С-диизопропоксифосфорил-н-4-нитрофенилнитрилимин в реакциях 1,3-диполярного циклоприсоединения тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

"?Л>

Санкт-Петербургский технологически институт

C-JWSOIlPOœKCMXMOm^^ В РЕАКЦИЯХ 1,3-ДШОЛЯРНОГО ЦШ0ЙРИС0ВДНЕМ1Я (02.00.03 - органическая хлмяя)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации аа соискание учёной crenémi кдшшдзта хакичсских наук

На правах рукоплси

, СПШ Светлана Михайловна

Санкт-Петербург 1992 г.

Работа внпагл.ена на кафедре органической химии Санкт-Петербургского технологического института цзллхшозно-бумая-ной ЕрОМЦМЛОННРСТИ.

Научные ругоьодитолк:

доктор химических наук, ЧИСТОКЕТОВ

профессор Виктор Николаевич

кандглат ха:.ячоских наук, ТР'.КИ

доце»г Срий Георгиевич

О&из'.алопио оппоненты:

доктор там^оасих наук, ЗАВЖН

профессор Павел Моисеевич

кандид т химических наук, СКВОРЦОВ

¿эцок? Николай Константинович

Велудая организация - Российский государственный

педагогический университет имени А.И.Горцена (Санк -Петербург)

Зздита состоится " ¿А. " слмтУ&а- 1992 г. в. °° часо?1 на заседшсгл специализированного сопета Д 063.25.04 при С.-Петербургской технологической институте. Адрес: 198013, 5.-Петербург, Московский пр., 26, СПбТИ. Учёный • Совет.

С диссертадиеи дохло ознакомиться в библиотеке института.

¡Замечания и отзьры по данной работ в I экземпляре, 19В91'Шнои гербовой печатью, росим напраепягь по адресу: 198013, С.-Петербург, Московский пр., 26, СПбТИ, Учёный Совет.

Автореферат разослан ' Ш-СМЯ- 199Г; г.

Учёный секретарь

специализированного совета Д 063.25.04

кандцдр.т химических наук /М Н.Б.СОКОЛОВА

:ийская

Л. Я

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТЖА РАБОТУ

Актуальность темы. Среди методов синтеза гетероциклических соединений особое место заиима?:/; реакции I .З-лдшт-лярного цкклоприсоодинения, препараткмше возможности которого определяются кругом известнчх 1,3-даполярннх скстец п диполярофшэв. Однкии из наиболее распространённых синтоист для синтеза разнообразных готероспклов яатяются 1,3-диполи Хьязгена - нитрили!яш .

К настоящему времена подробно изучены реакции [з+2]-цнклоприсоедкнения нитркли.чиров к соединениям, содермщии кра^нуп углерод-утлероднуп связь В результате ■ получены разнообразные пятичлешше азотсодеря-адн готероцикЛы. Взаимодействие нитрилимкнов с Л -ацетиленовыми, этиленовыми, нзоцианато- и метЕленамидопроиэзодтг-я . (Ш) в большинства случаев протекает по схеме [3+0]-циклоприсоединенля с вюгтекрем атома $осФора в цикл п образованием пеститптея-шд фосфоразотсодерза-^х гетороцдклов. При этом строогпо образуссдахся продуктов завися? 1сал от природы 1сратной свя-эл а характера заместителей у атома фосфора, так я от эш!я радикалов у углеродного ато.'/л нитрилимипа.

Во всех пзучещщх ранее превращензях использовалась С-арал-, С-ацетил-, С-этокспкарбонил- и С-бензопл-Н-арал -нитрнлмгшш. Недавно казансетми гп^па'-га 5чли е<антггнрова-пн арилгидразонн (дпксплГо сф^рпл)фармилхло р¡¿да, которые ;х>:то использовать для генерирования фосфгряллрованннх нат-рзл:а!янов. Представлялось целесообразным случить С-дпалкок-сифос^орлл-й-арг-.ггатри./тп.'агш в реакцяях 1,3-диполярнсго пяклопрзсоединенля для оценки ачняпия ^ос^орияьноП группировал, связанной с С-ато^юм питр&шаша, на направлонке взаимодействия о структуру конечнпх продуктов. В результате таких реакций мозно било озздать образования готс-ропяк-лов с <5ос?оральноП группировкой в боковой цепи. Сосфораяа-рованио гетероциклои, как азвестно, повышает пх (фзнологЕ-ческуя активность а расширяет возможности практического применения в качество химнчеекнх средств зщдагы растснай, лекарственных препаратов а т.д.

Палью настоястсй работа являлось изучение особенностей поведения С-дииэопропоксвфосфорил-Н-аршшитрилиминов в реакциях с ^, *> -неггредсльниий (ацетиленовыми этиленовы-«и и сулъфоксяминовыми) производными Р(Ш) в наиболее доступными замещёниыуи этилоновы<я соединениями, а также вы-яадэние применимости этих реакций в качестве препаративных методов синтеза $ос<?ор&гаро ванных гетероциклов. 4

Нагнал новизна. Впервые изучено взаимодействие С-ди-язопропоксифос4оррл-Р-4-иитро4€Нилнитрилг.№ша с эфирами ацетиленовых и Д вромзамедонних этиленовых - фосфонистих кислот, в том число с глу.нолевым эфиром фенилэтинилфосфо -цистой кислоты, на исследовавийыся ранга в реакциях с другая! нитрилиминами. .Установлено, что реакции протекают по схеме [3+31 -цпклоприсоединекия с образованием в качестве коненнк продуктов рооизводннх 1,4-дпгидро-1,2,4-диаза*ос-£ррина. При этоы в случае 2-<$енцлэтинил-1,3,2-дноксафосфо-лана ц^клоприсоединенио сопровождается раскрытием диокса-ФоСцйлшюЕогс цикла. Направление реакций к структура образующихся соединений не зависят о? природы заместителя у углеродного атсиа нитрилнмина.

Впервые иолокулярная структура производных 1,4-дигвд-ро-1,2,4-дназа$осфоринй изучена с помогаю реитгеноструктур-пого анализа. Установлено близкое к плоскому строение ге-теремдакла и наличие сопряжения в системе кратных связей.

Установлено, что гетерократный аналог втиленовых производных Р(Е0, Н-(дифонйлфос4ано)ди:.,.етилсульфоксй«<шн. в реакциях с нитрилиииша не образует продуктов цлюгсприсо-единения. При наличии электроноакцепторних заместителей у • С-атоиа нитрилиьана получены ациклические ллиды £ос!ора, а в случае С.П-дйариднитрлтаиинов - открытоцашше квазифос-фонлевые соли.

Найдено, что С-дииэопропоксафос}орил-Н-4-нитрофгкил -нитршвдкин вступает в реакции классического ¿3+2]-пиклопри-соединенкя к стиролу и яроизводным азфиловой кислоты. В результате получены ранее неизвестные 3-фэс$орвлиропанные ¿^-пиразолины.

Практическая значимость. Разработаны препарата яне

методы получения новых фосфорорганических соединений, содержавших атом фосфора не голыга в цикле, но и в боковой цепи, что может расширить ассортимент химических средств защиту рсзтений, лекарственных препаратов к других биологически активных Фэществ.

Апробация работы. Результаты работы доложены на конференции: молодых учёных (Иркутск, 1990), на молодёжном колло1£Виуме йм. Арбузова по химии фосфорорганических соединений (Ленинград, 1990), - . жюсоюзном сешнар- по хиши Физиологически активных соединений (Ленинград, 1989), коллоквиуме ьз хиши я применение фосфорорганических соединений Ленинградского отделения ВЮ им. .Д.И'.Менделеева (Ленинград, 1991), Всесоюзном совещаяии по органической крис-таллохиши (Киев, 1991).

Дубликации. 'По теме диссертации 'имеется одна публикация в "Журнале общей химии" и тезисы трёх докладов.

Объём и структура работы. Диссертация содержит стр. машинописною текста, Г7 рисунков и состоит из введения, литературного обзора, в котором рассмотрено поведение китрилимитв в реакциях 1,3-дишлярного циклоп^иооединения, обсуждения результатов исследования, экспериментальной части, выводов и списка литературы, Еключащего 119 наименований'.

2 ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Возможность синтеза иестичленнпх фосфо^газотсодергащих гетероциклов, продуктов [з+з] -циклоприсоединения С-диизо -пропоксифосфоркл-Н-4-нитрофенилнитрилимяна (1а) к -

непредальншл производным Р(Ш), изучена на примере его реакций с диалклловыма и гликолевыгл эфьршли алкинЕ "фосфонлс-тых кислот (П,Ш), диэтиловым эфиром 2-бром-1-феЕШ1этенал -фосфонистой кислоты (1У), а также Ш-(дифеотлфосфано)да,.!а -тилсульфоксишном (7). С целью получения пяти членных гето-роцгчлои в результате [3+2] -циклоприсоединения иеаяедмр.по взаимодействие питрилимина (1а) со стиролом и производная а^рилогэй кислоты (У1).

+

П

Е-С=Н-Н-Аг

I

В.- [(Сйз)2®о]2р(0> (а), СН3С(0) (б), 0^00(0) (в), АгС(О) (г), Аг (д)

ш С6Н5

17

С6Н5

1г

(С6Н5)2РН=5 (0)(сн3)2 У

• Е-СЯ=СН, л

2

в. = с6н5, еоосн3, сн

Поведение фосфорюырованного нитрилимина (1а) в реакциях с ¿,р> -непредельными соединениями Р(Ш) типа (П,1У) по сравнению о другими гштршшминами [С-ацетил-, С-этокси-карболил-, С-бензоил- и С-арил-Н-арилнитршшминащ (1б-д)]] оценивали, используя ранее полученные данные. Для определения влияния заместителя у С-атсма нитршшмнна на направление взаимодействия и строение образующихся конечных продуктов в реакциях о ,£-непредельными производными Р(Ш) типа (14 ,У) исследован широкий круг нитрилиминов (1а-д1.

2.1. Взаимодействие нлтршшминов с эфирами -алкинплфосфонистых кислот

Во все?: изученных ранее реакциях нитрилиминоо с диал-кдловыми эфирами Л , р» -алканилфосфонистых кисло! получены продукты [з+з] -циклоприсоединения независимо 01 природы заместителя у-углеродного атош нитрилимина.

Нами найдено, что взаимодействие С-дгиэопропоксифосфо-рил-Н-4-натрофенилнитрилишна с диэталовым эфиром 1-пропи-ннлфосфонистой и дибутяловым эфиром фенилэтаналфосфонистой кислот протекает аналогично и приводит к образованию производных I,4-дигидро-4-оисо-1,2,4-даазафосфорина (1,2). Возникновение РЮ связи пропеходьт в результате дезалгагл.-.-ровшг,1я алкоксильной группы квазифоефон^евого циклического

интермедиата в соответствии со второй стадией реакции Арбузова. Указанное направление является основным как ори 20°С, так и при кипячении реакционной с;леси б тетрагидро-фураио. Скорость реакции (контроль по изменению интенсивности сигнала исходного фосфонита в спектре Ш»Р почти не отличается от скоростей аналогичных реакций с участием О-ацетил- а С-этоксикарбонил-Н- эриляитрилиминов. С)

[(СН3)2Си]2РС(С1)=Я-Ш-Аг + (С^)^ --

—[(сн3)2сно] ¡^с=н-5-.

(Н?0)зРС^СИ?

Аг + (С^5)зН-ЦС1

- .

т + А = С< [(СН3)2СНо] 2^С=Н-Н-Аг [(Ш3)2СН0] ^=0

(СзН^зН-НС! [

СИ

Е2

|СН3)2СН0]2Р=<)

"ЛТ-Аг

сг

-Н^С!

О

■Л

.сн

таг

/Н-АГ

•С » _

[(СН^^ОШ]^

1.2

Е1 = С^ (I). С4Нэ (2); Е2 = СН3 (I! , (2)

Получешшо диазафосфорипы (1,2) в спектрах растеризуется двумя сигналена с сГ р -1.4, 3.2 ц.д. [соединение (I)] я -2.4, 2.5 м.д. [соединение (2)] , которые относятся к химическим сдвигам ядер атомов фосфора, находящихся в боковой цепи и включённых в цикл соответственно. В сиектрсх ПИР соединений (1,2) дублет олефзнозог'1 протона

'Я> 31Р ха-

находится в области <Г 5.63 и 5.87 м.д. со значениями КССВ ^^(РН) 9.0 и' 11.0 Гц соответственно. В И>. спектрах соединений (1,2) отсутствует полоса поглощения связи С=С, имеются полосы поглощения связи Р=0 в области ПВО см (атом Босфора в цикле) и 1245, 1267 см-* (атш фосфора в боковой цепи).

Следует отметит* . что в отличие от полученных ранез производных 1,4-дигадро-1,2,4-диазафосфорина, содержащих в положении 3 такие заместители, как СНдС(О), 0^00(0), Аг, соединения (1,2) могут быть выделены в аналитически чистом виде лишь методов колоночной хроматографии.

Наряду с диалкиловнми эфирами алкинилфосфонистых кислот в раньой работе впервые в качестве Л -непредельного соединения Р(Ш) в реакциях с нитрилиулнами исследаван гли-колевый эфир фенилэтинилфосфонисзой кислоты (2-фенилэтинил-1,о,2-даоксафосфст»н). Известно, что включение атома Р(Ш) п диоксафосфолановый цикл придаёт ему ряд особенностей и обусловливает возмоотооть образования конечных продуктов необычного строения. Так, при взаимодействии 2-фенилэтинил-1,3,2-диоксафосфолана с яитрилиминали промежуточно возникающий циклический илид мог перейти в стабильный конечный продукт бициклического строения за счёт раскрытия диокса-фосфоланового цигла и внутримолекулярного алкилирования (направление А). Подобное направление, ш известно, реализуется .в реакции изоцианата этиленгликольфосфористой кислоты с О.Н-дифшолнитрилимином.

Наш установлено, что С-диизопро;юксифосфорил-Н-4-нит-рофгдалнитрилимин в.заимодействуе'- с 2-фенилэтинил-1,3,2-д1:-оксафосфоланом по схеме [3+31 -пиклоприсоединения с волнением атома фосфора в диазафосфориновый цикл (направление Б). При этом, очевидно, циклический илид нревращается в хлорид квазифосфония, в котором под действием хлорвд-иона происходит размыкание диоксафосфзланового цикла с образованием фосфорильной~и ^ -хлорэтоксильной группы. Конечный продукт - 1,4-дигидро-3-диизопропоксифосфорил-1-п-нптрофе-шт-4-оксо-6-фе/шл-4-(2-хлорэтокси)-I,2,4-диазафосфорин (3,

выделен в чистом виде методом колоночной хроматографии и представляет собой кристаллическое вещество жёлтого цвета. Спектр ЯМР 3*Р этого соединения содержит два сигнала с сГр -3.0 2.Э м.Д , отнесённых соответственно к химическим сдвигам ядер фосфора, находящегося в боковой цепи и включённого в цикл. В спектре 1ШР дублет олефинового протона находится в области 5.47 м.д. [2?(РН) 9 Гц]. Кроме м/ль-типлета сигналов протонов хлорэтоксильной группы с сГ 3.30 м.д. имеемся мультятшет сигналов протонов даизощопокси -фосфорильной группы с 4.42 м (СН) и 0.97 д (СНд) м.д. В ИК спектре отсутствует полоса поглощения сбПзи СЭЗ. Деются полосы поглощения при 1265 ц 1295 (связь Р=0 о .атомом фосфора в боковой цепи" и II"5 см~* ^овяэь Р=0 о ато-ком фосфора в цикле).

[ >С=СС6Н5

+

71-С=Н-НтАг

С

£

+

I-1

н

>-Аг

С = С> С а Г

'С6Н5

:н-лг

(с^^в-нст

-(С205)оП

- а.

СН

-С6Н5

■Н-Аг

С1

С1СН2СН20^ ^СН

о^с А

н

3-8

с6% Ь-Аг

Ц = [(СН3)2СН0]2р(0) (3), С6Н5 (4), СН3С0.(5>, С^ОС*} (6), п-К0рСаЧлС0 (7), САНЛ (8); Аг = п-Н0?САНл (Яб), СГР- (4&, п-ВгС6Н4 (5,8) М

Приведённая схема реализуется, как установлено наш на ряде примеров, и при взаимодействии 2-Ъ>птъг;птл-1,3,2-

диоксафосфолань. с нефосфорилированными нитрилиминами, имеющими у атома углерода ацетильный, этоксикарбонильный,бен-зоильн^й и фгнильныи заместители.

Замещённые I,4-дигидро-1,2,4-диазафо-сфорины (4-8) подучены выходом от 50 до 95$ в виде кристаллических веществ оранжевого, коричневого и белого цвета.

Спектры ШР соединений (4-8) содержат характерные для соединений диазафосфориновой структуры сигналы и области «^р -0.43 <• 4.2 м.д. В спектрах 11МР дублет олефинового протона находится в области сР 5.89-6.27 м.д. со_значением КССВ (РН) 0.9-5.0 Гц. Сигналы протонов хлорэтоксильной Группы представлены мультиплетом с $ 4.43-4.67 м.д. В ИК спектрах кмеютсй. полосы поглощения в области 1180-1125 и 1240-1265 см-*, соответствующие связи Р=0.

Необходимо отметить, что замещённые 1,2,4-диазафосфо-рипы (6,7), содерадае в положении 3 ацетильную или п-нит~ робензоильную группу, образуются (по данным ЯЫР % и 31Р спектроскопии) в виде двух стереоизомеров примерно в равных количествах. Разделить изомеры удалось дробной кристаллизацией. йзомарпя, по-видимому, обусловлена различным иро-странсавенным располокенисм хлррэтоксильной и фосфорильной группировок относительно карбонильной группы.

Таким образам, в реакциях диалкиловых и цикличзеодх эфиров -ацетиленовых кислот Р(Ш) с нитрилиминами в качестве конечных продуктов образуются производные 1,4-ди-гидро-1,2,4-дпа зафос|орина независимо от природы заместителя у С-атзыа нитриллмина.

2.2. Взаимодействие С-дппзопропокспфос$ори1-П-4-

нитрофенилкитршшмина с зфираш 2-галогензамзщённых алкенплфосфонистых .кислот

Как известно, производвд<? 1,4-дигидро-1,2,4-диазафос-форина могут быть получены не только из ¡Л -ацетиленовых производных Р(Ш), но и из 2-галогензачедё1пшх этиленовых фосфонитов.

На-.а установлено, что взаимодействие С-диизопропокси-фосз/зрил-Е-4-нитрофеяилнЕтршшмина с диэткловым эс;;ро:.: 2-

бром-1-фенилзтенилфосфонистой кислоты протекает, как и в изучегдшс ранее реакций* с участием нефосфорилиро^анных нитрзлиминов, по схеме [з+з]-цик.топрисоодинен-;я с сохранением "группировка Р-С=С. Превращение промежуточно возникающего циклического илида в стабильный продукт осуществляется путём элиминирования броыид-аниона с образованием бро-яистой квазифосфониевой соли, которая перегруппировыва тся в конечный циклический фосфзнат с выделением бромистого этила.

<да)2р66=5Лг

+ _ «да^. /~Аг —

[(СН3)2СН0]гРС=Н-5-Аг с = н

Й [(СНз)2СН012Р=0

V6 =

(СгНбО)^ /Н [(СП3)2С11£] ^

?6Н5 Н

Вг"^%вГС2Н5<о,н-н-Аг [(сн3)2сно] 2Р=0

Аг = й-П0рСАНи ,

Шлученны1гЗ-дпизопропоксифосфорил-1-я-1;глтрофен11л-4-оксо-5-фенил-4-этокса-1,2,4-дцаза£осфор:ш (9) - ^ристал -лаческое вещество жёлтого цвета. В спектре ЯМР Р характеризуется двумя сигнала?,а: сГр 3.0 м.д. (соответствует химическому сдвигу эндогшклпчсского атома фосфора/ и сГ р -3.0 ;а.д. (соответствует химическому сдвигу ядра атома фосфора в дипгоцропокслфосфорплыюм фрагменте). 3 спектре ШР соединения (9) имеется дублот олефзпового протона с <Г 7.05 м.д.. 23

(?Н) 14.0 Гц. Протоны отэксигрушш дп-азафосфорина (9) резонируй? при <$ 0.97 (СН3) и'3.65 м.д. (0СЧ2). Дшшые ИК спэктра такяо подтверждают предложенную структуру.

Татсим образом, во есох изученных пг^и реакциях С-дп -азопропоксйфосфрил-Я-4-1Штрс(5£11а.'!патр^д::::и!.'? с с£ира?"1

¿,/5-алкинил- д алк^нилфосфонистых кислот_получены, как и в реакциях этих фосфонитов с С-арил-, С-ацзтил- С-эток-сикарбояил-, С-бензоил-Н-ар?тнитрилиминами, тчщткты ^3+3]-циклоприсоединения - производные 1,4-дигвдро-1,2,4-диаза -йрсфорияа.

2.3. Молекулярная структура производных 1,4-дигидро-1,2,4-диазафосфорина

В данной работе впервые изучены молекулярные структуры производных 1,4-дигидро-1,2,4-диазафосфори^а на примере синтезированных ьами 1,4-дигидро-З-диизопропоксифосфорил -1-п-нитрофени; -4-оксо-Б-фенил-4-этокси-1,2,4-диазафосфори-на (9Ч и 1,4-дихддро-4-оксо-1,3,6-трифенил-4-(2-хлорэх'ок -си)-1,2,4-диазафосфорина (4) (рис.1), а также полученного ранее! 6-трет.-бутил-1,4-дигидро-:-оксо-1,3-дифенид-4-этил-тио-1,2,4-ди?зафс форина (10). Рентгеноструктурный анализ выполнен В.А.Наумовым : И.А.Литвиновым (ИОФХ им. А.Е.Арбузова) .

Установлено, что гетероцаклы молекул (4,9,10) обладают сходным строением.

Геч'ероодтиш молекул (4,10) имеют конформацию сильно угчощёкиой ваннн. Фрашент Н^С^С5С6 плоский в пределах 0.01 А (соединенна 10) и 0.0x5 А (соединение 4). Отклонения атомов Ы1 и Р^ от этой плоскости составляют соответст-вешо -0.103 и -0.250 I: -0.052 и -0.042 1 для соединений (10) и (4) соответственно . В молекуле (4) гетероцикл в целом можно считать плоским: отклонения атомов от его среднеквадратичной плоскости не превниают 0.037 А.

Длины соответствующих связей в гетероциклах молекул (4,Ю) совпадают в пределах экспериментальных погрешностей. Наблюдаете! различие длин связей Р4-С3 и Р4-С5: по-видимому, стерические затруднения между заместителями при атомах фосфора и СЗ обусловливают некоторое удлинение связей Р4-0 . Геометрия заместителей в молекулах (4,10) обычная.

Кон?ормяция гетер->цвдла молекулы (9) - уплощённая софа (конверт). Фрагмент С^^С^С5 плоский в пределах 0 0.02 А, отклонение а~эма Р4 от этой цлоскости на 0.178 А.

- и -

Рис. 2 3Л. Молекулярная структура: А 1,4-дигидро-4-оксо-1,3,$-трифенил-4-(2-хлорэтокс1т)-Г,2,4-диазафосф9рика (4) Б_: 3-циизогфопок^ифос^{Мл-1-п-Н!п,рофа»:и-4-оксо-5-феншг • 4-эгокси-1,-2,1-Лиазафосфорика (9)

Двугранный угол мевду плоскостями С3Г2й1С6С5 и С5?4С3 равен 8.8°. Атом Р3 отклоняется от плоскости гетероцикла па -0.315 А (в противоположную от атома Р^ сторону).Возмо&ьо, что незначительное отклонение атома Р4.от плоскости остальных пяти атомов гетероцикла обусловлено стерическими причинами .

Эндощшшческий валентный угол С^Р^С^ 100.5°, несколько меньше, чем в известных фосгооринанах МО4°), что монет быть обусловлено геометрией плоского пятиатомного фрагмента. Противолежащий валентный угол увеличен до 125.2°.

Л о в

Длины эндоцакличеоких валентных связей Р-С° 1.789 А п 1.757 А. Такое различие монет быть обусловлено сте-

раческими причинами. Длина экзоциклической связи Р3-С3 1.804 А, обычная для связи Р-С в ациклических фосфонатах.

Распределение длин связей, в плоском пятиатошюм фрагменте свидетельствует о сопряжении в нём: двойные связи ' ' № и- С «=С незначительно удлинены по сравнению со сред-неотагис.тическими,. одинарные Н^-Н2 п - укорочены.

Геометрия фосфонатного фрагмента обычная.

Таким образом, с помощью рентгеноструктурного анализа устанот"еио, что различные заместители у атома С3 и атома фосфора оказывают незначительное влияние на геометрию ге-тероциклов. , '

г

2.4. Взадмод ■Чстзие Н-(дифенилфосфцно)дш.ютилсульфоксшяша '• ' с нптрилишнаш

П-(Дцфе1Шфосфано)дыметилсуллфокси№Ш представляет со-бо! гетерскратицй аналог Л,р>-этиленовых прОизЕодашс Р(Ш) н 1 принципе способен.проявлять сшйства своеобразного 1,3-Д11- одя подобно нзоцаанатам и пзотиоциана-таы кислот Р(Ш), дли которкх реакции цакяокрисоедипоаия к нитршшшшам п совладениям о активированными кратными связями хорошо из-вегл'ны.

При изучении взаимодействия широкого круга нитршшми-щш с Н-(дифвиилф0сфан0)диметилсульф0ксиш:10м ¡шли установлено, что в отличие от рассмотренных бызо реакций с учас-

таем эфяроь «<,уЕ>-алкпщ»л- и алкеннлфосфонисих кислот, природа заместителя у углеродного атома нитряливдна определяет строение конечных продуктов. При оток, однако, ни в одном случае не зафиксировано образования продуктов цикло-присоединения.

Так, при взаимодействии С-диизогропоксифосфорил-, С-ацетял-, С-этокс>??арбонаа-, С-п-ни гробензопл-Н-арялни три.. -иманов с Н-(дафенилфосфзко)дйме,пнлсульфокснкщном получены стабильные адикллчпкяе плиды фосф-ра (11-16). Отсутствие пиклизацяп в данном случае гложет быть связано как со сте-ричесянул препятствиями, создаваемой двумя мотальными группа!® у агома сер!**, так п более зпачдтальпьм выравниванием электронной плотности по систег,*э сопряжённых связей.

+ ♦ -ад^.^2; ч-

£р 12.5;5.1 н.д.(II)} 4.7*б.8м.д.

СН_ 0 , - (12-16)»

>1» МР=С)'1310-1350 с'Г1; .

—(СбН5)2Р^ " ''>нЗлг Е> (ГЫ>=0) 910*930, 1110*1150 см"1

ГГа-16а

[(СН3)2СН0]2р(0) (II), г.-Е02С6Н4 (12), С0СН3 ,13), С^ОСО (14,15), п-КОрСдН^СО (16); Аг » п-Ш^С^ (II; ,15) С61% (12-14,16),

Следует отметить, что на сспсзаппп споитралыда данных сделать ¿дпозначлпЗ выбор меаду открнтоцеппым гш циклическим строением полученных соодягзппй но представляется возмоеШсл ввиду близости значений соотвехсх'ву^зпх характеристик. Достоверно ациклическое строения продуктов подтверждено с помоаыэ рснтгенострутстур^огэ апаллза.вшюлпея-ного А.Н.Чехловым ('ЛФАВ РАН), па птамеро [(дим?тплсуль£<ж-симнно)дкфет1л]|^с^н(фзшиаза)одот1стлет1пида (¿"4".

Взап;:одейств;:е 5-(дифснплфосгига) диметнлсульфопспмтша

о С ,Н-диарилнитрилищнами, получаемша из соответствующих хлолгидразонов, в отлична от реакций с нитрилиминаш, которые содержат электроноакцепторные группировки у атома углерода, не останаахивается на стадии образования ациклического илида. 2а счёт находящегося в реакционной шссе хвд-рохлорида триэтеламина в качестве конечных продуктов сбра-вуются квазифосфониевые соли (17-19).

Однако в отоугствие цротонодоноров (при генерировании СД-дифешшщтрилимина термическим разложением 2.5-дифенил-тотразола) получается достаточно стабильный [(диметилсульф-о ксимино) дифе нил]фосфин( фенил аза )фешш,1етилид (20). Последний при кипячении о эквимольным количеством гидрохлорида ш.ридина превращается в хлорид [(диметилсульфоксимино)ди-фешш](фенилаза)бензилфосфония (17).

9,

(с6н5)2р-ы=5(сн3)2

+

АГС=Н-П-С6Й5 (из хлоргадраэона)

Е^Ы-ДОГ -Е4зЫ

0 1

^ СН-Н=Ы-СсНс

Аг

19

сг

(С6Н5)^

-•!615)2Р-^(СНЗ)2

|1 17"К

О

л4(СН3)2

ч9=Н-НН-С6Н5 Аг .

+Р|| -НС1

Н=1(СН3)2

сг

+■ -

6Н5

20

СзЙд-С^Н-Н-С^ • (из 2,5-дафекилтетразола)

Аг * С6Н5 (17), п-РС6Н4 (18), п-ВгС6Н4 (19)

Необходимо отметить, что в отличие от соединения (20), шьды (Т1-16) не взаимодействуют с гидрохлорицом пиридина, что, вероятно, обусловлено пониженной основностью карбани-

онного цешра при наличии электроноакцепторного заместителя у атома углерода.

Квазифосйониевые соли (17-19) - окрашенные кристаллические вещества. Химические сдвиги ядер фосфора в и" спектрах ЯМР 31Р лэжат в области <Гр 17.0-19.3 м.н. Сигналы протонов мотильных групп, связанных с атомом серы, в сп?к-арах ПМР проявляются в области с cf 3.31-3.44 м.д. я сдвинуты в оолее слабое поле по сравнению с сигн&пами. • соответствующих протонов в илидах (11-15). В ИК спектрах отсутствует полоса поглощения в области I300-LS50 см , соответствующая связи Р=С. Полосы-поглощения группы Н= $ (0) проявляются а виде дублета в области 950-965 л III0 см~* . Валентные колебания группы НН проявлтэтся в виде • широкой яолосы поглощения с максимумом 342П-3440 см-*, что свзде-тельстзует о наличии водородных связей Ш.. .0=s .

Квазифосфониевые соли (17-19; обменивают хлорид-анион на тетрафенилборат-аниоч при обработке их тетрафенплбора -том у атрия.

лг=$(сн3)2

Ar

er

SaB(C6H5)4f -HaCI

B(C6H5)4

— Г(С Не) ^(снз)2

Аг

21-23

АГ = С6Н5 (2х), п-РС6Н4 (22), п-ВгС6Н4 (23)-.

В спектрах ЯМР Э1Р квазифосфонпевнх тетрафенилборатов (21-23) химический супзиг ядер фосЗора находится в области ¿"р 18.2-20.5 м.д. В спектре ЯМР !1В наблюдается сигнал <ГВ -46.2 м.д. В спектрах ПМР сигналы протонов метильных групп при атоме серы сдвинуты в область более сильных пчпей (<Г 2.07-2.85 м.Д.) по сравнению с их положением в квазифезфо-ниевых хлоридах (17-19). В 1!К спеглрах отсутствует полоса

< поглощения связи Р=С. Группа Я= $ (0) поглощает в области • 940-950 и Ш0-П20 см" . Валентные колебания группы Ш проявляются в виде узких полос поглощения в оолас'хи 33363320 см"1.

Таким образом, при взаимодействии В-(дафенилфосфино)~ дашетилсудьфоксимина о нитрилиминаш, солэрзащмш у С атог Ш электроноакцепторныа группы (С-диизоцрошксифосфорил-, С-ацехил-, С-этоксакарбошл-, С-п-нитробензоил-) реакция останавливается на стадии образования ациклического илида Б реакциях с СД-диарилнитрилишнаш образующиеся илиды легко цротонируются гидрохлоридом триэтилашна, давая в качестве конечных цродуктов ациклические квазифэсфониевые • соли,

... С.5. Взаимодействие С~дии90црошксифоофорил-Л-4-яитрофенилнитршшшна со стиролом и производными акриловой кислоты

Наряду с реакциями циклоприоо единения к Л -непредельный производным Р(Ш), которые протекают по типу сыо- . шшшой дашерпзахцш 1,3-даполай, ,цля С-диизопрошксифосфо-р:и-Е-4-ш1трофенилнитршвшина характерны реакции "классического" Го+2]-цпклоприсо едошанпя. Так, при взаиыэдейотвии со " стиролом и производными акриловой гаслоты наш получены устойчивые пиразодины (24-26), содержащие в полсасении 3 да-изоаропокшфосфорильную группу. Синтез таких соединений пра ;:т9влшт -значительный практический интерес, так как ►постно,!что фо сформированные пиразоднны являются еффек-. хшг:шы средствам звдиты растений.

«

в.-сн=сн2

-4- . . | в

2сно12Р$=Ы-П-С6Н4-Ш2-п о

а-снг—с' 'А I ° Гнв

[(СН3)2СН0]2Р-С Я-С6Н4-Н02-п Г

24-16

Р = С6Н5 (24), С00СН3 (25), (Ж (26)

Спектры ЯМР ^Р гетероциклов (24-26) содержат ¿динсг-венный сигнал в области <Гр 2.4-4.3 м.д. В спектлах ПМР присутствуют сигналы метиленогых ( <^Нд 2.90-3.26 м.д. • сГНд 2.42-2.73 м.д.) и метановых (4.75-4г9С м.д.) прото -нов кольца, £ также гротонов диизопропоксифосфорильной ¡0.85-1.05 д (СН3), 4.52-4.75 м (СЮ м.д.] группы. Значения КССВ 27(НаНв) 18-19.Гц, 3^(НсНв) 6.3 Гц и ^(Н^д) Т2 3 Гц однозначно подтЕерздают порядок присоединения С-дяизо -пропокси$асфорзл-П-4-!!лтро$енилш:;грилищна к связи С=С л нахождение диизопройокспфосфоральпой труппы в положении 3 гетероцяюта. 2 ИК спектрах отсутстззгот полоса' поглощения связи С=С. Полоса поглощения патентных колебаний связи Р=0 представлена дублетом в области 1160 л 1190- см-^.

выводы

1. Ра примере С-диизопропоксифосфорпл-Н-4-питрофоппл-нптршшмина впервые исследованы роакщи 1,3-дпполярного циклопрпсоедипенля С-фосаорзлировагошх нптрплиминов к -непредельным производным Р(Ш) и некоторым зскещЗкнш.1: алкэ-нам. Установлено, что С-днизопропоксафосФорнл-Н-4-!Штрофе-нилнитрилимин образует продукт такого ~о строения, как п нитрилтшны, содержащие у С-атома другие глокгронсакцепторные заместители ГСН3С(0), 0^00(0), АгС(О)] . '

2. Взаимодействие С-дпизопроЕОКспфосйорял-П-4-нитрофо-нилнитрилимина с диалкиловымл Зфарама алкигалфосфопистых кислот протекает по схеме [3+з]-цпклоприсоединепия п приводит коновым зестачленным гетероцикяам - производным 1,4-ди-гидрр-4-оксо-1,2,4-диазафосфорина,'"содержащим атом фосфора в цикле и боковой цепи. [З+з]-Циклопрпсостшненио С-диизопро-покс::фосфорил-Г-4-нитро$енилнитри.таА!ина, а также взятых для

сравнения нефосфорилированных нитрилиминов к 2-фе.чвдэтинил-1,3.2-диоксафосфолану сопровождается раскрытием диоксдфос-фоланового цикла и приводит к образованию замещёнидх 4-(2-галогенэтокси)-1,4-дищдро-4-оксо-1,2,4-диазафоо$оринов.

3. Найдено, что С-да|Язопрошксис1х)с$орил-Н-4~нитрофс -нилнитрилимин аналогично изученным ранее неФосфорилирован-еш нитрилиминам образует цри взаимодействии с диэтиловым эфиром 2-бром-1-фешитзнилфосфонистой кислоты замещённый 1,2,4-диазафосфорин с сохранением фрагмента Р-С=С в результате элиминирования бромид-иона из промежуточного циклического илида.

4. Впервые методом рентгеноструктурного анализа на трёх соединениях изучена молекулярная структура производных 1,4-дагидро-1,2,4-диазафосфорина. Установлено, что ге-тероцикл имеет близкое к плоскому строение, а значение длин связей в кЗм свидетельствует о сопряжении.

5. По1сазано, что Н-(дифеиилфосфино)диметил2ульфокси - ' ш, ^..^.-непредельное соединение Р(Ш) с гетерократной связью, при взаимодействии с нитрилиминами не образует, продуктов циклоприсординения. При этом в реакциях с участием С-диизопропрксифосфорил-П-4-нитрофеш1лннтрилимина1 а также нефосфорилированных нитрилиминов, содержащих элект-роноакцепторную группу у атома углерода, получены ациклические илиды. Взаимодействие Н-(дид}енилфосфино)днметилсульф-окс^мина с СД-диарилнитрилиминами приводит к открытоцеп -ным .--щуктам квазифосфониевого типа. Полученные соединения

представить интерес как полифункциональные фосфорсодержащие синтоны.

6.'В результате проведённого исследования доказана возможность синтеза на основе С-фосфорилированных нитрил-ач юв н -непредельных производные Р(Ш) шестичленных гетироциглов с атомом фосфора в кольце и боковой цепи. Получение в реакциях С-данзопропоксифосфорил-Н-4-нитрофенал-нитрилимина со стиролом и производными акриловой кислоты З-даизопропоксищосурорил-Д*"-пиразолинов указывает на применимость С-фосфорилированных нитрилиминов в реакциях "к:щсс*,ческого" [3+2] -циклоцр;;соединения для синтеза раз-

нообразннх фосфорилированных птероциклов.

Основное содержание диссертация отралспо в работах:

1. Сенюх С.М., Нонестнлков В.К., Триншн Ю.Г., Чгатоклотов З.Н. Взаимодрйствяе дифендлфосфянодамотилсульф< зсимина с яитрал?1шнаш // Тез. докл. УШ конф. гмхпсдих учёных-хпмиков Иркутского университета. - Иркутск, 1990.

С.109.

2. Сенвх С.М., .И&местнлков В.И., Тригглн Ю.Г., Чпстоклетов В.Н. Синтез производных 1,2,4-даазафосфорияа я Л2-ш~ разолина на основе циклических эфиров ¿ф -непредельных фэсфопистых кислот//Теэ. дсыл. конф. молодых учёных "Современные проблемы получения лекарственных препаратов". -Д., 1990. - С.54.

3. Тргагин Ю.Г., Лгтвлнов И.А., Наумов В.Л., Наместников В.И., Сенпх СЛ., Чпстоклето- В.Н. Молекулярная струг . тура фосфорсодержащих готероцпюпзп, образуотшхся пр:« цпклоприсоодянети: попргдельтпг соединоппй фосфора к пптрилпминам // Тез. докл. Я Всоо. совс-ц. по органической кристалл охлмпя. - Клав, 1991. - С. 104.

4. Сенгк С.М., Нвнестшжов В.И., Трпгпид П.Г., Чистокяотов

B.Н. Производпыо 4-(2-галогепэтокси\-4-оксо-1,2,4-дпаза-фосфорина // Я. обч. хЫсзя. - 1990. - Т.О), 0 9.-

C.1926.

6.С7.92Г. Загс.395-100 РТП ПК СИНТЕЗ , Мосйоеселй пр.2б