Салициловые производные фосфористой кислоты в реакциях с соединениями, содержащими C=O и C=N кратные связи тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.08 ВАК РФ

На правах рукописи

»Г б О*

15 т 'Ьс

ИВКОВА Гульиара Аскяровна

САЛИЦИЛОВЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ ФОСФОРИСТОЙ КИСЛОТЫ 3 РЕАКЦИЯХ С СОЕДИНЕНИЯМИ, СОДЕРЖАЩИМИ С=0 И C=N КРАТНЫЕ СВЯЗИ

02.00.08 - химия элементоорганических соединений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

КАЗАНЬ - 1996

Работа выполнена на кафедре высокомолекулярных и элемент« органических соединений химического факультета Казанско] государственного университета.

Научные руководители: доктор химических наук,

профессор И.В.Коновалова

доктор химических наук, старший научный сотрудник В.Ф.Миронов

Научный консультант: кандидат химических наук, доцент

Л.М.Бурнаева

Официальные оппоненты: доктор химических наук,

профессор МА.Пудовик

доктор химических наук, старший научный сотрудник Н. А. Полежаева

Ведущая организация: Казанский государственный

технологический университет

Защита состоится "26 "Лемзря 199 о г. на заседанш диссертационного Совета К 053.29.02 по химическим наука? Казанского государственного университета (г. Казань, ул. Кремлевская (ранее ул. Ленина), 18, КГУ, Бутлеровская аудитория).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГУ.

Отзывы на автореферат просим присылать по адресу 420008, г. Казань, ул. Кремлевская (ранее ул Ленина), 18, Научна» часть КГУ.

Автореферат разослан I 26 » НОР£/>Я_1996 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета, ■ , /

кандидат химических наук С'ТТН.Р.Федотова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Химия гетероциклических систем, содер-1щих трехвалентный атом фосфора, - одна из динамично развиваю-ихся областей элементоорганического синтеза. Это связано не толь-э с разносторонним'! областями практического применения фосфор-здержащих гетероциклов, но и с возможностью их использования в этническом синтезе. К таким гетероциклам относятся и фосфори-фонанныс производные салициловой кислоты (салицилфосфиты), адержащие реакционноспособный ангидридный фрагмент Р-О-С(О), эторым в последние 5-6 лет уделяют значительное внимание как у ас в стране, так и за рубежом. Эти соединения интересны с несколь-их точек зрения. Прежде всего, они являются производными при-одного биологически активного вещества - салициловой кислоты - и ами могут проявлять биологическую активность; во-вторых, они пер-псктивны в качестве новых типов лигандов в синтезе металлоком-лексов, обладающих каталитической активностью в различных реак-(иях. Являясь смешанными ангидридами фосфористой и карбоновой :ислот, салицилфосфиты могут выполнять функции фосфорилирую-цего, ацилирующего и конденсирующего реагента. Синтез, исследс-;ание реакций таких соединений и разработка методологии их испо-[ьзования и создания на их основе новых типов полифункционали-ирующих реагентов представляет несомненный интерес не только для «временного органического синтеза, но и для биохимии. Сочетание в щной молекуле нуклеофильного атома фосфора и элекгрофильной сарбонильной группы, возможность легкого раскрытия ангидридного фрагмента на тех или иных стадиях взаимодействия должны, с нашей точки зрения, привести к необычной химии таких соединений и изляются весьма ценными предпосылками для полутения новых типов гетероциклических систем. До начала наших работ во взаимодействие ; салициловыми производными фосфористой кислоты был вовлечен :равнительно узкий круг карбонильных соединений (хлораль, гексафторацетон, галогенсодержащие эфиры ацетоуксусных кислот и некоторые другие), выполняющих роль электрофильного партнера, а реакции салицнлфосфитов с органическими нуклеофилами, содержащими кратные связи, не были известны.

Цель работы. 1) Изучение реакционной способности смешанных ангидридов салициловой и фосфористой кислот в нуклеофиль-ных и электрофильных реакциях с соединениями, содержащими крат-

ные связи (карбонильные соединения и их аза-аналоги), 2) разработ ка методов синтеза новых гетероциклов и открытоцепных структур и основе салицилфосфитов.

Научная новизна и практическая значимость. Впервые проведен систематическое исследование реакций салицилфосфонитов и -фос фитов, содержащих как донорные, так и акцепторные заместители ( том числе группировки с кратными связями) у атома фосфора, с ра; личными карбонильными соединениями - трифторацетоном, гекса фторацетилацетоном, этиловыми эфирами бензоилмуравьиной, мезс ксалсьой и пировиноградной кислот, салициловым альдегидом, нш рилом пировиноградной кислоты. Выявлена высокая регио- и стерсс селективность этих реакций, подобраны условия и реагенты, позьол;: ющие пол>чать разнообразные би- и трициклические фосфораны, 6,7 бензо-1,3,2- и 6,7-бензо-1,4,2-диоксафосфепаны.

Впервые с использованием салицилфосфита, содержащего качестве экзоциклического заместителя остаток оптически активног спирта - / ментола, проведено изучение стереохимичесхого результат в реакциях с гексафторацетоном и бромом.

На примере различных по структуре иминов показана возмож ность регио- и стереоселективного синтеза 6,7-бензо-1,4,2-оксазафос фепанов на осноЕе как нуклеофильных, так и электрофильных рсак ций салицилфосфитов, получены ряды реакционной способности подтверждающие нуклеофильную атаку имина на карбочильну! группу салицилфосфита. При наличии экзоциклической трифтораци льной группы у атома фосфора, содержащей более электрофильны] атом углерода, показана возможность получения фосфонатов с сохра ненным фосфоринановым фрагментом.

Практическая значимость работы заключается в разработке но вых методов получения разнообразных функционально замещенны: производных семичленных гетероциклов - 6,7-бензо-1,3,2-, 6,7-бензо 1,4,2-диоксафосфепанов, 6,7-бензо-1,4,2-оксазафосфспанов, 2-три фторациламидоалкил-1,3,2-диоксафосфоринанов, би- и трццикличсс ких фосфоранов, а также некоторых фторированных кетонов, Н( содержащих фосфора.

Основные положения, выносимые на защиту, результаты реакцш салицилфосфитов, -изоцианатофосфита и -фенилфосфонита с три фторацетоном, гексафторацетилацетоном, этиловыми эфирами бензо илмуравьиной, мезоксалевой и пировиноградной кислот, салициловым альдегидом, нитрилом пировиноградной кислоты, показывающие возможность синтеза разнообразных гетероциклических структур результаты электрофильных и нуклеофильных реакции салицил-

росфитов с иминами, позволяющих получать 6,7-бензо-1,4,2-оксаза-зосфепаны; стереохимическая интерпретация результатов реакций алицил-/-ментилфосфита с гексафторацетоном и бромом.

Апробация работы и публикации. Результаты работы докладыва-шсь и обсуждались на студенческой конференции "Исследование ЕЮС спектральными методами" (Казань, 1992 г.), на IV и V Всерос-ийских конференциях "Карбонильные соединения в синтезе гетеро-щклов" (Саратов, 1992, 1996 гг.), IX Международном симпозиуме по ммии фосфора (С.-Петербург, 1993 г.), III Всероссийской студенческой научной конференции "Проблемы теоретической и эксперимен--альной химии" (Екатеринбург, 1993 г.), на I Международном симпо-:иуме по химии и технологии фторорганических соединений (С.-1етербург, 1994 г.), на симпозиуме по органической химии (С.-Петербург, 1995 г.), на итоговой научной конференции КГУ (Казань, 1995 \), XIII Международной конференции по химии фосфора (Иерусалим, L995 г.), на II Всероссийском семинаре "Новые достижения ЯМР в ягруктурных исследованиях" (Казань, 1995 г.), на IX Международной конференции по химии фосфора (Казань, 1996 г.). По теме диссерта-дии опубликовано и находятся в центральных химических журналах 9 статей и 12 тезисов докладов.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на праницах, содержит 37 таблиц, 5 рисунков и состоит из введения, грех глав и выводов. Первая глава представляет собой литературный эбзор, посвященный анализу новых данных о синтезе и реакционной способности фосфорсодержащих производных салициловой и антра-шловой кислот, опубликованных в 1991-1996 гг. Во второй главе эбсуждаются результаты собственных исследований. Третья глаза содержит описание эксперимента.

Работа выполнена на кафедре высокомолекулярных и элементо-эрганических соединений Казанского государственного университета в соответствии с координационным планом РАН по направлению 2.12 -<имия элементоорганических соединений (N государственной регистрации 01960001505), и планами грантов - научно-технической программы "Университеты России" (проект UNI-003-95) и международной Соросовской программы образования в области точных наук [SSEP "Соросовские студенты и аспиранты" (грант а96-1880).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Реакции салициловых производных фосфористой кислоты с карбонильными соединениями

Синтез 2,4-диоксо-6,7-бензо-1,3,2-диоксафосфепанов. Рсакцш салицилметилфосфита 1 и салицилфосфонита 2 с этиловыми эфирам! пировиноградной к бензоилмуравьиной кислот протекают с образо ванием продуктов расширения салицилового цикла - 2-11-2,5-диоксо 4-11'-4-этоксикарбонил-6,7-бензо-1,3,2-диоксафосфепанов 3,4 и отличаются при использовании фосфонита 2 более высокими скоростью I стереоселективностью. Взаимодействие включает нуклеофильную ата ку фосфора на углерод группы С-О (биполярный ион А), последую щую перегруппировку Р -С-0"->Р -О-С" в промежуточный биполярный ион В и завершает реакцию нуклеофильное замещение у карбо нильного атома углерода, имеющее результатом образование связи С С. Термолиз вещества 3 приводит к новому производному бензофу рана - этиловому эфиру 2,3-дигидро-2-фенил-3-оксо-2-бензофуран карбоновой кислоты 5. Структура полученных соединений доказан; данными ЯМР 13С, 31Р, и ИКС.

a°^PR + R'-ÇCOOEt

го 5>

о

О ° О c-COOEt

1,2 А В

Я R

ULr,_ R-OMe.R-C.ib UL/^COOEt +

V \4 00Et V ОМс

О R' О

О. г.Н- О

•Р-ОМс

3,4 5

R = ОМе, R* = С6И5 (3) 6Р -10 м.д; R = ( tII5, IV = OI3 (4) SplO, 11М.д. (di:d2 = 82:6)

Реакция нитрила пировиноградной кислоты с салицилфосфито; 6 происходит при длительном выдерживании смеси (20°С) с высоко: регио- и стереоселективностью и приводит к диастереомсрной cmcci фосфепанов 7 (6с1: 188.77 д, d,, 3JPOcc 189-37 Д> d2> 3jpocc ^ 6с: 78.54 д, d,, 2JP0C 7.5; 78.09 д, d2, 2JP0C 8.0] и 8 [5С': 163.32 с, d,; 163.16

d2; Sc2: 67.85 д, d,, 164.7; 67.3 м.д., д d2, МРС 166.7 Гц] в

соотношении 91:6. Анализ спектров ЯМР *Н, F, 13С, 31Р, а также данные ИК и масс-спсктрометрии позволяют нэдежно идентифицировать полученные соединения.

о о

JUOR ^Й^ОК

се™+ <тя +

v*-" О н \ CN п

О О СНз о

6 7 8

5р -9.71,-9.4 м.д. 8р 14.2, 13.3 м.д.

R=CH2CF2CHF2 (di:d2 = 82:6) (di:d2 = 2.7:1.3)

Атом фосфора в салицилфосфитах является хиральным, и в вышеперечисленных реакциях часто образуется один или несколько хи-ральных центров, т.е. получается смесь диастереомеров. Введение в молекулу салицилфосфита дополнительного хирального центра с известной конфигурацией, такого как /-ментильный остаток (RRR), приводит к появлению двух диастереомеров /-ментилфосфита 9 (SRRR, RRRR) в соотношении 48:52 (5Р 127.30 и 127.23 м.д.).

Взаимодействие салицилфосфита 9 с гексафторацетоном затрагивает хиральный атом фосфора и приводит к образованию двух диастереомеров диоксафосфепана 10 с 5Р -11.60 (dj) и -11.77 м.д. (d2) с тем же соотношением (d|:d2 ~ 49:51), что указывает на сохранение конфигурации атома фосфора. В спектре ЯМР 19F сигналы ядер фтора диастереомера Ú2 более уширены и проявляют меньшую неэквивалентность (ASf -0.3 м.д.), чем сигналы di (A6f ~1.5 м.д.). Учитывая эти данные, а также более- сильное дезэкранирование ядер углерода диастереомера d( по сравнению с изомером d2, можно заключить, что для последнего реализуется более напряженная структура с экваториальной группой Р=0 и аксиальным /-ментильным фрагментом. На приведенной ниже схеме атомы фосфепанового цикла О1, С4"7 изображены расположенными в плоскости, поскольку содержат два планарных сопряженных фрагмента.

Взаимодействие фосфита 9 с бромом приводит к салицилбром-фосфату salP(0)Br [sal = С6Н4С00(0)-1,2] и ментилбромиду, причем последний образуется в виде смеси двух изомеров (RRR, RRS), что возможно при условии реализации Sjvjl механизма на стадии отщепления ментилбромида от квазифосфониевой соли.

Л 9 "

СЕзССГз О

Ч 3 рз

\2..М>0.....41 ^

10 5Р -68.54, -69.98 М.Д. 9.47 Гц

10 5р -69.06,-69.36 м.д. 9.14 Гц

Сложный характер носят реакции салицилфосфита 1 и салицил-фосфонита 2 с р-дикетоном - гексафторацетилацетоном, приводящие к образованию смеси таутомсрных форм диастереомеров 6,7-бензо-1,3,2-диоксафосфепанов 11а,Ь [8р -14.0 уш.с. 11а; £р 9.0 м.д., уш. с, 11Ь].

гО^-О .СИ

ис >к + Стз^

V0 <4 >

о н

1,2

О

» п

ц о — Пг

// 4 о

СИ

11 в

К = ОСНз (1,11а), РЬ (2,11Ь)

О

*и к

й I СНгССТэ ° СТ3 I

3 о

11 А

V».

°-Рч> "н

С-< / & й««-

11 с

о

Это связано с наличием способной к енолизации группы СН2.

ito находит свое подтверждение в сложной картгше, наблюдающейся в ПК спектрах |(11а, voh 3400,3200,3180; vC=o, vC=c 1784,1746,1700, 1690,1674; vC=c , 8сон 1616, 1588); (lib, vc=o 1760; vc=o, vC=c 16901715; vC=c 1670; voh 2900-3000 см"1)]. Согласно данным ЯМР 13с, 31Р, 1Н и ИКС вклад формы А очень мал.

Гидролиз фосфепана 11а приводит к образованию фторзаме-щенного 1-(2-гидроксифенил)-2-гидрокси-2,4-бис(трифторметил)-бу-гандиона-2,4 12 [vOH 3000, 2650, 2550 см"1] в виде смеси таугомеров. Присутствие форм Л и В подтверждено данными ЯМР 13С и ИКС.

О

Cf™=CCF} ^-¿-CH2-CCF3 ^-¿СП=С°Н

о CF) ОН ¿¿F3 & ЙЬз ^F,

Па 12А 12В

С целью исключения возможности образования водородных связей, существенно усложняющих спектральные параметры соединений 11, была исследована реакция салицилфосфита 1 с сили-льным производным гексафторацетилацетона - 1,3-бис(трифторме-тил)-3-силоксипропен-2-оном. Взаимодействие осуществляется лишь при нагревании и приводит к образованию четырех стереоизомерных форм 6,7-бензо-1,3,2-диоксафосфепана 13, обусловленных не только присутствием двух хиральных центров - фосфора и углерода, но и Е,1-изомерией относительно связи С=С.

а

с>

со7

II

о

1

POCHj + CF3-C CH=CCF3

II I О OSiMe3

О

. II

^ „О-Р

,осн.

I II „ О OSiMe3

^^с-с^сн^.

о CF3

~CF3

13

8р-10.9,-10.95 м.д. (10:1) 5Р -12.75, -13.59 м.д. (0.5:3)

Синтез Я5-спирофосфоранов на основе салищшизоцианатофосфи-

та. Нами показано, что 4-оксо-4Н-1,3,2-бснзодиоксафосфорин 2-ил-

изоцианат (салицилизоцианатофосфит) 14, который наряду с эндоцн клической карбонильной группой содержит высокоактивную изо цианатную группу, легко реагирует с гексафторацетилацетоном пр] охлаждении до -25°С и приводит к 2,4'-диоксо-4,6-бис(трифтор метил)-3,7-диокса-1-аза-8-спиро-2'-(4Н-1,3,2-бензодиоксафосфорин)-8-фосфабицикло[3.3.04-8]октану 15 ( 5Р -40.0 м.д., уын 3200 см-1, 6СН= 6.30, ^Рссн 24.0 Гц; 7.02 м.д.).

О

СН ш 4 о

г н Сг ^ЛУ»

15 ¿Тз

Устойчивое кристаллическое соединение с пентакоордини рованым фосфором - 2,4'-диокса-5,6-бензо-3,7-диоксо-1-аза-8-спиро 2'-(4Н-1,3,2-бензодиоксафосфорин)-8-фосфабицикло-[3,3,04'8]октан 1< [5Р -36.0 м.д., умн 3180 см-1] получено также при нагревании (80°С салицилизоцианатофосфита с салициловым альдегидом.

О-СЬО

^со' КЛон О^Н

о

14

16

Промежуточный фосфоран 17, который, вероятно, образуется I реакции салицилизоцианатофосфита 14 с этиловым эфиром бензоил-муравьинои кислоты, протекающей б жестких условиях (160°С), неустойчив и в условиях реакции распадается с элиминированием салицилового фрагмента. При этом образуется 1,6-диаза-3,8-диокса-2,5,7,10-тетраоксо-4,9-дифенил-2?.5,7^5-фосфатрицикло[5.3.0.0.2>6]декан 18 ( 51 -10 м.д., урос 1040, ур=о 1270, ус(о^ 1700, усоо 1765 см"1). На схемс представлен предполагаемый маршрут реакции с промежуточным воз-

нкновением биполярных ионов А,В и фосфимина С.

о.

\р!ус(? с6н5ссоос2н5>

со/

II

о

14

"схг ^чх)7 р

ii рсоосгн, »

° "о о чоос2н5

а в

11 /4 о 1г5с6 соос2н5

с

Н5Сбч

, ,о—р-к-с. „с6н5 А I I Л

с2н5оос С—\ —Р-О СООС2И5

17

/ ч

о о

оо

о

/.о

Н5с6 О-

X

р—с,

1 I с:

-СбН5

с2н5оос с—N—р—о соос2и5 о о

18

ос:

п

о -

19

Конкуренция между образованием 6,7-бензп-1,3,2-диоксафосфепа-юв и X5-спирофосфоранов. В отличие от рассмотренных выше реакции :алицилфосфиты 1,6,20 взаимодействуют с диэгиловым эфиром мс-юксалевой кислоты с образованием в зависимости от условий либо :пироциклического пентаалкоксифосфорана 21 (при -20°С), либо на-эяду с последним образуется продукт расширения цикла 22 (8(Ы20°С). Пентаалкоксифссфораны 21 выделены в виде кристаллов.

оя 9 (Ж

кЛ«/ кЛ ^оЛсоопь

о о о ечкш

1,6,7.0

21 а-с 6Р -52 т- -53 мл. 22 а-с 6,. -15 м.д.

При использовании фосфита 6 фосфепан 22с ( ус=0 1660, усоо 1800; 8с1 185.12 с; 5с2 89.12 м.д., д, 2-1РОс 6-6 Гц) удается отделить перегон кой. Необычно происходит термолиз фосфоранов 21, приводящий отщеплению салицилового фрагмента и возникновению 1,3,2-диокса фосфоланов 23.

ОИ соош

а г С<КШ со' СООЕ(

о

СООЕ( Чр-- т-СООЕ(

О

чО-^ГСООЕ1 СООЕ1

а

о

21 23 §Р 10 м.д.

И = Ме (1, 21а-23а), СН2СГ3(20, 21Ь-23Ь), СН2СТ2СШ 2 (6,21с-23с)

Конкуренция между образованием 6,7-бекзо-1,3,2-диоксафосфе панов и бициклофосфатов. В реакции салицилизоцианатофосфита 14 ( диэтиловым эфиром мезоксалевой кислоты реализуется дв; конкурентных направления - образование 2-изоцианато-2,5-диоксо-4,4-бис(этоксикарбонил)-6,7-бензо-1,3,2-диоксафосфепана 24 (~60% (8р -12 м.д., умсо 2270, 5с1 185.1 с; 8С2 64.5 д, 2-1РОС 3.7 Гц) и 1-аза-5,7-диокса-2,6,9-триоксо-3,4-бензо-8,8-бис(этоксикарбонил)-6-фосфа-бицикло[4.2.0]нонана (-40%) 25 (8Р -26.0 м.д., 8С2 63.71 с].

О.

СО

II

о

14

РГЧСО + С)=С(СООЕ1Ь

N=00

Г О

СО^+^О-ЦСООЕ^ ^^о^ 4 N=0=0

1 2У-

с-с-соосн2сн3

11 СООСН2СН3 24

О

II

аСОч ^.О-СССООЕ^ ^N-00

С(СООЕ0г

Анионный центр в промежуточном биполярном ионе А атакует либо эндоциклическую карбонильную группу, либо углерод изоцианатной группы и даст фосфимин В в последнем случае. Фосфимин В претерпевает имид-амидную перегруппировку, причем селективно расщепляется именно ангидридный фрагмент.

Синтез б,7-бензо-1,4,2~диоксафосфепанов. На примере активированного кетона - тркфторацетона- и салицилтетрафторпропилфосфита 6, нами впервые найдена реакция, в которой наблюдается образование двух диастереомеров 6,7-бензо-1,4,2-диоксафосфепана 26 - продукта расширения салицилового цикла со связью Р-С в соотношении 2.1 (dj:d2), т.е. со степенью стереоселективности 77 % (dj 5Р 15.86, d2 11.76 м.д.; dj, 8C1, 162.88 д, 3JPCOc 1Л; 8с2, 81.48 д.кв, Црс 146, 2JFCC 32.8; d2, 162.88 д, 3JPC0C 1-1; Se2, 81.69 м.д. д.кв, !JPC 150.7, 2JFCC 31.8; Гц).

kA

POR + CF3CCH3

СО

II

О 6 R = CH2CF2CKF2

О

-OR

r^V р;

кх

со

II

О

сС

CF3

СИ.

О

а-

о

O-P"OR

2CXC¥i С-О СНз

II

о

26

ЙР 15.86 м.д. (dt) 5р 11.76 м.д. ((¡2)

Реакции салициловых производных фосфористой кислоты с аза-аналогами карбонильных соединений - иминами и а-дикминами

Салицилфосфиты в качестве эжктрофияое. Салицнлфосфиты 20,27,28 легко с экзоэффекто.м взаимодействуют с наиболее доступным из устойчивых иминов - N-метилбензальимином, приводя к новым азотсодержащим гетероциклам - 2-фторалкокси-2,5-диоксо-3-фе-нил-4-метил-6,7-бензо-1,4,2-оксазафосфепанам 29-31 |6Р 18-ь25 м.д., 6с1 -165 м.д., &с2 -55 м.д. (^fc 150 Гц)] с высокой степенью стереоселективности (70-95 %). Салицилметилфосфит 1, содержащий более нуклеофильный атом фосфора, не реагирует с N-метилбензальимином. Учитывая это обстоятельство, а также факт существенно большей реакционной способности N-метилбензальимина по сравнению с бензальдегидом, содержащим более электрофильный атом углерода, можно допустить, что реакция включает нуклеофильную атаку атома азота в стадии, определяющей скорость реакции (интермедиат А).

п

О

20,27,28

СН3

29-34

А

И = СН2СР3 (20), СН(СГ3>2 (27), <^5 (28); К, И1 = СН2СК3, Н (29); <^5, Н (30), ОМе (32), NN1(2 (33); СН(СР3)2, Н (31), (34).

С целью дополнительного подтверждения механизма в реакции с салицилфосфитами были вовлечены имипы, содержащие донорные заместители в бензольном кольце - 1Ч-метил-4-димстиламинооензаль-имин и М-метил-4-метоксибензалъимин. Как и ожидалось, повышение нуклеофильности азота привело к заметному росту реакционной способности таких иминов по отношению к салицилфосфитам (в отсутствие растворителя реакции имеют сильный экзоэффекг). В результате получены 6,7-бензо-1,4,2-оксазафосфепаны 32 (бР 21.73, 21.29 м.д.), 33 (6Р 22.26 м.д.), 34 (5Р 22.76, 20.33 м.д.), причем стсрео-селекгивность по сравнению с реакциями с N - м ст ил бе н з ал ь и м и н о м заметно снижается, что отражается на спектральной картине. Так, в ЯМР «с, !Н, 31Р спектрах полученных продуктов присутствует удвоенный набор сигналов.

Взаимодействие салицилгексафторизопропил- 27 и пентафтор-фенилфосфитов 28 с 1^-изопропилбензальимином имеет некоторые особенности: снижается скорость реакций и образующиеся фосфепа-ны 35 гидролитически неустойчивы и в условиях выделения легко переходят в ангидриды фосфоновых кислот 36. Структура соединения 36 была подтверждена данными рентгеноструктурного анализа (здесь и далее РСА выполнен д.х.н., в.н.с. И.А. Литвиновым).

О

27,28

О ¡Рг ¡РгО

36

СН )Э • сл

Молекула 36 имеет ось симметрии второго порядка; циклы имеют конформацию слегка искаженной ванны с небольшими различиями.

Ацилированием салицилхлорфосфита ангидридом трифторук-сусной кислоты получен салицилтрифторацилфосфит 38, содержащий дополнительную экзоциклическую карбонильную группу. Его реакция с М-метилбензальимином приводит к продукту миграции три-фторацильной группы к атому азота - 2,4-диоксо-5,6-бензо-1,3,2-диоксафосфонату 38 (5Р 22 м.д.; 5СН 5.26 м.д., 2ДРСН 15.3 Гц; 8с1 58.17 м.д., 11РС 152.4 Гц), что также подтверждает предложенный выше механизм с нуклеофильной атакой атома азота. Значительно медленнее реагирует салицилтрифторацилфосфит 37 с К-изопропилбензаль-имином (длительное выдерживание или нагревание), приводя к 2.4-диоксо-5,6-бензо-1,3,2-диоксафосфонату 39 (5р 23.8 м.д.; 8С1 55.82 м. д., Црс 143.3 Гц).

а о К-ГС-СНРЬ РОСС^ -►

СО (', Я = Ме, ¡Рг

о

37

а

РОССК]

со '

й- .к

° аГ

/

РЬ

я

оО^тр

V о № и о о

38,39

Таким образом, в отличие от взаимодействия салицилфосфитов с карбонильными соединениями реакции с иминами включают первоначальную нуклеофильную атаку атома азота имина на электрофи-льный центр партнера - карбонильный углерод салицилфосфита.

Салицалфосфиты в качестве нуклеофилов. Представлялось интересным выяснить, как скажется введение электроноакцсптсрных заместителей к атому углерода имина на природе первого реакционного акта. С этой целью проведено взаимодействие салицилфосфитов 1,6,40, содержащих как донорные, так и акцепторные заместители у атома фосфора, с имином гексафторацетилацетона. Оказалось , что реакции с фосфитами 1,40 осуществляются значительно легче по сравнению с фосфитом 6, содержащим акцепторный заместитель (при использовании соединения 1 через сутки получен кристаллический продукт, тогда как с фосфитом 6 реакция идет ~4 месяца). Строение полученных 2-11-2,5-диоксо-3,3-бис(трифторметил)-6,7-бензо-1,4,2-оксазафосфепанов 41-43 доказана с привлечением методов ЯМР 'Н, 13С 19р, 31Р и икс Так в спектрах ЯМР 13С углероду РСН соответствуют дублеты- ( 5С 67.12, 65.97, 66.69 м.д., 41-43) с КССВ

1ЛРС 138.7, 113.0, 141.3 Гц соответственно, дополнительно расщепленные в септеты благодаря ССВ со фтором 2Л1СС 30.0-27.1 Гц. Структура фосфепана 43 изучена методом РСА. Молекула имеет в кристалле форму ванны, искаженную в небольшой степени, максимально из плоскости выходят атомы фосфора и углерода.

о.

(СТ3)гО=1ЧН

Цч

ЧР-К

СО

I!

О

1,6,40

° Г _'ГШ

о

I! Л*

ii

о

41-43

И = ОСН3 (1, 41). N(0^013)2 (40, 42), Оа^СК2СНР2 (6, 43)

Синтез 1,3,2-диазафосфоленов. Взаимодействие салицилфосфита 28 с 1,2-бис(М-циклогексилимино)этаном и 2,3-бис(К-бутшшмино)-бутаном приводит к 2-окси[1,3-бис(циклогексил)-1,3,2-диазафосфол-4-ен-2-ил]пентафторфснилбензоату 44 и 2-окси[1,3-бис(М-бутил)-1,3,2-диазафосфол-4-ен-2-ил]пентафторфенилбензоату 45, строение которых подтверждено данными ЯМР 31Р, 13С и ИКС, а также . масс-спекгрометрией для последнего соединения. Попытка перегонки продукта 45 приводит к отщеплению салицилового фрагмента с выделением 2-оксо-2-пентафторфенокси-3,4-диметил-1,3,2-диазафос-фолена 46 [5р 12.7 м.д.; 5р -85.24 м.д. (д.д.д, ^роССРт 17'8> 4*РоСССРр 6.8 Р ), -89.34 м.д. (д.д., ^роСсРт 17.8, %тСС7р 27.4 Рм), -95.72 м.д.

(т.т., ЬГтССРр 27-4' %оССС¥р 6-8 Г« рР)]-

По-видимому, реакция протекает с промежуточным образованием неустойчивого спирофосфорана А, который претерпевает довольно необычное превращение, формально напоминающее стадию отщепления алкила в реакции Арбузова (в данном случае ацильного заместителя под действием аниона С^РзО").

Ы ^роад + со

К" 1Ч-К'

о

28

с6г5о У'

ГГКТ1"

V0

о

И'

Ви

I

д

II

И" = СН3 И' = Ви

Ви

О п

О

44 8р 9,0 м.д.

45 5р 16.9 М.д.

46 8р 12.8 м.д.

Я' = ци/оигСбНц , И" = Н(44), К' = СН2СН2СН2СНз, К" = СН3 (45)

II _

ВЫВОДЫ

1. Показано, что синтетический результат взаимодействия сали-1Члфосфитов с соединениями, содержащими гетероатомные кратные :вязи, определяется не только природой экзоциклического заместителя у атома фосфора, но и структурой непредельного партнера, в зависимости от природы которого можно целенаправленно получать 5,7-бснзо-1,4,2- и -1,3,2-диокса- и оксазафосфепаны, спироцикли-ческие фосфораны или открьпоцепные структуры.

2. Впервые взаимодействием салицилфосфита с активированным кетоном - трифторацетоном - получен 6,7-бензо-1,4,2-диоксафосфе-пан.

3. Установлено, что взаимодействие салицилфосфитоз и сали-цилфенилфосфонита с гсксафторацстилацстоном и его силилирован-ным производным протекает с высокой региосслективностью с образованием сложной таутомернон смеси 6,7-бензо-1,3,2-диоксафосфе-панов. Гидролиз последних предложено использовать для синтеза таутомерных 2-пщроксифснилкетонов.

4. Присутствие в молекуле салицилхлорфосфита хирального атома фосфора использовано для синтеза диастереомероЕ салицилмен-тилфосфита. На примере этого соединения показано, что взаимодействие с гексафторацетоном осуществляется без изменения конфигурации атома фосфора, а реакция с бромом идет с отщеплением ментил-бромида по механизму 8^1.

5. Впервые показано, что салицилфосфиты способны взаимо- , действовать с диэтиловым эфиром мезоксалевой кислоты в зависимости от температуры и смешения реагентов по двум направлениям - с

образованием ^-спирофосфоранов с эндоциклическим ангидриднь» фрагментом и 6,7-бензо-1,3,2-диоксафосфепана.

6. На примере салицилизоцианатофосфита продемонстрирован; возможность конкуренции между углеродом эндоциклической и изо цианатной карбонильных групп в реакциях с этиловыми эфирам! мезоксалевой и бензоилмуравьиной кислот, гексафторацетилацетонол и салициловым альдегидом. Выявлены условия образования спиро фосфоранов и продуктов расширения цикла.

7. Впервые изучен термолиз ряда полученных 6,7-бензо-1,3,2 диоксафосфепанов и спирофосфоранов. Показано, что при этом I высокими выходами могут быть получены либо продукты элиминирования салицилового фрагмента - 1,3,2-диоксафосфоланы и диазади-фосфетидины, либо продукты элиминирования фосфорной части, например, производное бензофуранкарбоновой кислоты.

8. Впервые проведено детальное исследование реакций салицил-фосфитов с иминами и получены с высокой степенью регио- у стереоселективности новые гетероциклы - 6,7-бензо-1,4,2-оксазафос-фепаны. Показано, что в зависимости от природы экзоциклическогс заместителя у атома фосфора и наличия донорных или акцепторных заместителей при углероде С=К связи в этих реакциях в качестве нуклеофила может выступать либо атом азота, либо атом фосфора. При введении к атому фосфора в качестве экзоциклического заместителя более электрофильной карбонильной группы образуются продукты с сохранением исходного фосфоринанового цикла.

9. Взаимодействие салицилфосфитов, содержащих акцепторный фторированный заместитель, с дииминами протекает по необычному направлению: при этом происходит образование 1,3,2-диазафосфоле-нов, содержащих в качестве экзоциклического заместителя у фосфора остаток салициловой кислоты, возникающий в результате миграции фторалкоксильного радикала к карбонильному атому углерода.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ

1. Синтез новых гетероциклов из карбонильных соединений и фосфорилированных производных салициловой кислоты / Миронов В.Ф., Крохалев В.М., Мавлеев Р.А., Хлопушина Г.А. // Тез.докл. V Межвуз. конф.: Карбонильные соединения в синтезе гетероциклов. -Саратов, 1992. - С. 12.

2. Хлопушина Г.А., Бурнаева Л.А. Синтез спирофосфоранов и фосфепанов на основе салицилфосфитов и эфиров а-кетокарбоно-вых кислот // Тезисы докладоз научной студенческой школы-семинара: Синтез и исследование структуры ФОС спектральными методами. - Казань, 1992. - С. 10.

3. Реакции 3-алкокси-4-оксо-5,6-бензо-1,3,2-диоксафосфори-нанов с диэтиловым эфиром мезоксалевой кислоты и орто-хлор-анилом. Синтез спирофосфоранов с эндоциклическим ангидридным фрагментом / Миронов В.Ф., Бурнаева Л.А., Коновалова И.В., Хлопушина Г.А., Мавлеев Р.А., Чернов П.П., Пудовик А.Н. // ЖОХ -1993. - Т. 63. - Вып. 1.-С. 25-32.

4. О реакции этилового эфира бензоилмуравьиной кислоты с 2-метокси-4-оксо-5,6-бензо-1.3,2-диоксафосфоринаном. Синтез этилового эфира 2,3-дищдро-2-фенил-3-оксо-2-бензофуранкарбоновой кислоты / Миронов В.Ф., Бурнаева Л. М., Коновалова И.В., Хлопушина Г.А., Чернов П.П. // ЖОрХ - 1993. - Т. 29. - Вып. 3. С. 639-642.

5. 4-Oxo-4H-l,3,2-benzodioxaphosphorin-2-yI isocyanate in the reaction witli carbonyl compounds. / Burnaeva L..M., Konovalova I.V., Mironov Y.F., Khlopushina G.A., Pudovik A.N. // IX Inter, symposium on phosphorus chemistry. Program and Abstracts. - St.-Petersburg, 1993. - P. 163.

6. Хлопушина Г.А. Взаимодействие фосфорилированных производных салициловой кислоты с галогенкарбонильными соединениями // Тезисы докладов III Всероссийской студенческой научной конференции: Проблемы теоретической и экспериментальной химии -Екатеринбург, 1993. - С. 99.

7. О взаимодействии 4-оксо-4Н-1,3,2-бензодиоксафосфорин-2-ил-изоциажги с карбонильными соединениями / Коновалова И.В., Бурнаева Л.М., Миронов В.Ф., Хчопушина Г.А., Пудовик А.Н. // ЖОХ - 1994. - Т. 64. - Вып.1. - С. 63-68.

-208. Реакция 2-алкокси-4-оксо-5,6-бензо-1,3,2-диоксафосфорина нов с N-метилбензальимином. 6,7-Бензо-1,3,2-оксазафосфепаны / Миронов В.Ф., Коновалова И.В., Бурнаева J1.M., Хлопушина Г.А. Шастина Ю.С. // ЖОХ - 1994. - Т. 64. - Вып. 7. - С. 1217-1218.

9. Алкилперфторацилфосфиты. Синтез и реакции с карбонильными соединениями и иминами / Бурнаева Л.М., Миронов В.Ф. Хлопушина Г.А., Офицеров Е.Н., Коновалова: И.В. // ЖОрХ - 1994. -Т. 30. - Вып. 8. - С. 1197-1199.

10. Perfluoroalkylacyl phosphites. Synthesis and reactions with carbony] compounds and imines / Bumaeva L.M., Mironov V.F., Khlopushina G.A., Ofitserov E.N., Konovalova I.V. // 1 Inter. Conference chemistry, technology and application of fluorocompounds in industry. Abstracts. - St.-Petersburg, Russia, 1994. - P. 186.

11. Synthesis of new 1,3,2-dioxa- and 1,4,2-oxazapliosphepanes / Burnaeva L..M., Mironov V.F., Konovalova I.Y., Khlopushina G.A. // Sympozium on Organic Chemystry. - St.-Petersburg, 1995. - P. 113.

12. New substituted oxaza- and dioxaphosphepanes from 2-RO-5,6-benzo-l,3,2-dioxaphosphorin-4-ones / Burnaeva L.M., Mironov V.F., Konovalova I.V., Khlopushina G.A. // XIII Inter, conference on phosphorus chemistry. Abstracts. -Jerusalem, Israel, 1995. - P. 213.

13. Исследование изомерного состава продуктов реакции салициловых производных кислот фосфора (III) на основе оптически активною ментола с бромом и гексафторацетоном / Бурнаева Л.М., Хлопушина Г.А., Миронов В.Ф., Коновалова И.В., Зябликова Т.А. // Новости ЯМР в письмах. - 1995. - Вып. 1. - С. 132-133.

14. Новые типы полициклических соединзний fta основе замещенных бензодиоксафосфоринанов / Коновалова И.В., Миронов В. Ф., Бурнаева Л.М., Хлопушина Г.А. // Тезисы докладов: VII Научно-практической конференция стран СНГ: Перспективы развития химии и практического применения каркасных соединений. - Волгоград, 1995. - С. 42-43.

15. Синтез и реакции 2-1-ментилокси-4-оксо-5,6-бензо-1,3,2-диоксафссфоринана с бромом и гексафторацетоном / Миронов В.Ф., Бурнаева Л.М., Коновалова И.В., Хлопушина Г.А., Зябликова Т.А. // ЖОХ - 1995. - Т. 65. - Вып. 12. - С. 1986-1990.

16. Трифторацетон в реакциях с салицилфосфитами. Синтез 2-(2,2,3,3-трифторпропокси)-2,5-диокса-3-метил-3-трифторметил-6,7-бензо-1,4,2-диоксафосфепана. // Миронов В.Ф., Бурнаева Л.М., Хлопушина Г.А., Рахматуллин А.И., Коновалова И.В. // ЖОХ - 1996. -Т. 66. - Вып. 6. - С. 1041.