Thieme Verlag, 1993. 205 s.

94. Gross J.H., Mass Spectrometry: A Textbook / J.H. Gross. Berlin: Springer, 2004.

95. A.D. Becke, Density-functional exchange-energy approximation with correct asymptotic behavior // Phys.Rev. A. 1988. - Vol. 38. - No. 6. - p. 30983100.

96. C. Lee, W. Yang, R. G. Parr, Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density // Phys.Rev. B. 1988. - Vol. 37. - No. 2. - p. 785-789.

97. A.D. Becke, Density functional thermochemistry. III. The role of exact exchange // J.Chem.Phys. - 1993. - Vol. 98. - No. 7. - p. 5648-5653.

98. P.J. Hay, W.R. Wadt., Ab initio effective core potentials for molecular calculations. Potentials for the transition metal atoms Sc to Hg // J. Chem. Phys. — 1985.-Vol. 82.-No. l.-p. 270-284.

99. P.J. Hay, W.R. Wadt., Ab initio effective core potentials for molecular calculations. Potentials for main group elements Na to Bi // J.Chem.Phys. 1985. -Vol. 82.-p. 284-299.

100. P.J. Hay, W.R. Wadt., Ab initio effective core potentials for molecular calculations. Potentials for K to Au including the outermost core orbitals // J. Chem. Phys.- 1985. -Vol. 82.-No. l.-p. 299-311.

101. T.H. Dunning Jr., P.J. Hay, in Modern Theoretical Chemistry, (Plenum, New York,) Ed. H. F. Schaefer III. 1976. - Vol. 3. - p. 1-28.

102. R. Ditchfield, W.J. Hehre, J.A. Pople, Self Consistent Molecul-ar -Orbital Methods. IX. An Extended Gaussian - Type Basis for Molecular - Orbital Studies of Organic Molecules II J.Chem.Phys. - 1971. - Vol. 54. - No. 2. - p. 724729.

103. W.J. Hehre, R. Ditchfield, J.A. Pople, Self-Consistent Molecular Orbital Methods. XII. Further Extensions of Gaussian-Type Basis Sets for Use in Molecular Orbital Studies of Organic Molecules // J. Chem. Phys. 1972. - Vol. 56.-No. 5.-p. 2257-2262.

104. C. Gonzalez, H. B. Schlegel, An improved algorithm for reaction path following // J. Chem. Phys. 1989. - Vol. 90. - No. 4. - p. 2154-2162.

105. G. Schaftenaar, J.H. Noordik, Molden: a pre- and post-processing program for molecular and electronic structures // J. Comput.-Aided Mol. Des. -2000. Vol. 14. - No. 2. - p. 123-134.

106. Allouche A.R., Gabedit a Graphical User Interface for computational chemistry packages, http://gabedit.sourceforge.net/

107. V.P. Ananikov, R. Szilagyi, K. Morokuma, D.G. Musaev, Can Steric Effects Induce the Mechanism Switch in the Rhodium-Catalyzed Imine Boration Reaction? A Density Functional and ONIOM Study // Organometallics. 2005. -Vol. 24. - No. 8. - p. 1938-1946.

108. V.P. Ananikov, D.G. Musaev, K. Morokuma, Theoretical Insight into the C—C Coupling Reactions of the Vinyl, Phenyl, Ethynyl, and Methyl Complexes of Palladium and Platinum // Organometallics. 2005. - Vol. 24. - No. 4. p. 715723.

109. V.P. Ananikov, D.G. Musaev, K. Morokuma, Vinyl-Vinyl Coupling on Late Transition Metals through C—C Reductive Elimination Mechanism. A Computational Study // J. Am. Chem. Soc. 2002. - Vol. 124. - No. 11. - p. 28392852.

110. V.P. Ananikov, D.G. Musaev, K. Morokuma, Real size of ligands, reactants and catalysts: Studies of structure, reactivity and selectivity by ONIOM and other hybrid computational approaches // J.Mol.Cat. A: Chem. 2010. - Vol. 324.-p. 104-119.

111. Sheldrick G.M., SADABS / G.M. Sheldrick. Madison: Bruker AXS Inc., 1997.

112. Sheldrick G.M., SHELXTL-97 Version 5.10 / G.M. Sheldrick. -Madison: Bruker AXS Inc., 1997.