Реакция 2,2,2-тригалогенарено-1,3,2-диоксафосфолов с алкилацетиленами. Синтез 4-алкилфосфакумаринов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.08 ВАК РФ

На правах рукописи

И04605442

Немтарев Андрей Владимирович

РЕАКЦИЯ 2,2,2-ТРИГАЛОГЕНАРЕНО-1,3,2-ДИОКСАФОСФОЛОВ С АЛКИЛАЦЕТИЛЕНАМИ. СИНТЕЗ 4-АЛКИЛФОСФАКУМАРИНОВ.

02.00.08 - Химия элемеитоорганических соединений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

? о ИЮН 2010

Казаиь-2010

004605442

Работа выполнена в лаборатории Фосфорсодержащих аналогов природных соединений Учреждения Российской академии наук Института органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор химических наук, член-корреспондент РАН, профессор Миронов Владимир Фёдорович

доктор химических наук, профессор Василевский Сергей Францевич

доктор химических наук, член-коррёспондент АН РТ, профессор Галкин Владимир Иванович

Учреждение Российской академии наук Институт элементоорганических соединений им. Д.Н. Несмеянова РАН

Защита состоится 9 июня'2010 г. в 14 часов 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 022'.005.01 'При Учреждении Российской академии наук Институте органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН по адресу: 420088. г. Казань, ул. Арбузова, 8, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Учреждения Российской академии наук Института органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН.

Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 420088, г. Казань, ул. Арбузова, 8, Учреждение Российской академии наук Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН и e-mail: mironov@iopc.ru

Автореферат разослан 29 апреля 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат химических наук — Р.Г.Муратова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одной из фундаментальных и одновременно прикладных задач современной фосфорной химии является селективное образование связи фосфор-углерод, включенной в состав молекул со сложной трехмерной ар-хтектурой, поскольку в течение ряда последних лет именно они нашли широкое применение в качестве малых молекулярных зондов для понимания функций белков. Важность включения фосфорных фрагментов обусловлена несколькими причинами: во-первых, фосфор является одним из биогенных элементов и выполняет важные функции в живом организме, во-вторых, фосфор-углеродная связь достаточно устойчива к энзиматическому расщеплению, что создает благоприятные предпосылки для длительного существования в биологических средах. Необходимо также учитывать, что в качестве моделей для изучения биологических процессов часто выступают не «большие», а «малые» молекулы, успешно используемые в качестве химических зондов для исследования лиганд-протеин-взаимодействий и в качестве модуляторов протеин-протеин-взаимодействий; поэтому получение малых молекул, подобных природным соединениям, и отличающихся скелетным разнообразием, структурной сложностью, богатыми стереогенными функциональными группами является одним из приоритетных направлений органического синтеза. Одно из актуальных направлений химии элементоорганических соединений - каскадные реакции, поскольку они экономят материальные и временные ресурсы, позволяя получать молекулы, труднодоступные для синтеза другими путями, через ряд последовательных внутри(меж)молекулярных перегруппировок или трансформаций под воздействием сторонних реагентов в одном реакторе без выделения промежуточных соединений. В химии фосфорорганических соединений также ест ь примеры каскадных процессов, например трехкомпонентная реакция Кабачника-Филдса и др. К разряду каскадных можно отнести реакцию бензо-1,3,2-диоксафос-форин-4-онов с соединениями, содержащими активированные кратные связи (гек-сафторацетон, хлораль и др.), приводящую к бензо[/]-1,3,2-диокса- и бензо[/)-1.4.2-диоксафосфепинам, в которой первый каскад начинается с хелетропной реакции фосфита и молекулы хлораля (гексафторацетона), после чего следует серия внутримолекулярных трансформаций, результатом которых является расширение шес-тичленного фосфоринового цикла до семичленного фосфепинового. В качестве другого примера можно привести недавно обнаруженную реакцию бензо-¡.3.2-диоксафосфолов с монозамещенными арилацетиленами, которая с высокой степенью селективности приводит через ряд промежуточных стадий к образованию 4-арилбензо[е]-1,2-оксафосфоринов - фосфорных аналогов природных а- и у-пиро-нов, обладающих высокой физиологической активностью.

Цслыо работы является: 1) разработка метода синтеза 1,2-оксафосфорин~2-оксидов, содержащих алифатические заместители в 4-положении гетероцикла. на основе реакции 2,2,2-тригалогенбензо-1,3,2-диоксафосфолов с терминальными ал-килацетиленами; 2) изучение влияния природы заместителей в ароматическом кольце и при атоме фосфора, различных по своим электронным и пространственным характеристикам, на региохимшо реакции; 3) выявление закономерностей влияния физико-химических факторов на синтетический результат.

Научная новизна работы состоит в том, что в реакцию с Р,Р,Р-тригалоген-бензо-1.3,2-диоксафосфолами впервые вовлечены терминальные ацетилены алифатического ряда, что позволило разработать метод получения 4-алкилбензо-1,2-окса-

фосфоринов (4-алкилфосфакумаринов). В ходе реакции осуществляется последовательность каскадных процессов, включающих образование спязи фосфор -углерод, ипсо-замещение атома кислорода на углерод и галогенирование аренового фрагмента. При этом продемонстрировано, что галогенирование аренового фрагмента фосфакумаринов существенно зависит от природы галогена при атоме фосфора: при введении к фосфору акцепторного фтора происходит падение общей селективности реакции и образование 6-, 7-, и 8-галогенсодержащих соединений. Впервые показана возможность термической перегруппировки 4-алкил-2-фторбензо[е]-1,2-оксафосфоринов в 4-алкилиден-2-фтор-3-гидробензо[е]-1,2-оксафосфорины. На бензодиоксафосфолах, содержащих донорные и акцепторные заместители в фени-леновом фрагменте, выявлена зависимость региохимии процессов готсо-замешения атома кислорода в диоксафосфоленовом фрагменте и галогенирования аренового фрагмента оксафосфоринов от электронного влияния заместителей. Показано, что донорные заместители вне зависимости от их положения слабо влияют на региосе-лективность галогенирования, в то время как акцепторные существенно ее изменяют. При этом. от/;ет-бутильные группы в ароматическом кольце бензодиокса-фосфолов подвергаются ипсо-замещению на галоген как в 6-, так и 8-положениях. На примере нафто[2.3ч/]-1,3,2-диоксафосфола впервые показано, что галогениро-ванию способны подвергаться разные кольца нафталинового фрагмента.

Впервые изучено влияния природы амина, как третьего компонента, в реакции 2,2.2-трихлорбензо-1,3,2-диоксафосфола с ацетиленами и показано, что пиридин, образующий с фосфолами наиболее устойчивые и стабильные гексакоордини-рованные производные, позволяет значительно повысить селективность процесса галогенирования аренового фрагмента оксафосфоринов. Впервые изучено влияние физико-химических факторов на реакцию 2,2,2-тригадогенбензо-1,3,2-диоксафос-фолов с терминальными ацетиленами: природы растворителя и степени разбавления реакционной среды. В случае Р-бромфосфолов при разбавлении выявлена тенденция снижения содержания негадогенированного бензо[е]-1,2-оксафосфоршт в реакционной смеси и повышения содержания 6-бромбензо[е]-1,2-оксафосфорина.

Практическая значимость работы заключается в разработке препаративно удобного метода синтеза 4-алкилфосфакумаринов - Р-аналогов природных гетеро-цнклов кумарлнов, а-хроменов, неофлавонов на основе реакции Р.Р.Р-тригалоген-бензо-1,3,2-диоксафосфолов с ацетиленами, выявлении влияния заместителей на региохимию процесса, позволяющего прогнозировать синтетический результат реакции и в определенной степени управлять процессом. Фосфакумарины, полученные в этой работе, обладают низкой токсичностью и перспективны для дальнейшего исследования биологических свойств; к настоящему времени выявлены и описаны в литературе цитостатическая активность, ингибирование ВИЧ-иротеазы, и ряд других свойств. Предприняты также попытки изучения поверхностно-активных свойств 4-алкилбензо[е]-1,2-оксафосфоринов жирного ряда и выявлены высокие показатели, в частности, критические концентрации мицеллообразования некоторых фосфоринов оказались ниже общепринятых стандартов, что потенциально позволяет применять подобные фосфакумарины в качестве эффективных ПАВ.

Апробация работы и публикации. Материалы работы докладывались и обсуждались на XIV, XV Международных конференциях по химии фосфорных соединений (Казань, 2005; С-Петербург, 2008), УШ-ХП Молодежных научных шко-лах-конференниях по органической химии (Казань, 2005; Москва, 2006: Уфа, 2007; Екатеринбург, 2008; Суздаль, 2009), У1-1Х Научных конференциях молодых уче-

ных, аспирантов и сту дентов научно-образовательного центра КГУ «Материалы и технологии XXI века» (Казань, 2006-2009). 7 Всероссийской конференции «Химия фтора» (Москва, 2006), XVIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Москва, 2007), Международной конференции «Новые направления в химии гетероциклических соединений» (Кисловодск, 2009), Всероссийской молодежной конференции-школе «Идеи и наследие Д.Е. Фаворского в органической и металло-рганической химии XXI века» (Санкт-Петербург, 2010). По материалам работы опубликовано 10 статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ (07-03-00180, 10-0300525). Работа входит в г/б темы «Разработка новых регио- и стереоселекгивных методов фосфорилирования синтетических и природных соединений с целью получения фосфорэлементосодержаших кольчатых и каркасных структур» (№ гос. регистр. 0120.0503490, 2006-2007 г.), «Научные основы и технологические аспекты получения новых практически важных фосфорорганических соединений и материалов на их основе» (2008-2009 г. № гос. регистр. 0120.0803971) Учреждения Российской академии наук Института органической и физической химии Казанского научного центра РАН им. А.Е. Арбузова.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 219 стр.. содержит 1 таблицу, 36 рисунков и состоит из введения, 3 глав, выводов и приложения. Список цитируемой литературы содержит 177 наименований. Первая глава представляет собой литературный обзор на тему «Синтез и химические свойства производных арено-1,2-гетерофосфоринов», в котором систематизированы методы получения 1,2-гетерофосфоринов, а также их бензо- и дибензопроизводных. Кроме этого, приведены некоторые химические свойства фосфоринов, затрагивающие как гетероциклическую систему, так и аннелированные фрагменты. Вторая глава посвящена обсуждению полученных результатов, в третьей главе описаны методики проведения экспериментов и спектральные характеристики синтезированных веществ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Бензооксафосфорины являются перспективными соединениями, как с точки зрения эксплуатационных качеств, так и с точки зрения их физиологической активности, поэтому поиск новых селективных методов формирования оксафосфорино-вой системы является в настоящее время одной из актуальных задач химии фосфорорганических соединений. Включение фосфориновых фрагментов в полимерные композиции придает им свойства пластичности и негорючести, что в совокупности с биодеградационными качествами может служить подходом к экологически безопасным полимерам. Одним из удобных способов получения 1,2-оксафосфоринов, аннелированных с ароматическими циклами, является реакция производных 2,2,2-фигалогенбензо-1,3,2-диоксафосфолов с ацетиленами.

1. Реакции 2,2,2-тригалогеибс1По-1,3,2-диоксафосфолов с терминальными ал-

килацетиленами.

Нами впервые обнаружено, что в реакцию с бензофосфолами наряду с арид-ацетиленами могут вступать и менее реакционноспособные алкилацетилены, также приводя к образованию бензооксафоефориков. Реакция трихлорфосфола (1) с терминальными алкилацетиленами уже при комнатной температуре проходит за не-

сколько минут с сильным экзоэффектом. В ходе реакции происходит интенсивное выделение HCl, который частично улавливается избытком ацетилена. Фосфоринам (2-4) в спектре ЯМР 3|Р-{'Л} соответствуют сигналы в области, характерной для фосфонатов (оР 17-19 м.д„ \7рсн 23.1-23.7 Гц). Точное приписание структур было сделано на основании детального анализа спектров ЯМР 3С. ЬС-{'Н}.

CI

0>

СН2С12,20°С а4

1

о.р^о CU7

ЧС1 +

(2):(3):(4) = 7.0:2.5:l(R = C8Hi7) R= С3Н7(а); C4H9(b); С5Нц(с); C6Hi3(d); C8IIi7(e); С10Н21(О; Ci2H25(g)

O^O Br. Br +

7 8

(6): (7): (8) = 3.8 : 1.9 : 1 (R = C4H9) R = C3H7 (a); C4II9 (b); C6H13 (d)

Трибромфосфол (5) реагирует с алкилацетиленами с образованием трех бромфосфоринов: незамещенного в фениленовом фрагменте соединения (6), которое является преимущественным, а также двух бронированных производных - соединения (7) (6-Вг) и соединения (8) (7-Вг). Сигналы продуктов реакции в спектре ЯМР 31Р-{'Н} проявляются в более сильных полях (5Р 5 м. д.) по сравнению с сигналами хлорфосфоринов. Преимущественное образование незамещенного соединения (6) можно объяснить меньшей склонностью брома к миграции в фенилено-вый фрагмент. Образование 8-бромзамещенного оксафосфоринина не происходит, возможно, из-за пространственных затруднений при атаке брома в это положение.

Лабильность связи P-CJ и устойчивость фосфоринового цикла к гидролизу и аминолизу позволяет получать на основе хлорфосфоринов устойчивые фосфоновые кислоты (912), эфиры (13) и амиды (14) циклического строения. Из кислот были также получены аммониевые соли (15-18). Из кислоты (9g) обработкой KaiCOj. триэтидамином и цетилами-ном, были получены натриевая-, триэгиламмониевая- и цетиламмо-ниевая соли. Строение всех полученных соединений было доказано на основании спектральных данных, а геометрия соединений (9g) и (18а) была определена методом РСА (на

t(6)c|(6)

С(14)

Рис. 1. Геометрия молекулы (18а) в кристалле.

рис. 1 приведена структу ра соли 18а).

R', R" = С1, ОН (9a-g); It, ОН (lib); Br, ОН (12а-с);

- +

CI, OEt (13а); CI, NlIBu-f (14а); СЦ О NUjPr-/ (15а); _ + _ +

R С1, О NHjC|6Il33 (16а); CI, О NH3Bu-/(17а);

9 11-1Х - +

* С1,0NEtj(18а,g) 10b,f

Чтобы оценить влияние заместителей при атоме фосфора на галогенирова-ние оксафосфоринов в реакцию с алкилацетиленами были вовлечены фтордигало-генфосфолы (19,20). Оказалось, что введение атома фтора к фосфору не изменяет направления реакции, которая также приводит к образованию исключительно бен-зооксафосфоринов. В реакции с фосфолом (19) возникают 6-С1, 7-С1- и 8-С1-замс-щенные изомеры (21-23). В отличие от аналогичной реакции трихлорфосфола с алкилацетиленами, преобладающим минорным направлением становится образование 7-С1-замешенных производных (22). При перегонке смеси соединений в условиях высокой температуры происходит аллильный сдвиг протона от атома С4 к атому CJ с образованием соединения (24), содержание которого увеличивается при длительном нагревании (230 °С) с 5% до 25%. Гидролизом в чистом виде были вы-

делены фосфоновые кислоты (9Ь,с) (50-70 спектральным и методами.

„О

структура которых была доказана

0>с|

Ч^-о ei

19

R = С3Н7(Ь); С4Н9(с)

24 R 9b,c R

Во взаимодействие с алкилацетиленами легко вступает и фтордибромфосфол (20). При этом получаются четыре фосфорина (25-28). В отличие от предыдущих реакций здесь наблюдается снижение региоселективности бромирования фениле-нового фрагмента, и наряду с бромсодержащими производными (25. 27. 28), образуется небромированное производное (26). Преимущественное образование 6-Вг-

фосфорина (25) можно объяснить повышением активности ароматического кольца

к нуклеофильной атаке за счет введения электроотрицательного атома фтора. Фос-форин (28), не образующийся в аналогичной реакции алкилацетиленов с трибром-фосфолом (5). идентифицирован по характерному высокопольному сигналу С8 в

спектре ЯМР ЬС (5С 113.3-113.5 м.д., д. д, 3JPütc8 8.4, Vhc'cc8 6.8). Следует отметить, чго в реакциях фторсодержащих фосфолов с алкилацетиленами не происходит миграции фтора в ароматическое кольцо. При высокотемпературной перегонке

(-200 °С) также частично происходит аллильный сдвиг протона от С9 к С* с обра-

зованием соединений (29-30), присутствие которых четко усматривается из спектра

ЯМР 31Р. На рис. 2 приведен спектр ЯМР 3,Р одной из высококипящих фракций -

смеси соединений (25-30). После гидролиза б чистом виде были выделены кислоты (12Ь,с).

R = СзН7(Ь); С4Н9(с) (25): (26): (27): (28) = 6 : 4 : 1 : 0.2 (Я = C3II7)

(25)

Д. д

Рис. 2. Спектр ЯМР -"'р (162.0 МГц. CDClj) смеси фосфорииоц (25-30) после фракционирования.

2. Реакция алкилзамешенных Р,Р,Р-тригалогсибензо-1,3,2-диоксафосфолов с

алкилацетиленами.

. . t

4-Метил-2,2,2-трихлорбензо-1,3,2-дИоксафосфол (31), содержащий донор-ный заместитель в ерто-положениии к одному из кислородов. реагирует с алкилацетиленами с невысокой селективностью как iwco-замешения кислорода, так и хлорирования метилфениленового фрагмента: образуются пять фосфоринов (3438), основным из которых является соединение (34) с локализацией метальной группы при С8, а хлора - при Cl В небольшом количестве образуются также ог-крытоиепньТе формы — хиноидные винилфосфонаты (32, 33), которые при нагревании циклизуются в соответствующие фосфорины (34, 35). Относительное положение заместителей в бензофрагменте соединений (34-38) определено методом ЯМР |3С и 'Н. Присутствие одного пика молекулярного иона (от/г 305, СцН^СТ'^СЬР) и картина в низкопольной части спектра ЯМР Н, характерная для тетразамещенных

производных бензола, доказывают хлорирование всех изомеров. По мультиплетно-сти сигналов ядер С4". С8 и С8а однозначно приписаны указанные структуры (3438). Так. локализация метмльной группы при С8 (соединения 34, 37) подтверждается мультиплетностью и сдвигом резонансного сигнала С8 в слабые поля (6С 129-131 м.д.); мультиплетность сигнала С8 в соединениях (35) (д. д, 1/цс8. "7р0с«ч'8) и (36) (д. д. д, 'Уне», "1/рос8ас8,3-/нсбсс«) такова, что можно однозначно указать на хлорирование этих изомеров в шестое и седьмое положения. После гидролиза в чистом виде были выделены 4-алкил-2-гидрокси-8-метил-6-хлорбензо[е]- 1,2-оксафосфорин-2-оксиды (39Ь,с), полученные из соединений (36).

РС1з +

-R

JCH2CI2 R = С4И9 (Ь); C5II11 (с)

С1 +

Me R 33

Me

34

Civ

+ 7|

Me R

36 37 38

Трибромфосфол (41) также взаимодействует с алмшацетиленами с невысокой репюселективностью: образуются шесть 2-бромбензофосфоринов (42-47). Тенденции, обнаруженные ранее (меньшая склонность брома к миграции в ароматическое кольцо и преобладание процессов галогенофильной атаки брома у атома фосфора) сохраняются, поэтому основным продуктом является не замещенный в фениленовом кольце фосфорин (42).

О

—R

4|

Me

РВг3 -О СН2С12

41

R = С4Н9 (b), С5Н1КО Вг.

(43): (44): (45): (46): (47): (48) = 3.5 : 2.85 : 2.7 : 1.95 : 1.5 : 1 (R = С5Н,,)

В масс-спектре присутствуют пики двух типов молекулярных ионов, отвечающих брутго-формулам C|3Hi6BrChP и С13Н15ВГ2О2Р, что свидетельствует о присутствии как бромироваииых, так и не бронированных фосфоринов. причем все они содержат метальную группу. В спектре ЯМР 'Н наблюдается картина, характерная для 1,2,3-тризамещенных бензолов и соответствующая соединениям (42. 47). Локализация метальной группы при С8 соединений (45-47) определяется по положению сигналов С8 в спектре ЯМР ЬС-('Н} (5с 128-132 м.д.) и присутствию дополнительной константы ССВ от протонов метальной группы. Отсутствие в спектре ЯМР 13С вицинальной константы от протона при С6 в мультиплетах сигналов С соединений 43, 46) указывает на бромирование этих изомеров в шестое положение.

Введение пространственно объемной /ирети-бугильной группы в фосфолы (48.49) не создает препятствий образованию фосфоринов, несколько снижая регио-селективность процесса. Методами ЯМР jlP, 'Н, |3С и масс-спектроскопии ЭУ показано.'что в реакции трихлорфосфола (48) образуются три изомерных фосфорина (50-52). содержащие трет-бутильную группу при С6 или С7 и агомы хлора в различных положениях, а также продукт иясо-замешения трет-бутяыюй группы (53). Основным является 7-г-Ви-6-С1-замешенный фосфорин (50); сигнал С8 в спектре ЯМР L,C этого соединения проявляется как д. д (',/цс8- 3Лосс8). а сигнал С8° как д. д. д ("УроС8о, J7HcsccSa' "^нс8с8а). что согласуется с присутствием заместителей при С6 и С7. Анализ спектров ЯМР !Н. 13С показывает, что в качестве минорных соединений образуются 7-f-Bu-8-Cl- и 6-/-Ви-8-С1-заме1Ценные соединения (51, 52). Обработкой водой с последующей кристаллизацией удалось выделить 4-алкил-6-треот-бутал-2-гидрокси-8-хлорбензо[е]-1,2-оксафосфорнн-2-оксиды (54Ь,с) - продукты гидролиза соединений (52Ь,с).

-R

1 х = а

|СЛ12С12

,о "

48 (X =' С1)

49 (X = Вг)

Г! -R

СН2С12 X = Вг

R= С3Н7 (а), С4Н9 (b), С5Н11 (с) (50): (51): (52): (53) = 3.5 : 1 : 1.07 :1.5 (R = С3Н7)

55

56

(55): (56) = 2.86 : 1 (К = С4Н9) = С4Н9 (Ь), С5Щ1 (с)

Реакция трибромфосфола (49) с алкилацетиленами по селективности ипсо-замещения атома кислорода близка к таковой для фосфола (48). Замена атома хлора при фосфоре на менее электроотрицательный атом брома не оказывает существенного влияния на протекание этого процесса. Методами ЯМР ^Р, 'Н, ЬС и масс-спектрометрии ЭУ установлено^.что образуются два фосфорина (55,56) с различной локализацией трет-бутильной группы (при С6 и С7), что было определено по

мультиилетности сигналов в спектре ЯМР ЬС (д. д. д, С5", '^нс8, 'ЖоссК ^цсйсс8) 'Уне8, '¿росс*) (56). Обработкой водой и дробной кристаллизацией были выделены 4-алкил-7-шре/п-бутил-2-гидрок-сибензо[е)-1,2-оксафосфорин-2-оксиды (57Ь.с) - продукты гидролиза соединений (55 Ь.с). Из-за меньшей склонности брома к миграции в ароматическое кольцо, а также из-за пространственных затруднений, которые создает трет-бутильная группа, образование бромированных в бензофрагменте фосфоринов не происходит. На рис. 3 приведена геометрия одного из выделенных соединений (57Ь).

Рис. 3. Геометрия молекулы (57Ь) в кристалле.

-я»

(55), (д. д. С4а, д. д. д, Си

С(15

3. Реакции аи(тре/и-бутил)-2,2,2-тригалогеибензо-1,3,2-диоксафосфолов с алкилацстиленами.

Две шрет-бутильные группы в фениленовом фрагменте бензофосфола (58) не препятствуют не только образованию оксафосфоринов в реакции с алкилацети-ленами, но и хлорированию фениленового фрагмента. В результате образуются три соединения (52,59,60) (15, 70 и 15 %, Я = С4Н9; 14, 62 и 24 %, Л ='С5Нц), два из которых - продукты «ясо-замешения одной из мре/л-бутильных групп при С6 и С8 (52,59), что доказано методами ЯМР и масс-спектрометрии ЭУ. В спектре ЯМР ''С-{'Н} смеси фосфоринов (52,59,60), углерод С'' соединений проявляется в виде дублета 5С 113-114 м.д. с характерной константой ССВ от фосфора 15 7-163 Гц.

РСИ о" СИ2С)2

К = С4Н9(Ь),С5Ни(с)

В качестве минорного процесса реализуется необычное введение атома хлора к достаточно стерически экранированному углероду С5. Необходимо отметить высокую селективность данной реакции в плане ипсо-замещения атома кислорода -в мета-положение по отношению к обеим трет-бутильным группам. Гидролизом с последующей дробной кристаллизацией из эфира в чистом виде были выделены циклические фосфоновые кислоты - 4-алкил-6-трет-бутил-8-хлор- (54Ь,с) и 4-алкм-6-/лрет-бутил-6-хлорбензо[е]-1,2-оксафосфорин-2-оксиды (61Ь,с).

Ди(«реиг-бутил)трибромфосфол (62) реагирует с пентином-1 с образованием 2,6-дибром-8-/ярет-бутил-4-пропилбензо[е]-1,2-оксафосфорин-2-оксида (63) и 2-бром-5.7-ди(/ире/я-бутил)-4-пропилбензо[е]-1,2-оксафосфорин-2-окснда (64) в соотношении 2.5:1. В отличие от аналогичной реакции ди(/?грелг-бугил)трихлор-фосфола (58) с терминальными ацетиленами, обращает на себя внимание снижение

селективности г<яа?-замешепия атома кислорода, которое в .минорном продукте (64) реализуется в бр/яо-положение к одной из трет-бутильных групп. Возможно, это связано с нивелированием электронной плотности вблизи углеродов С0'1 и С7а в трибромфосфоле (62) по сравнению с соединением (58).

(63): (64) = 2.7 : 1

Симметрично замещенный ди(трет-бушд)трихлорфосфол (65). несмотря на сильное экранирование атомов кислорода и фосфора, легко взаимодействует с ал-килацетиленами, приводя к образованию двух фосфоринов (66,67) в соотношении 9:1. В спектре ЯМР 'Н соединению (67) соответствует характерный АВ-квадруплет протонов Н и Н7, при этом протон Н7 резонирует в более слабых полях, чем Н6. Строение соединений (66Ь.с1) было установлено методом РСА. Конформация гете-роцикла обеих молекул - искаженная несимметричная ванна с аксиальным расположением хлора и экваториальным - кислорода фосфорилыюй группы (рис. 4.5). Обработкой хлорфосфоринов (66Ь,с1) трет-бугт&ттш были получены 4-алкил-2-т/)ел;-бутиламино-5,8-ди(т/зт-бутил)-6-хлорбензо[е]-1.2-оксафосфорин-2-оксиды (68Ь,11).

,о

РС1з

С1ЬС12,20 °С

65

К = С4Н<, (Ь), С6Н,3({))

(66): (67) = 9: 1 (И = С4119)

Рис. 4. Геометрия молекулы (66Ь) в кри- р„с. 5. Геометрия молекулы (66(1) в кристалле. сталле.

4. Реакция 4- и 5-хлоркарбонил-2,2,2-трихлорбе113о-1,3,2-диоксафосфолов с алкилацстилсиами.

С целью исследования влияния акцепторных заместителей в ароматическом кольце бензодиоксафосфола на синтетический результат реакции с алкилацетиле-нами было изучено взаимодействие 2,2.2-трихлор-5-хлоркарбонилбензо-1.3.2-диоксафосфола (69) с текстом-1 и гептаном-1. Методом ЯМР 'С, 'Н были идентифицированы четыре фосфорина (70-73) и продукт аллильного сдвига протона (74).

(70): (71): (72): (73) : (74) = 48.6 : 2.8 : 1.3 : 1 : 6.2 (R = C3II7)

CII2CI2

R = C3II7 (b); С4Н9 (с)

Основным продуктом реакции является необычный в плане расположения хлора 5-С1-6-С1С(0)-замещенный оксафосфорин (70), в спектре ЯМР 'Н которого в области ароматических протонов проявляется характерная Лб-система (Н7 и Н8). Обработкой смеси соединений «/>ет-бутиламином с последующей дробной кристаллизацией из водного ацетона были выделены 4-алкил-2-/я/?г/я-бутиламтю-6-т/7гш-бутиламинокарбонил-5-хлорбензо|1е]-1,2-оксафосфорин-2-оксиды (75Ь,с).

Наличие акцепторной хлоркарбонильной группы в 4-положении беизофос-фола (76) не изменяет основного направления реакции - образуются три оксафос-форина (77-79) с соотношением 47, 32 и 21 %. преобладающим из которых является 4-алкил-2.6-дихлор-8-хлоркарбоиидбснзо[е]-1,2-оксафосфорик-2-оксид (77).

С(0)С1 С(0)С1

РС1з О' СН2С12

78

(77): (78): (79) = 2.3 : 1.6 : 1

В масс-спектре ЭУ смеси фосфоринов (77-79) имеется один пик молекуляр-

ного иона с miz 352 [CijHiiCl'^jOjP]"1"', что свидетельствует о хлорировании в бен-

зо-фрагмент всех фосфориновых продуктов. Расположение хлора в соединениях

(77-79) было установлено по величинам химических сдвигов и мультиплетносги

сигналов С8 (д. д, Vpoc&rt 2Лк7с8) и С8а (д. д. д, 2У,.0сЧ 3JHc7cc4 VHc7ccs») С77), С8

(д. д. д, 'juc8. V,,ос-Ч'8. 2Л|с7с«) и с.89 (д. Д. д, Vroc«», ЪнсЧх*, Vhc«c«») (78). С8 (д. д,

VpOC48- :ЛсЧс-8) И С8:' (д. д. VpocSa. V»tóсс8а) (79).

Таким образом, наличие акцепторной хлоркарбонильной группы в бензоди-океафосфоле в реакциях с алкилацетиленами ориентирует ипсо-замещение атома кислорода в л!ешо-иоложение к акцептору, при этом преобладающим направлением является хлорирование в 6-положение бензооксафосфориновой системы.

5. Реакция галогеизамешенных Р,Р,Р-тригалогенбензо-1,3,2-фосфолов с алкилацетиленами.

Исследование влияния атомов галогена в фениленовом кольце имеет особое значение, поскольку галогены являются ориентантами 1 рода и практически не активируют ароматическое кольцо к реакции электрофильного замещения. Реакция 5-С1-замещенного фосфола (80) с терминальными алкилацетиленами проходит неселективно и приводит к образованию пяти хлорфосфоринов (81-85) в соотношении 31, 22, 22, 16 и 9 %, кроме этого образуются также открытоцепные винилфос-фонаты, содержание которых в реакционной смеси 12 %. Структура образующихся соединений была установлена на основании данных ЯМР ЬС.

Яисо-замещение атома кислорода осуществляется преимущественно в мета-положение к атому хлора в фениленовом фрагменте фосфола (80).

Реакция 5-бромфосфола (86) с алкилацетиленами приводит к образованию четырех фосфоринов (87-90) в соотношении 27, 27, 25 и 21 %; кроме того, среди продуктов присутствуют открытоцепные хиноидные винилфосфонаты (4 %, бР 25.7 м.дл2Лс3н 27-30 Гц). Строение фосфоринов (87-90) было доказано методом ЯМР 'Н. ЬС, ' 'С-{1II} с использованием аддитивных расчетов химических сдвигов.

5,6-Дигалогенофосфолы (91,92) в реакциях с алкилацетиленами приводят к образованию трех (в случае фосфола 91) и пяти (в случае фосфола 92) бензоокса-фосфоринов, строение которых установлено методами ЯМР 'Н, 13С, 3|Р; при интерпретации спектров ЯМР 'Н, 13С учитывали параметры выделенных соединений (93,96), модельных соединений, а также расчеты химических сдвигов по аддитивной схеме. Соотношение соединений (93-95) составляет 51, 26 и 23 %, а соедине-

шш (97-100) - 23. 22, 20. 18 и 17 %. соответственно. В реакции 5,6-дибромфосфола (91) с гексином-1 преобладающим является оксафосфорин (93), в котором реализуется мясо-замещение одного из атомов брома в ароматическом кольце на хлор. Другие направления реакции включают хлорирование фениленового фрагмента у С (соединение 94) и г^со-замещение брома при С7 (соединение 95).

а

Вг 7Л О . ,0 Г|

(93): (94): (95) = 2.2 : 1.1 : 1

5к 1 /С,Э

91 (X1 = X2 = Вг) 92 (X1 = Вг; X2 = С1)

(96): (97): (98): (99): (100) = = 1.35:1.29: 1.17:1.06:1

О

б!

Реакция 5-бром-2,2.2,6-тетрахлорбензо-1,3,2-диоксафосфола (92) с алкилане-гилена.ми интересна с точки зрения влияния различных галогенов на процесс ипсо-замещения атома кислорода, который, как оказалось в данном случае, не избирателен, и приводит к образованию продуктов ,ме«а-замещения кислорода как относительно С1, так и Вг (96-100). Наряду с последними, в реакционной смеси обнаружены также винилфосфоиаты хиноидного типа (~ 11 %), которые подвержены достаточно легкой термической циклизации в соответствующие фосфорины. Основными продуктами в примерно равных количествах являются соединения (96, 97).

Интересным объектом для использования в реакции с алкилацетиденами является 2.2,2,4,5,6.7-гептахлорбензо-1,3,2-диоксафосфол (101), в котором имеются атомы хлора в ор/ло-положениях к атомам кислорода. Среди продуктов реакции с гексином-1 присутствует оксафосфорин (102) (8,. 16.5 м.д., 2УРсн 25.3 Гц) и винилфосфоиаты хиноидного типа (103) в виде цис- (5Р 24.7. д 1/цсг 33.9 Гц) и трстс-изомеров (5р 25.2, д "^ср 32.3 Гц), которые при нагревании претерпевают внутримолекулярную циклизацию в соединение (102). Кроме того, в ходе реакции час-

тично реализуется классическое электрофильное присоединение фосфорана (101) по кратной связи ацетилена с образование;и производного Р(У) (104) (5Р --13.9, л "Унср 5^-5 Гц). Соотношение соединений (102-104) в реакционной смеси составляет 5.1:3.5:1.

CH2CI2, 20°С R = С4Н9

-R

CH2Cl2,20°C С1 R = C4II9

(102): (103): (104) = R =5.1:3.5:1

С1 С1 104

6. Реакция 2,2,2-трихлорнафто[2,3-г/]-1,3,2-диоксафосфола с алкилацетиленами.

В контексте изучения реакции тригалогенфосфолов с алкилацетиленами было целесообразно вовлечение других ареновых систем, которые могут обладать полезными физико-химическими и физиологическими свойствами. Ограничением данного метода является нестабильность ряда Р,Р,Р-тригалогенренофосфолов. В связи с этим интересно рассмотреть реакцию устойчивого 2,2,2-трихлорнафто[2,3-с/]-1,3.2-диоксафосфола (105) с гексином-1, которая, как оказалось, приводит к двум фосфоринам (106. 107) (-1:1). При этом необычно то, что хлорированию подвергаются оба аннелированных бензольных кольца 1,2-оксафосфаантраценовой системы в 7-е или 10-е положения.

—R

PCU-»■

Q' CII2CI2,20°С

- [НС1] U = С4Н9

(106): (107)

Структура соединений (106. 107) однозначно установлена методами ЯМР JC, Н и масс-епектрометрии ЭУ. В масс-спектре ЭУ присутствует только один пик молекулярного иона с miz 340 [С^Н^СРгОгРГ*. что согласуется с хлорированием обоих соединений. Региохимия хлорирования определена исходя из данных ЯМР "'С. JC-{ Н}, а также двумерных корреляций НМВС и HCQS.

7. Реакции гексакоординированных производных Р(У1) с алкилацетиленами.

Гексакоординированные производные атома фосфора также способны взаимодействовать с алкилацетиленами, хотя время реакции значительно увеличивается (ло нескольких недель). При этом возрастает селективность образования лого или иного региоизомерного фосфорина в зависимости от природы производного Р(\Т). Так, фосфорат нейтрального типа (108), полученный реакцией трихлорфос-фола (1) с пиридином, приводит к преимущественному (90 %) образованию хлор-фосфорина, хлорированного в поро-положение к эндоциклическому атому кислорода (соединение 2); в качестве минорного соединения присутствует также продует ертгго-галогенирования (3) (~ 9 %).

Г^Т°>а3 ЧЛо'( Ру 108

-И

Я = С4Н9 -РуНС!

(2): (3) = 10.1 :1

Соединения (2, 3) выделены в виде соответствующих 2-гид-роксиироизводных (9Ь, 10Ь). Обработкой кислоты (10Ь) окисью кальция была получена соль (109), структура которой определена методом РСА (на рис. 6 показана геометрия молекулы в кристалле). Атом кальция имеет октаэдрическую конфигурацию, в которой ли-гандами являются 6 молекул фосфорина (10Ь). В кристаллическую ячейку также входит кристаллизационная вода (две молекулы).

Для выяснения влияния природы основания на протекание реакции фосфолов с ацетиленами были поставлены реакции фосфола (1) с гексином-1 в присутствии хино-лина. Согласно данным ЯМР "'Р, фосфорат (110) в значительной мере диссоциирован, при этом реакция проходит за несколько часов и не приводит к существенному повышению селективности в образовании основного 6-С1-нзомера (2). Соотношение образующихся изомеров (2-4) при эквимольном присутствии хинолина в реакционной смеси фосфола с ацетиленом составляет 44, 33 и 23 %.

Рис. 6. Геометрия молекулы (109) в кристалле (соль-ват с двумя молекулами НзО).

О

С1

При увеличении содержания хинолина происходит закономерный рост концентрации производного Р(У1), и при двадцатикратном избытке хинолина химический сдвиг производного Р(У1) достигает в спектре ЯМР 3|Р характерного для пи-ридиниевых фосфоратов нейтрального типа значения (5Р —134.4 м.д.). Таким образом, менее основный, чем пиридин (рКл 5.23), хинолин (рЛГа 4.90) в эквивалентном соотношении с фосфолом не способен образовывать прочный дог-комплекс, что не позволяет влиять на соотношение образующихся изомерных хлорфосфоринов. Для полного связывания бензофосфола в фосфорат нейтрального типа необходимо применять значительный избыток хинолина.

Присутствие более основного триэтиламина в реакционной среде трихлор-фосфола (1) наряду с образованием фосфората нейтрального типа (111) (бр -114 м.д.) вызывает глубокое диспропорционирование исходного фосфорана с образованием спирофосфорана (112) (5Р -10 м.д.). При этом в реакции с гексином-1 происходит образование трех фосфоринов (2-4), основным из которых (71 %) является соединение (4) с локализацией хлора при С7. Соотношение производных (2, 3) составляет 16 и 13 %. Такой ход реакции можно объяснить частичным взаимодействием гексина с фосфоратом анионного типа (аналогичного структуре 113), который в некотором количестве образуется за счет координации СДзЫНС1 с исходным фосфолом. Аммониевая соль образуется за счет присоединения НС1 к триэтилами-ну; НС1 возникает после процесса галогенирования фениленового фрагмента окса-фосфорина. Влияние фосфоратов анионного типа на региохимию галогенирования аренового кольца фосфоринов рассмотрено ниже. Таким образом, сильноосновный триэтиламин (рКа 10.75) в смеси с соединением (1) вызывает его быстрое диспропорционирование, что сильно ограничивает применение триэтиламина в качестве лиганда для формирования фосфората нейтрального типа.

'•'^аЬооЪэ

-РС1з

111

-К,СН2С12

112

111 -т-»> 2 + 3+4

- Е13ГШ+ С1"

С4Н9

Производые Р(У) в присутствии аммониевых солей способны образовывать ят-комплексы анионного типа (113), которые реагируют с адкилацетиленами с исключительным образованием оксафосфоринов (2,4), причем преобладающим (> 80 %) является 7-С1-фосфорин (4). Гидролизом реакционной смеси с последующей кристаллизацией в чистом виде были выделены кислоты (114).

Оч_ + „2о Ск^о о

из А

И = С4Н9 (а), СвИ17 (Ь) И4

Изучение влияния шестой координации атома фосфора на региохимию реакций с ацетиленами позволяет не только разработать селективные методы получения определенных региоизомеров бензооксафосфоринов из совокупности возмож-

пых. но и дает возможность оценить относительно мало исследованную реакционную способность гиперкоординированных производных атома фосфора.

8. Влияние физико-химических факторов на реакцию бснзофосфолов е алкилапстиленами.

Соо тношение продуктов, получаемых по реакциям производных Р,Р,Р-трига-логенбензо-1,3.2-диоксафосфодов с алкилацетиленами, в той или иной мере зависит от концентрации исходных соединений. Наиболее сильно эта зависимость прослеживается на Р,Р.Р-дибромфторбензо-1,3,2-диоксафосфолах. Для поиска оптимальных условий преимущественного получения того или иного изомера, а также для получения качественной оценки влияния разбавления реакционной массы на синтетический результат, нами были поставлены пять экспериментов с объемным соотношением 2-фторбензо-1,3,2-диоксафосфола (115) (из которого бромировани-ем получают фтордибромфосфол 20) и растворителя (метиленхлорида) 1:1.1:2, 1 : 4. 1 : 5 и 1 : 10. Все эксперименты, а также исследование их физико-химическими методами проводились с гексином-1 в одинаковых условиях (температура. методика проведения синтезов). Результат исследования оказался неожиданным (рис. 7). При разбавлении реакционной массы содержание основного, бро-мированного в /гора-положение по отношению к кислороду гетероцикла, изомера (25Ь) в продуктах не только не уменьшается, но даже увеличивается, что позволяет говорить о возможном внутримолекулярном процессе галогенировапия фосфори-нов. Наряду с увеличением содержания негалогенированного продукта (26Ь) происходит уменьшение содержания минорных бронированных продуктов (27Ь) и (28Ь).

Для поиска оптимальных условий синтеза фосфоринов нами была также предпринята попытка оценки влияния полярности растворителя на соотношение образующихся в ходе реакции изомеров. В качестве модельной была взята та же реакция фтордибромфосфола (20) с гексином-1. Были поставлены пять экспериментов в растворителях с различной полярностью: бензоле, нитробензоле, гекеанс. метиленхлориде и тетрахлорметане с объемным соотношением исходного фтор-фосфола (115) и растворителя 1 : 5. Полученные результаты оказались не столь од-

нозначиы для интерпретации, однако с препаративной точки зрения можно заключить, что для получения основного 6-Вг-фосфорина (25Ь) лучше применять бензол в качестве растворителя (рис, 8). При проведении реакции в нитробензоле резко возрастает выход минорных продуктов (26Ь,27Ь), которые в этом случае, наряду с продуктом (25Ь), становятся основными. Использование гексана и четыреххлори-стого углерода в качестве растворителя позволяет получать примерно в одинаковых количествах 6-Вг- и 7-Вг-фосфорины (25Ь) и (26Ь).

25:26:27 : 28= 111:43:45:1 25

25:26:27 :28 = 6.5:7.4:6.4: 1

10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0

а Ь

Рис. 8а,Ь. Спектры ЯМР 3|Р-{'Н} (242.0 МГц) продуктов реакции фосфола (20) с гекси-ном-1 в бензоле (а) и нитробензоле (Ь),

Основные результаты и выводы

1. Впервые показано, что во взаимодействие с 2,2,2-тригалогенбензо-1,3,2-днокса-фосфолами способны вступать терминальные алкилацетилены. На основе этой реакции разработан подход к синтезу новых фосфакумаринов, содержащих в четвертом положении алкильную группу, и установлены его синтетические возможности. В ходе реакции реализуется серия каскадных взаимодействий, таких как образование связи фосфор-углерод, нлсо-замещение атома кислорода в диоксафосфолено-вом фрагменте и галогенирование ароматического кольца бензофосфоринов. ре-гиохимия которых зависит от природы заместителей в ароматическом кольце, при атоме фосфора и ацетилене.

2. Установлено, что природа галогена при атоме фосфора оказывает значительное влияние на региохимию галогенирования фениленового фрагмента фосфакумаринов в реакциях 2,2,2-тригалогенбензо-1,3,2-диоксафосфолов с алкилацетиленами. В случае трихлор- и трибромфосфолов преимущественно образуются 6-хлори-ровашше (бромированные) оксафосфорины. При использовании трибромфосфолов наряду с бромированными производными образуются фосфакумарины, не содержащие брома в фениленовом фрагменте. Введение фтора к атому фосфора снижает селективность галогенирования при сохранении основного направления (образование 6-галогеифосфоринов); при этом возрастает вклад 7- и 8-хлорированных (бро-мированных) 1,2-оксафосфоринов.

3. Установлено, что региохимия шгго-замещения атома кислорода определяется электронными эффектами заместителей в ароматическом фрагменте Р,Р.Р-тригало-генареиодиоксафосфола. Так, для 5-алкилбензо-1,3.2-диоксафосфолов, содержащих

донорную группу. ш?со-замешению преимущественно подвергается кислород, расположенный в пара-положении к алкильному заместителю. Алкильный заместитель в 4-положении Р,Р,Р-тригалогенаренодиоксафосфола направляет реакцию по пути преобладающего ш?со-замещения кислорода, находящегося в орто-положении к алкильной трупе. При этом сохраняется региохимия галогенирования - преимущественно в шестое положение фосфакумарина. Акцепторные заместители в 4-и 5-тюложениях Р,Р,Р-тригалогенбензо-1,3.2-диоксафосфола направляют реакцию с алкилацетиленами но пули преимущественного замещения атома кислорода, расположенного в мета-положении к акцептору. При этом галогенирование осуществляется в пятое (в реакции 5-хлоркарбонилбензо-1,3.2-диоксафосфола) или в шестое (в реакции 4-хлоркарбонилбензо-1,3,2-диоксафосфола) положения фосфакумарина. Установлено, что введение акцепторных заместителей в ароматический фрагмент Р,Р,Р-тригалогенбензодиоксафосфола приводит также к частичному осуществлению классического электрофильного присоединения производного Р(У) по кратной связи ацетилена с сохранением координации атома фосфора и образованием фосфорана со связью фосфор-углерод.

4. Впервые показано, что в отличие от реакции арилацетиленов, ал кил ацетилены взаимодействуют с производными Р(У), содержащими стерически объемные группы, такими как 5-трет-оутп-, 4.6- и 4,7-ди-от£>е/«-бутилбензо-1,3.2-диоксафосфолы но пути ыпео-замещения м/>т-бутильной группы на хлор в различных положениях с образованием 4-алкил-2.6-дихлор-, 4-алкил-2.6-дихлор-8-трет-оутл- и 4-алкил-2,8-дихлор-5-;ярелг-бутнлбензо[е]-1,2-оксафосфорин-2-оксидов.

5. Впервые показано, что 2,2,2-трихлорнафто[2,3-с/]-1,3,2-диоксафосфол также способен реагировать с алкилацетиленами с образованием двух производных окса-фосфаантрацена - 4-алкил-2,7-дихлор- и 4-алкил-2,10-дихлорнафто[2,3-/1-1,2-окса-фосфорин-2-оксидов, в которых атом хлора оказывается в различных фениленовых фрагментах.

6. Найдено, что гексакоординированные производные бензо-1.3,2-диоксафосфола -трихлор- и тетрахлорфосфораты нейтрального и анионного типов способны взаимодействовать с алкилацетиленами по пути образования бензо[е]-1.2-оксафос-форин-2-оксидов, существенно повышая селективность реакции. Так. при использовании нейтральною фосфората, полученного из 2,2,2-трихлорбензо-1.3,2-диоксафосфола и пиридина, в реакции с алкилацетиленами образуются 4-алкил-2,6-дихлорбензо[е]-1,2-оксафосфорин-2-оксиды. При использовании фосфората анионного типа, полученного из 2,2.2-трихлорбензо-1,3,2-диоксафосфола и хлорида тетраалкиламмония, образуются 4-алкнл-2,7-дихлорбензо[е]-1,2-оксафосфорин-2-оксиды.

7. Впервые изучено влияние природы амина па реакцию 2.2.2-трихлорбензо-1,3.2-диоксафосфола с алкилацетиленами и установлено, что менее основные, чем пиридин, амины, такие как хинолин, при эквимольном соотношешш не оказывают существенного влияния на региохимига галогенирования. Более основные амины, такие как триэтиламин, вызывают частичное диспропорционирование 2,2,2-трихлор-бензо-1,3,2-диоксафосфола до бис(фенилендиокси)хлорфосфорана, приводя к образованию в реакции с алкилацетиленами смеси 2,6- и 2,7-дихлорза.мещенных 4-алкилфосфакумаринов.

8. Установлено, что на региохимию галогенирования ареновою фрагмента фосфа-кумаринов оказывают влияние физико-химические факторы, такие как полярность

растворителя и разбавление реакционной среды. При использовании 2,2-дибром-2-фторбензо-1,3,2-диоксафосфола в реакции с алкилацетиленами при разбавлении увеличивается доля 2,6-дибромбензо[е]-1,2-оксафосфорин-2-оксида, а содержание 2.7-дибром- и 2,8-дибромбензо[е]-1,2-оксафосфорин-2-оксидов падает, что позволяет сделать вывод о возможном внутримолекулярном характере бромирования фениленового фрагмента.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях: Статьи:

1. Немтарев. А.В. Терминальные алкины в реакциях с 2,2,2-трибромбензо[с1]-1,3,2-диоксафосфолом / А.В.Немтарев. Е.Н.Вараксина, В.Ф.Миронов. А.И.Коновалов // Журн. общ. химии. - 2006. - Т. 41. - Вып. 2. - С. 311-312.

2. Nemtarev, A.V. The reaction of hexyne-1 with 2,2,2-trichlorobenzo[d]-l, 3, 2-dioxa-phosphole I A.V.Nemtarev, E.N.Varaksina, V.F.Mironov, R.Z.Musin, A.I.Konovalov // Mendeleev Commun. - 2006. - Vol. 16. - N 2. - P. 98-100.

3. Varaksina, E.N. The peculiarities of the reaction of alk-l-ynes with 2,2-dichloro (di-bromo)-2-fluorobenzo[d]-l,3,2-dioxaphospholes / E.N.Varaksina, V.F.Mironov, A.V. Nemtarev, R.Z.Musin, A.A.Balandina, Sh.K.Latypov, A.I.Konovalov I! Mendeleev Commun. - 2006. - Vol. 16. - N 3. - P. 172-174.

4. Немтарев, А.В. Преимущественное образование 4-бутил-2,5-дихлор-6-хлоркар-боншбеизо[е]-],2-оксафосфоранина в реакции 2,2,2-трихюр-5-хлоркарбо/1шбензо-[dj-1.3,2-диоксафосфола с гексином-1 / А.В.Немтарев, Е.Н.Вараксина, В.Ф.Миронов, Р.З.Мусин, А.И.Коновалов // Журн. орг. химии. - 2007. - Т. 43. - Вып. 3. - С. 467-469.

5. Немтарев, А.В. Региохимия реакции 4,6-бис(трет-бутил)-2,2,2-трихлорбензо-[d]-l, 3,2-диоксафосфола с гексином-1. Ипсо-заиещение трет-бульной группы / А.В.Немтарев, Е.Н.Вараксина. В.Ф.Миронов, Р.З.Мусин, А.И.Коновалов // Журн. орг. химии. - 2007. - Т. 43. - Вып. 11. - С. 1736-1738.

6. Nemtarev, A.V. Pyridine and benzyltriethylammonium chloride ate-complexes of 2,2,2-trichlorobenzo[d]-l,3,2-dioxaphosphole in the reactions with alk-l-ynes / A.V. Nemtarev, V.F.Mironov, E.N.Varaksina, Y.V.Nelyubina, M.Yu.Antipin, R.Z.Musin, A.I. Konovalov // Mendeleev Commun. - 2007. - Vol. 17. - N 1. - P. 1-4.

7. Миронов, В.Ф. Особенности реакции 3,5-бис-(трет-бутш)-1,2-бензохинона с терминальными ацетиленами в присутствии mpianopuda фосфора. Ипсо-заиеще-ние трет-бутшьной группы / В.Ф.Миронов, А.В.Богданов, А.В.Немтарев, А.А. Штырлина, Е.Н.Вараксина, В.К.Черкасов, А.Б.Добрынин, Д.Б.Криволапов, Р.З.Мусин, И .А.Литвинов, А.И.Коновалов // Изв. АН. Сер. хим. - 2007. - № 9. - С. 18361845.

8. Varaksina, E.N. Synthesis and chemical properties of benzo[e]-l,2-oxaphosphorine derivatives - P-analogues of coumarins / E.N.Varaksina, D.A.Tatarmov, K.Yu.Cherkin,

A.V.Nemtarev, V.F.Mironov, A.I.Konovalov // Phosphorus, Sulfur, Silicon and Relat. Elem. - 2008. - Vol. 183. - N 2-3. - P. 566-570.

9. Немтарев, А.В. Взаимодействие 3,б-ди(трет-бутш)-1,2-бензохинона с терминальными алкилацетиленами в присутствии трихлорида фосфора / А.В, Немтарев,

B.Ф.Миронов, А.В.Богданов, В.К.Черкасов, Н.О.Дружков, А.Т.Губайдуллин, И.А. Литвинов, Р.З. Мусин ,7 Изв. АН. Сер. Хим. - 2009. - № 1. - С. 182-189.

10. Ryzhkina, I.S. Supramolecular water systems based on new amphiphilic phos-phacoumarins: synthesis, self-organizations, reactivity I l.S.Ryzhkina. L.l.Murtazina.

A.V.Nemtarev, V.F.Mironov, A.I.Konovalov H Mendeleev Commun. - 2010. - Vol. 20. N3. P

Тезисы докладов:

11.Nemtarev, A.V. The interaction of2,2,2-trihalogenobenzo[d]-1.3,2-dioxaphospholes with hexine-1 / A.V.Nemtarev, E.N.Varaksina, V.F.Mironov, A.I.Konovalov // XIV Internat. Conf. on Chemistry of Phosphorus Compounds. - Book of Abstracts. - Kazan -2005. - P. P98.

12. Немтарев, A.B. Реакция 2,2,2-трихлорбензо[с}]-1,3,2-диоксафосфола с гексином / А.В.Немтарев, Е.Н.Вараксина, В.Ф.Миронов, А.И.Коновалов // Тезисы докладов VIII молодежной научной школы-конференции по органической химии. - Казань. -2005.-C3-16l.-C. 336.

13. Немтарев, A.B. Взаимодействие 2,2,2-трихлор-5-хлоркарбоншбензо^]-1,3,2-диоксафосфояа с терминальными алшчацеттенами / А.В.Немтарев, E.H. Варак-сина, В.Ф.Миронов, Р.З.Мусин. А.А.Баландина // Тезисы докладов VI Науч. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов научно-образовательного центра Казанского гос. ун-та «Материалы и технологии XXI века» - Казань - 2006. - С. 83.

14. Немтарев, A.B. Реакции 3,5-бис(трет-бутш)-2,2,2-трихлорбензо[с1]-1,3,2-диок-сафосфола с алк-1-инами. Синтез производных бензофосфоричинов - Р-аналогов природных гетероциклов / А.В.Немтарев, Е.Н.Вараксина, В.Ф.Миронов, Р.З.Мусин. А.А.Баландина il Тезисы докладов VI Науч. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов научно-образовательного центра Казанского гос. ун-та «Материалы и технологии XXI века» - Казань - 2006. - С. 84.

15. Вараксина, E.H. Особенности реакций 2,2-дгалор(дибром)-2-фторбепзо[с1]-1,3,2-диоксафосфолов с алкинами-1. Синтез производных 4-ачкил-2-фторбензо[е]-1,2-оксафосфоринин-2-онов / Е.Н.Вараксина, В.Ф.Миронов, А.В.Немтарев. Р.З. Мусин, А.И.Коновалов // Тезисы докладов 7-ой Всероссийской конференции «Химия фтора». - Москва - 2006. - С. Р39.

16. Немтарев, A.B. Реакция -1-метил-2,2,2-трихлорбепзо-1,3,2-диоксафосфола с ал-килацетгаенами / А.В.Немтарев, Е.Н.Вараксина, В.Ф.Мнронов. А.И.Коновалов <7 Тезисы докладов IX научной школы-конференции по органической химии. - Москва - 2006. - С. 258.

17. Немтарев, A.B. Особенности региохимии ипсо-замещения атома кислорода в реакции 2,2,2-трибром-4-меттбензо-1,3,2-диоксафосфола с ачкилацеттенами ! А.В.Немтарев, Е.Н.Вараксина, В.Ф.Миронов, А.И.Коновалов // Тезисы докладов IX научной школы-конференции по органической химии. - Москва. - 2006. - С. 259.

18. Немтарев, A.B. Производные бензо-1,2-оксафосфорининов - новый класс фосфорсодержащих ПАВ. Синтез и физико-химические свойства / А.В.Немтарев, ЛИ. Муртазина, И.С.Рыжкина, В.Ф.Миронов // Тезисы докладов VII Науч. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов научно-образовательного центра Казанского гос. ун-та «Материалы и технологии XXI века». - Казань. - 2007. - С. 85.

!9. Немтарев, A.B. Реакции гексакоординированных производных фосфора с алкил-ацетшенами. Влияние природы фосфората на процесс галогенированш ароматического кольца бензофосфоринов / А.В.Немтарев, Е.Н.Вараксина, В.Ф.Миронов, А.И.Коновалов // Тезисы докладов VII Науч. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов научно-образовательного центра Казанского юс. ун-та «Материалы и технологии XXI века». - Казань. - 2007. - С. 86.

20. Миронов, В.Ф. Реакция Р,Р,Р-тригалогенбензо [d]-1,3,2-0иоксафосфолов с мо-нозамещенными ацетиленами - удобный подход к синтезу производных бензо[е]-1,2-оксафосфорининов - Р-анаюгов кумаринов / В.Ф.Миронов, Е.Н.Вараксина. Л.В.Богданов, А.В.Немтарев. Д.А.Татаринов, Т.А.Баронова, А.И.Коновалов // Тезисы докладов XVIII Менделеевского съезда по обшей и прикладной химии. II Российско-Индийский симпозиум по органич. химии. - Москва. - 2007. - Т. 5. - С. 155.

21.Немтарев, A.B. Галогензамещенные бензодыоксафосфолы в реакциях с апкил-ацетипенами. Синтез новых бензооксафосфорининов / A.B. Немтарев, В.Ф. Миронов, Е.Н.Вараксина, А.Т.Губайдуллин, А.И.Коновалов // Тезисы докладов X молодежной конференции по органической химии, - Уфа. - 2007. - С. 51.

22. Varaksina, E.N. The reaction of phosphor ilated catechols with acetylenes - the easy approach to benzo[e]-l,2-oxaphosphorinines - P-analogues of natural heterocycles / E.N.Varaksina, A.V.Nemtarev, D.A.Tatarinov, K.Yu.Cherkin, V.F.Mironov, A.I.Kono-valov И XV Internat. Conf. on Chemistry of Phosphorus Compounds. - Book of Abstracts. - S-Petersburg. - 2008. - С. P79.

23. Немтарев, A.B. 2-Фенил- и 2-фенокси-2,2-дихлорбензо[с1]-1,3,2-диоксафосфолы в реакции с фенюацетшеном / А.В.Немтарев, В.Ф.Миронов, А.И.Коновалов // Тезисы докладов VIII Науч. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов научно-образовательного центра Казанского гос. ун-та «Материалы и технологии XXI века». - Казань. - 2008. - С, 59.

24. Немтарев, A.B. Влияние заместителей при атоме фосфора на реакцию пиро-катсхинфосфоранов с ацетилена.ш / А.В.Немтарев, В.Ф.Миронов, Е.Н.Вараксина, А.И.Коновалов // Тезисы докладов XI молодежной конференции по органической химии. - Екатеринбург. - 2008. - С. 30.

25. Немтарев, A.B. Фосфораты нейтрального и анионного типов в синтезе бен-зо[е]-1,2-оксафосфорин-2-оксидов / А.В.Немтарев, В.Ф.Миронов, Е.Н.Вараксина, А.И.Коновалов // Тезисы докладов Международной конференции «Новые направления в химии гетероциклических соединений». - Кисловодск. - 2009. - С. 397.

26. Немтарев, A.B. Нафтодиоксафосфол в синтезе оксафосфаантрацена /

A.В.Немтарев, В.Ф.Миронов // Тезисы докладов IX Науч. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов научно-образовательного центра Казанского гос. ун-та «Материалы и технологии XXI века». - Казань. - 2009. - С. 64.

27. Немтарев, A.B. Влияние доноров и акцепторов в ароматическом фрагменте бензо[с1]-1,3,2-диоксафосфолов на региохимию реакции с ацетшеналт ! A.B. Немтарев, Е.Н.Вараксина, В.Ф.Миронов // Тезисы докладов XII молодежной конференции по органической химии. - Суздаль. - 2009. - С. 135-138.

28. Немтарев, A.B. Влияние галогенов при атоме фосфора на региохимию реакции бенза-1,3,2-диоксафосфолов с терминальными алкилацетиленами / A.B. Немтарев,

B.Ф.Миронов, Е.Н.Вараксина // Тезисы докладов Всероссийской молодежной конференции-школы «Идеи и наследие А.Е. Фаворского в органической и металлорга-нической химии XXI века», посвященной 150-летаю со дня рождения А.Е. Фаворского. - Санкт-Петербург. - 2010. - С. 93-94.

Соискатель

A.B. Немтарев

Отпечатано в ООО «Печатные двор», г. Казань, ул. Журналистов, 1/16, оф.207

Тел: 272-74-59, 541-76-41, 541-76-51. Лицензия ПД№7-0215 от 01.11.2001 г. Выдана Поволжским межрегиональным территориальным управлением МПТР РФ. Подписано в печать 2S.04.2010 г. Печл 1,5 Заказ М К-68&0. Тираж 135 экз. Формат 60x841/16. Бумага офсетная. Печать - рюаграфия.

Оглавление

Введение

Глава 1. Синтез и химические свойства производных арено-1,2-гетеро- 9 фосфоринов (литературный обзор)

1.1. Получение 1,2-гетерофосфоринов

1.1.1. Циклизация фосфорилированных дикарбонильных соединений.

1.1.2. Бромирование-дегидробромирование 1,2-оксафосфоринанов.

1.1.3. Циклизация алкинилвииилфосфонатов.

1.2. Получение бензо-1,2-гетерофосфоринов

1.2.1. Циклизация О-фснилвинилфосфонатов.

1.2.2. Циклизация 5-гидроксифосфонатов.

1.2.3. Реакция бензо-1,3,2-диоксафосфолов с ацетиленами.

1.2.4. Перециклизация фосфорилированных хромонов.

1.2.5. Циклизация 8-карбонилбензилфосфонатов.

1.2.6. Циклизация алкинилфенилфосфонатов.

1.3. Получение и свойства дибензо-1,2-гетерофосфоринов

1.3.1. Циклизация о-бифенилилфосфитов и о-бифенилилфосфатов.

1.3.2. Реакции дибензофосфоринов по аннелированным ароматическим 57 кольцам.

1.3.3. Реакции дибензофосфоринов, затрагивающие атом фосфора.

Глава 2. Реакция 2,2,2-тригалогепарено-1,3,2-диоксафосфолов с алкил- 64 ацетиленами. Синтез 4-алкилфосфакумаринов (обсуждение результатов)

2.1. Реакции 2,2,2-х ригалогенбензо-1,3,2-диоксафосфолов с термииаль- 66 ными алкилацетиленами.

2.2. Реакции алкилзамещенных фосфолов с алкилацетиленами.

2.3. Реакции 4- и 5-хлоркарбонилзамещенных фосфолов с алкилацетиле- 94 нами.

2.4. Реакции галогензамещенных фосфолов с алкилацетиленами.

2.5. Реакции полиаренофосфолов с алкилацетиленами.

2.6. Реакции гексакоординированных производных бензо-1,3,2диоксафосфола с алкилацетиленами.

2.7. Влияние физико-химических факторов на реакцию бензофосфолов с 111 алкилацетиленами.

2.8. Вероятная схема реакции бензо-1,3,2-диоксафосфолов с ацетилена- 116 ми.

Глава 3. Экспериментальная часть

Выводы

Актуальность работы. Одной из фундаментальных, и в тоже время - прикладных, задач современной фосфорной химии является селективное образование связи фосфор—углерод, включенной в состав молекул со сложной трехмерной архитектурой, поскольку в течение ряда последних лет именно они нашли широкое применение в качестве малых молекулярных зондов для понимания функций белков [1]. Важность включения фосфорных фрагментов обусловлена несколькими причинами: во-первых, фосфор является одним из биогенных элементов и выполняет важные функции в живом организме, во-вторых, фосфор-углеродная связь достаточно устойчива к энзиматическому расщеплению, что создает благоприятные предпосылки для длительного существования в биологических средах. При обсуждении этого вопроса необходимо обратить внимание на тот факт, что не всегда моделями для изучения биологических процессов должны выступать «большие» молекулы; подобные модели найдены и в химии «малых» молекул, успешно использованные в качестве химических зондов для исследования лиганд-протеин-взаимодействий, и в качестве модуляторов протеин-протеин-взаимодействий, поэтому получение «малых» молекул, подобных природным соединениям, и отличающихся скелетным разнообразием, структурной сложностью, богатыми стерео-генными функциональными группами является одним из приоритетных направлений органического синтеза. Все возрастающую роль в синтетической органической химии приобретают каскадные реакции и это не случайно, поскольку они экономят не только материальные ресурсы, но и временные, позволяя при этом создавать молекулы труднодоступные другими путями. Хотя термин «каскадные реакции» появился относительно недавно - процессы такого рода известны достаточно давно. Каскадные реакции привлекли внимание химиков-оргаииков еще со времен Ро-бертсона в его «one-pot synthesis of tropinone» в 1917 г., который можно считать первоначальной работой в этой области. Последующие классические примеры включают катионпую циклизацию полиолефинов в прогестерон, разработанную Джонсоном и сотрудниками. В настоящее время каскадные процессы реализованы во многих областях органической химии - химии азот-стабилизированных катионов, [1,2]- и [2,3]-сигматропных сдвигах и целом ряде перегруппировок [2]. Практически любая органическая реакция может быть включена в состав каскада. Каскадные процессы осуществимы и в ряду элементорганических соединений, которые могут носить различный характер, а именно, промотировагься физическим воздействием (термически, УФ, микроволны и др.); при этом одно соединение может претерпевать серию внутри(меж)молекулярных перегруппировок или трансформации под воздействием сторонних реагентов. В химии фосфорорганических соединений также есть примеры каскадных процессов, например трехкомпонентная реакция Кабачника-Филдса, позволяющая с высокими выходами получать а-аминофосфонаты, обладающие ярко выраженной физиологической активностью. К разряду каскадных можно отнести реакцию бензо[с(]-1,3,2-диоксафосфорин-4-онов (салицилфосфитов) с соединениями, содержащими активированнае кратные связи (гексафторацетоп, хлораль и др.), приводящая к бензо[/]-1,3,2-диокса - и бензо[/]-1,4,2-диоксафосфепинам [3]. Методами квантовой химии было показано, что первый каскад начинается с хелетропной реакции фосфита и молекулы хлораля (гек-сафторацетона), после чего следует серия внутримолекулярных трансформаций, результатом которых является расширение шестичленного фосфоринового цикла до семичленного фосфепинового [4]. В качестве еще одного примера можно привести реакцию бензо[й?]-1,3,2-диоксафосфолов с монозамещенными ацетиленами, которая с высокой степенью селективности приводит к образованию бензо[е]-1,2-оксафосфоринов - фосфорных аналогов природных а- и у-пиронов.

Целью работы является: 1) разработка метода синтеза 1,2-оксафосфорин-2-оксидов, содержащих алифатические заместители в 4-положении гетероцикла, на основе реакции 2,2,2-тригалогенбеизо-1,3,2-диоксафосфолов с терминальными ал-килацетиленами; 2) Изучение влияния заместителей, различных по своему электронному влиянию, в ароматическом кольце и при атоме фосфора на региохимию реакции фосфолов с алкилацетиленами; 3) Выявление закономерностей влияния физико-химических факторов на синтетический результат реакции бензо-1,3,2-диоксафосфолов с алкилацетиленами.

Научная новизна работы. В ходе выполнения работы в реакцию с тригало-генбензо-1,3,2-диоксафосфолами впервые вовлечены ацетилены алифатического ряда, приводящие к 4-алкилбензо-1,2-оксафосфоринам (4-алкилфосфакумаринам). На примере 2,2,2-тригалогенбензо-1,3,2-диоксафосфолов продемонстрировано, что галогенирование аренового фрагмента оксафосфоринов существенно зависит от природы галогена при атоме фосфора. При введении к фосфору акцепторного фтора происходит падение общей селективности реакции и галогенированию подвергаются как 6-, так и 7-, 8-положения циклической системы. Впервые показана возможность термической перегруппировки 4-алкил-2-фторбензо[е]-1,2-оксафосфори-нов в 4-алкилиден-2-фтор-3-гидробензо[е]-1,2-оксафосфорины. На бензодиокса-фосфолах, содержащих донорные и акцепторные заместители в фениленовом фрагменте, выявлена зависимость региохимии процессов гтсо-замещения атома кислорода в диоксафосфоленовом фрагменте и галогенирования аренового фрагмента оксафосфоринов от электронного влияния заместителей. Показано, что донорные заместители вне зависимости от их положения мало влияют на региохимию гало-генироваиия, в то время как акцепторные ее изменяют. При этом, т/?еш-бутильпые группы в ароматическом кольце бепзодиоксафосфолов подвергаются замещению на галоген как в 6-, так и 8-положепиях. На примере нафто[2,3-^]-1,3,2-диокса-фосфола впервые показано, что галогеиироваиию способны подвергаться разные кольца нафталинового фрагмента.

Впервые изучено влияние природы амина, как третьего компонента, в реакции 2,2,2-трихлорбензо-1,3,2-диоксафосфола с ацетиленами и показано, что пиридин образует с фосфолами наиболее устойчивые и стабильные гексакоординиро-ванные производные, реакция алкилацетиленов с которыми позволяет значительно повысить селективность процесса галогенирования аренового фрагмента оксафосфоринов.

Впервые изучено влияние физико-химических факторов на реакцию 2,2,2-тригалогенбензо-1,3,2-диоксафосфолов с терминальными ацетиленами: природы растворителя и степени разбавления реакционной среды. В случае Р-бромфосфолов при разбавлении выявлена тенденция снижения содержания негалогенированного бензо[е]-1,2-оксафосфорина в реакционной смеси и повышения содержания 6-бромбензо[е]-1,2-оксафосфорина.

Практическая значимость работы. Реакция Р,Р,Р-тригалогенбензо[</]-1,3,2-диоксафосфолов с ацетиленами представляет собой удобный подход к широкому классу фосфорсодержащих аналогов природных пиронов - кумаринов, а-хроменов, неофлавонов и др., высокие физиологические показатели которых хорошо известны. Кумарины нашли широкое применение, в частности, в качестве лекарственных препаратов. В литературе есть немало примеров ярко иллюстрирующих концепцию, согласно которой элементосодержащие производные природных соединений могут проявлять активность сходную с активностью их углеродных аналогов, либо являться их антагонистами. Фосфорины в этом отношении не стали исключением: в ряде работ показано, что «фосфакумарины» также обладают цито-статической активностью, ингибируют ВИЧ-протеазы и т.д.

В работе [5] изучены поверхностно-активные свойства 4-алкилбензо[е]-1,2-оксафосфоринов жирного ряда и выявлены высокие показатели, в частности, критические концентрации мицеллообразования некоторых фосфоринов оказались ниже общепринятых стандартов, что потенциально позволяет применять подобные фосфакумарины в качестве эффективных ПАВ.

Апробация работы и публикации. Материалы работы докладывались и обсуждались на XIV, XV Международных конференциях по химии фосфорных соединений (Казань, 2005; С-Петербург, 2008), VIII-XII Молодежных научных школах-конференциях по органической химии (Казань, 2005; Москва, 2006; Уфа, 2007; Екатеринбург, 2008; Суздаль, 2009), VI-IX Научных конференциях ¡молодых ученых, аспирантов и студентов научно-образовательного центра КГУ «Материалы и технологии XXI века» (Казань, 2006-2009), 7 Всероссийской конференции «Химия фтора» (Москва, 2006), XVIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Москва, 2007), Международной конференции «Новые направления в химии гетероциклических соединений» (Кисловодск, 2009), Всероссийской молодежной конференции-школе «Идеи и наследие А.Е. Фаворского в органической и металло-рганической химии XXI века» ( Санкт-Петербург, 2010). По материалам диссертации опубликовано 10 работ в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 219 стр., содержит 1 таблицу, 36 рисунков и состоит из введения, 3 глав, выводов и приложения. Список цитируемой литературы содержит 177 наименований. Первая глава представляет собой литературный обзор на тему «Синтез и химические свойства производных арено-1,2-гетерофосфоринов», в котором систематизированы методы получения 1,2-гетерофосфоринов, а также их бепзо- и дибензопроизводных. Кроме этого, приведены некоторые химические свойства фосфоринов, затрагивающие как гетероциклическую систему, так и анпелированные фрагменты. Вторая глава по

Основные результаты и выводы

1. Впервые показано, что во взаимодействие с 2,2,2-тригалогенбензо-1,3,2-диоксафосфолами способны вступать терминальные алкилацетилены. На основе этой реакции разработан подход к синтезу новых фосфакумаринов, содержащих в четвертом положении алкильную группу, и установлены его синтетические возможности. В ходе реакции реализуется серия каскадных взаимодействий, таких как образование связи фосфор-углерод, гшсо-замещение атома кислорода в диокса-фосфоленовом фрагменте и галогенирование ароматического кольца бензофосфо-ринов, региохимия которых зависит от природы заместителей в ароматическом кольце, при атоме фосфора и ацетилене.

2. Установлено, что природа галогена при атоме фосфора оказывает значительное влияние на региохимию галогенирования фениленового фрагмента фосфакумаринов в реакциях 2,2,2-тригалогенбензо-1,3,2-диоксафосфолов с алкилацети-ленами. В случае трихлор- и трибромфосфолов преимущественно образуются 6-хлорированные (бромированные) оксафосфорины. При использовании трибромфосфолов наряду с бромированными производными образуются фосфакумарипы, не содержащие брома в фениленовом фрагменте. Введение фтора к атому фосфора снижает селективность галогенирования при сохранении основного направления (образование 6-галогенфосфоринов); при этом возрастает вклад 7- и 8-хлорированных (бромированных) 1,2-оксафосфоринов.

3. Установлено, что региохимия гшсо-замещепия атома кислорода определяется электронными эффектами заместителей в ароматическом фрагменте Р,Р,Р-тригалогенаренодиоксафосфола. Так, для 5-алкилбензо-1,3,2-диоксафосфолов, содержащих донорную группу, гшсо-замещению преимущественно подвергается кислород, расположенный в яа/?а-положении к алкильному заместителю. Алкильный заместитель в 4-положении Р,Р,Р-тригалогенаренодиоксафосфола направляет реакцию по пути преобладающего гшсо-замещения кислорода, находящегося в орто-положении к алкильной групе. При этом сохраняется региохимия галогенирования - преимущественно в шестое положение фосфакумарина. Акцепторные заместители в 4- и 5-положениях Р,Р,Р-тригалогенбензо-1,3,2-диоксафосфола направляют реакцию с алкилацетиленами по пути преимущественного замещения атома кислорода, расположенного в л/ета-положении к акцептору. При этом галогенирование осуществляется в пятое (в реакции 5-хлоркарбонилбензо-1,3,2-диоксафосфола) или в шестое (в реакции 4-хлоркарбонилбензо-1,3,2-диоксафосфола) положения фос-факумарина. Установлено, что введение акцепторных заместителей в ароматический фрагмент Р,Р,Р-тригалогенбензодиоксафосфола приводит также к частичному осуществлению классического электрофильного присоединения производного Р(У) по кратной связи ацетилена с сохранением координации атома фосфора и образованием фосфорана со связью фосфор-углерод.

4. Впервые показано, что в отличие от реакции арилацетиленов, алкилацети-лены взаимодействуют с производными Р(У), содержащими стерически объемные группы, такими как 5-т/?ет-бутил-, 4,6- и 4,7-ди-га/?ет-бутилбензо-1,3,2-диоксафосфолы по пути гшсо-замещения т/?ет-бутильной группы на хлор в различных положениях с образованием 4-алкил-2,6-дихлор-, 4-алкил-2,6-дихлор-8-трет-бутш- и 4-алкил-2,8-дихлор-5-т/?ет-бутилбензо[е]- 1,2-оксафосфорин-2-оксидов.

5. Впервые показано, что 2,2,2-трихлорнафто[2,3-<^]-1,3,2-диоксафосфол также способен реагировать с алкилацетиленами с образованием двух производных окса-фосфаантрацена - 4-алкил-2,7-дихлор- и 4-алкил-2,10-дихлорнафто[2,3-/]-1,2-окса-фосфорин-2-оксидов, в которых атом хлора оказывается в различных фениленовых фрагментах.

6. Найдено, что гексакоординированные производные бензо-1,3,2-диоксафосфола - трихлор- и тетрахлорфосфораты нейтрального и анионного типов способны взаимодействовать с алкилацетиленами по пути образования бензо[е]-1,2-оксафосфорин-2-оксидов, существенно повышая селективность реакции. Так, при использовании нейтрального фосфората, полученного из 2,2,2-трихлорбензо-1,3,2-диоксафосфола и пиридина, в реакции с алкилацетиленами образуются 4-алкил-2,6-дихлорбензо[е]-1,2-оксафосфорин-2-оксиды. При использовании фосфората анионного типа, полученного из 2,2,2-трихлорбензо-1,3,2-диоксафосфола и хлорида тетраалкиламмония, образуются 4-алкил-2,7-дихлорбензо[е]-1,2-оксафосфорин-2-оксиды.

7. Впервые изучено влияние природы амина на реакцию 2,2,2-трихлорбензо-1,3,2-диоксафосфола с алкилацетиленами и установлено, что менее основные, чем пиридин, амины, такие как хинолин, при эквимольном соотношении не оказывают существенного влияния на региохимию галогенирования. Более основные амины, такие как триэтиламин, вызывают частичное диспропорционирование 2,2,2-трихлорбензо-1,3,2-диоксафосфола до бис(фенилендиокси)хлорфосфорана, приводя к образованию в реакции с алкилацетиленами смеси 2,6- и 2,7-дихлорзамещенных 4-алкилфосфакумаринов.

8. Установлено, что на региохимию галогенирования аренового фрагмента фосфакумаринов оказывают влияние физико-химические факторы, такие как полярность растворителя и разбавление реакционной среды. При использовании 2,2-дибром-2-фторбензо-1,3,2-диоксафосфола в реакции с алкилацетиленами при разбавлении увеличивается доля 2,6-дибромбензо[е]-1,2-оксафосфорин-2-оксида, а содержание 2,7-дибром- и 2,8-дибромбензо[е]-1,2-оксафосфорин-2-оксидов падает, что позволяет сделать вывод о возможном внутримолекулярном характере броми-рования фениленового фрагмента.