Синтез фосфорсодержащих гетероциклов на основе альфа,бета-непредельных соединений трехвалентного фосфора и дифункциональных галогенсодержащих реагентов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

ШИШШДЖШ! 0Р/)М1А ОШБШЗКОЙ РШШЦИИ

И ОРДЕМ 1 илового КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТШЮЛОГСТШКШ. ИНСТИТУТ имени МЮОВКГА

СИНТЕЗ ^<ХИ.ОРСОДЕР}Ш111: ГЬТКК)Ц!ШОВ НА ОСНОВЕ -ШИВДРЛЬШГХ СОВДШИк ТРКХМЛМШЮГО 'ЮСМОРА И ДИЗУНКШОНАЖШХ ШОГШСОЛШ1А1|&. РКАГШТОВ

02.00.03 - органическая химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук.

1ш правах рукописи

Зинаида Борисовна

ОСТАШЁВА

Ленинград 1990

Работа выполнена ha кашс;\ре органической химии Ленинградского ордена Трудового Красного Знамени технологического института целлюлозно-бума-люй промышленности.

Научные руководители:

доктор химических наук, ■ ■ ЧЛСТОКЛЬТОВ .

профессор ■ Виктор Николаевич

кандидат химических наук, ТРИШН

доцент ' ■ Юрий Георгиевич "

Официальные оппоненты: . ..

доктор химических наук,: ЗЛВЛНН

профессор ' Павел Моисеевич

доктор химических наук, НАГАНОВ

доцент', Геннадий Михайлович

Ведущая организация - Институт физиологически активных веществ АН СССР.

Защита состоится года в

часов на заседании специализированного совета Д 063.25.04 при Ленинградском технологическом институте им.Ленсовета. Адрес: 196013, Ленинград, Московский пр.,26, ЛИГ им.Ленсовета, Ученый совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ленинградского технологического института им.Ленсовета.

Замечания и.отзывы по данной работе в I экземпляре, »вверенном гербовой печатью, просим направлять по адресу; 198013, Ленинград, Московский пр., 26, ЛГИ им.Ленсовета, Ученый совет.

Автореферат разослан 1990 г.

Ученый -секретарь Специализированного совета Д 063.25.04 . кандидат химических наук. _ : Н.Б.СОКОЛОВА

i. "0НШ1 ХАРАКТВИЕТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. Одним из новйх общих методов получения шеотичлешшх фосфорсодержащих гетеро циклов является взаимодействие oL,p -непредельных производим РШ) с соединениями, имеющими в явно»! или латентной форма электро-фильнш и нуклеофилышй центры в I,-3-положешях. К настоящему времени в этих реакциях использовались нитрилимшш, нитрилилиди,. oi-бромкетоны.

Представлялось целесообразным распространить данный метод на синтез производных 1,4-гетерофосфорина и фосфоринана, так как известные способы их получения характеризуются, как правило, многостадийное тью, труднодоступностыо исходных соединений, ограничениями типов заместителей при атоме фосфора. Необходимость разработки удобных методов получения таких соединении обусловлена тем, что многие тесгичленные фосфорсодержащие гетероциклы обнаруживают высокую биологическую активность, а некоторые из них (например, цяялофос-фан) находят практическое применение.

Работа выполнена в соответствии с Координационным планом АН СССР по проблеме 2.12.7.2 'Синтез новых фосфорорга-нических соединений Об гос.per. 01. В4.0045852).

Целью настоящей работы являлось изучение реакций aL.fi -алкенил-, алкинил- и изоцианатопроизводных Р(Ш) с ди-функциональныш гало гене оде ржащими реагентами в качестве потенциального метода синтеза фосфорсодержащих гетерэцик-лов; выявление влияния природы и строения ,/ -непредельного фрагмента и характера заместителей у атома фосфора на направление реакций и структуру образующихся продуктов.

Научная новизна. Впервые изучено взаимодействие U ,fi -непредельных соединений P(lil) с такими дафункциональныш ре, агентами, имеющими электрофильный и нуклесфильный центры в i, 3-подожениях, как 2-бромэтанол, 2-бромэтантиол, 2-бром-этиламин.

Найдено, что взаимодействие этиленовых и ацетиленовых фосфинов, а также дифенилизоцианатофосфинита о 2-бромэтано-лом и 2-<5ромэтантиолом представляет собой новый путь синтеза шеотичленных фосфорсодержащих гетероциклов. Внявлены не-

которые общие закономерности этих реакций. В частности, установлено, что склонность сС,р -непредельных производных

• Р(Ш) к образованию гетероциклов находится в зависимости от электрофильности связанной с атомом фосфора кратной связи и изменяется в ряду Я43 > С'ЧЗ > С=С.

В отличие от фосфинов в реакциях -непредельных фосфонитов с 2-бромэтанолом и 2-бромэтантйолом образуются соединения ациклического строения, возникновение которых ,: связано с реализацией иных направлений взаимодействия (пе-реэтерификавдя, дегидробромирование).' Ис пользование 2-6ром-этиламина в реакциях с Л,р -непредельными соединения!® Р(Ш) для далучения производных 1,4-аэафосфорина оказалось невозможным вследствие димеризации исходного амина. Синтез таких

• гетероциклов удалось осуществить обработкой вотными растворами первичных аминов О-элкил (алкинил)винилфосфвнатов, которые синтезированы последовательный взаимодействием аЛкинил-фосфонитов с 1,2-дабромэтаном и дегидробродарованиеМ возникающих 2-бромэтил{аляинйл)фосфинатов.

Практическая значимость. На основе -непредельных соединений Р(Ш) и дифункциональных галогене о держащих реагентов, разработаны методы, синтеза новых фосфорорганическях гетероциклов, которые могут расширить ассортимент химических средств зашиты, растений, лекарственных препаратов, присадок к маслам,

Апробация работы. Результаты работы доложены на Всесоюзном семинаре по химии физиологически активных соединений {Черноголовка, 1989), на 10-ой Взесогоной конференции молодых ученых по синтезу и исследовании биологически активных соединений {Рига, 1989), на Молодежном коллоквиуме им. ■ Арбузова по химии фосфорорганических соединений (Ленинград, 1990), на конференциях молодых ученых (Иркутск, 1990; Ленинград, 1990), на коллоквиуме по химии и применению фосфорорганических соединений Дешнгралпкого отделения ШО т. Менделеева (Ленинград, 1990).

• Публикации. По теме диссертации опубликована одна статья в "Журнале общей'химии" и.тезисы 4 докладов.

. Объем и структура работы. Диссертация содержит УЗ9

страниц машинописного текста, 15 таблиц, 15 рисунков и состоит из введения, литературного обзора, в котором рассмотрены Методы синтеза пяти- й шеетичлешшх фосфорсодержащих гетероциклов, обсуждения результатов исследования, экспериментальной части, быюдов и списка литературы, включающего .{38 наименовании. •• .

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

.В работе изучено взаимодействие алкинильных [I] и ал-кенильных [ПJ производных Р(Ш), а также изоцианата дифенил-фосфиннстой кислоты [ш] с 2-бромэтанолом, 2-бромэтайтиолом, 2-0ромэтиламияом, 1,2-дибромэтаном.

K|FCSC-R2 . |l] ■ К4- =CH30,.C2H50, С6Н5 ; ' £ '2 К2 = С6Н5- СН3" (СН3>£

(O&ij-h [П] ' £* =н, CgH5;

f = Н, с6н5

, (06H5).gPSlC0 [ш]

Данный подбор <£,р -непредельных производных Р(Ш) позволил вияенить влияние природы кратной связи фосфороргаяи-ческого соединения, а также характера заместителей у атома фосфора и Sp-, Зр^-гибридизованного атома углерода на направление реакции и структуру образующихся соединений. Выбор использованных »»функциональных галогенеодержащих реагентов определялся задачей получить производные £,4-гетерофосфбри-нов и фосфоринанов с атомами кислорода, серы и азота в цикле.

2.1., Взаишдейотвиё d,ß -непредельных производных

Р(Ш) с 2-бромэтаяолом, Принципиально возможность атаки атома фосфора соединений Р(Ш) на электрофильный центр 2-бромэтанола показана нами на-примере трифенилфосфина. В результате взаимодействия трифенилфосфина с. 2-бромэт'анолом при 20 °С в среде бензол -гексаметапол (1:1) с выходом 66 % получен бромид трифанкд-(2-гидроксиэтал)фосфонкя (I).

(с6н5)дР + BrGH^HgOH —-(с6н5)згён^н2он

Вг"

Соединение (I) - белое кристаллическое вещество. Зна-• ченил химических сдвигов фосфора в спектре ШР ^Р ( 5 р . |4.3 м.д.) и прогонов в спектре ШР 4.02 м.д. (ООН2, ГСН2)] согласуются с предложенной структурой.

Наличие -непредельной группировки у атома фосфора В молекулах третичных фостинов приводит при их взаимодействий с 2-бромэтанолом к образованию продуктов циклического строения.

Нами найдено, что дофенил(алкшшл)фосфины при взаимодействии с 2-бромэтанолом в смеси бензола и гексаметапола образуют в мягких условиях (20 °С) бромиды 2Н, 31-1,4-окса-фоофориння (2, 3).

6 5 * 4 сн^н2ш

Вг

С6Н5

(С6Н5)2РСЭСК + В1СН^Н20Н -

Г , си=ся

Н>Н5>2^сн,р^0. Бг я = СНз'

. 2, 3

Состав соединений (2, 3) подтвержден данными элементного анализа, а строение установлено спектральными методами. В ИК спектрах соединений (2, 3) отсутствуют полосы Поглощения С^с связи, имеются полосы поглощения в области 1600, с^р' (С=С). В ШР спектрах данных соединений протоны групп КШ2 и ОСН2 представлены мультиплетами . (У 3.00-3.55 м.д. и 33.85-4.50 м.д. соответственно. Сигналы ядер фосфора в спектрах ЯМР.^Р имеют значения 5р26.6 м.д. [соединение (3)] и 28.5 м.д. [Соединение (2)].

Аналогично в результате взаимодействия дифенил(винил)-фосфина с 2-бромэтанолом получен бромид 1,4-оксафосфорина-ния (4).

(с6н5)2Рсн=снг ^ + /сн=сн2

ВхСН^Н20Н

ВГ

СН^ЗН^

4

зг~

В спектре ШР соединения (4) отсутствуют сигналу ви- : нильиых протонов, содержатся сигналы протонов групп НЗН2 и 0СН2 ( $ 3.31-4.43 м.д.). Спектр ШР 31Р содержит сигнал о химическим сдвигом 3 р 27.5 -м. д.

Изоцианат дифешшфосфинистой кислота, который является Н=С-гетероан&погом Л,} -этиленовых производных и содержит более элекгра])ильную кратную связь, реагирует с 2-бром-этанолом экзотермически и приводит к образованию продукта циклоприсоединения - бромиду 4,4-дифенил-2-оксо-1,3,4-окса-зафосфоринания (5).

<С6Н5)2РЫС0 +

В1СН^ЗН2ОН

(с6н5)^

. н=с=о •СН^!Н20Н

Вг"

99

+ -Я-С (СЛЦ )гР-Г >0, ь ь \сн^рн2

5

Вг"

Соединение (5) - белое кристаллическое вещество. В его спектре ШР ^Р присутствует сигнал р области 8р £7.3 м.д. В ШР спектре наблюдаются сигналы протонов групп РСН2 (3.30 м.д.), 0СН2 (4.28 м.д.), а в'слабом роле (8.65 м.д.) имеется уширенный сигнал протону р группы. В Ж спектре В области 2230-2270 см-'1' отсутствует полоса поглощения группы ГОО, что указывает на ее участие в реакции. Имеются полосы поглощеция Ш группы ( ^ 3200 см ) и 0=0 группы ( ^ 1740 см-1-).

Замена у атома фосфора -непредельных производных Р(Ш) фенильных заместителей на рлкоксильныэ существенно изменяет направление их взаимодействия с 2-бромэтанолом и приводит к сложной смеси неразделяемых перегонкой продуктов, Так, в результате взаимодействия диэтилового эфира 2-фенил-атинилфосфонистой кислоты с 2-бромэтанолом при 120-130 °С в условиях отгонки легкокипящего продукта реакции реакционная смесь содержит (по данным ШР Р), как минимум, три фосфорррган^ческих соединения, имеющих химичеокие сдвиги, значения которых характерны для фосфорильных соединений

( 8р 20.3, 17.6 , 28.9 м.д.). В ИК спектре реакционной смеси присутствует интенсивная полоса поглощения С=С связи (2180 .см-'1'), что свидетельствует об отсутствии циклизации. Отгоняемая в ходе реакции легкокиптчая жидкость представляет ообой (по данным ИХ'анализа и-ШР спектроскопии) смесь бромэтана и этанола, которые образуются, вероятно, в результате параллельно протекащих реакции Арбузова (выделение бромэтана) и перезтерификации (выделение этанола).

Таким образом, способность ,р -непредельных производных Р(Ш) образовывать в реакциях с 2-бромэтанолом гетероцик-лы зависит от природы заместителей у атома фосфора. Дифенил-(алкинил)- и (алкенил)фосфины, а также дифенилизоцианатофос-финит, содержащие, наряду о непредельной группировкой, заместители с прочной Р-Сдр^ связью, приводят к продуктам ^з]-циклоприсоединения. В реакциях же с участием аналогично построенных эфиров -непредельных кислот Р(Ш) в результате расщепления Р-0 связи образуется сложная смесь продуктов» что исключает возможность использования этих реакций для синтеза гетероциклов.

2.2. Взаимодействие Л -непредельных производных Р(Ш) с 2-бромэтантиолом

2-Бромэтантиол в реакциях с соединениями Р(Ш) более ак^ тивен, чем 2-бромэтанол. Это связано, по-видимому, с несколько более значительными индуктивными акцепторными свойствами группы бН ( 6*1.65) по сравнению с группой ОН ( 1.35).-Как наш найдено, трифенилфосфин взаимодействует с 2-бромэтантиолом в тетрагидрсфуране с экзотермическим эффектом и образует с выходом 48 % бромид трифенил-2-меркап-тоэтилфосфония (11).

Вг~

(С^5)зР + ВхСН^Н -(С6Н5)^!Н^Н25Н

• 11 .Соединение (11) - кристаллическое вещество, характеризующееся в спектрах ЯМР Р химическим сдвигом фосфора в области 18.м.д. В ШР спектре бромида фосфония (II) протоны групп ГСН2, 5СН2 и $Н представлены мультиплетами с О 3.75 м.д., 3 2.88 м.д., 8 2.00 м.д. соответственно.

При взаимодействии диф е ни л (алкш ил) фос фино в с 2-бром-этан тиолом наличие ацетиленовой группировки, связанной о атомом фосфора, обуславливает циклизацию промежуточно возникающих бромидов 2-меркаптоэтилфосфония (12а, 13а) до соответствующих бромидов 2Н,ЗН-1,4-тиафосфориния (12, 13).

(С^^Е + ВхСН^Н -♦[(Сбн5)2р<сн^н23н]вг"" —'

(СйНс ЬРГ ' 12, 13

12а,13а

Вг"

сн3,

Бромиды I,4-тиафосфориния (12,13) представляют собой ■ кристаляические вещества. Они характеризуются в спектре ЯМР

Р химическим сдвигом в области $р 29.5 м.д.[соединение ИЗ)] и 31.4 м.д. [соединение(14)]. В ИК спектре отсутствует полоса поглощения СЗЗ связи, а содержится полоса поглощения С=С с|лзи ( ^ 1650 см-Х). В спектре ПМР имеются сигналы групп РСН2 иЗСН2 в области 4.00-3.20 м.д. Сигнал оле-фикового протона попадает в область химических сдвигов протонов бензольного кольца.

Этиленовые фосфины, содержащие менее электрофильную кратную связь, чем ацетиленовые» при взаимодействии с 2-бромэгантиолом образуют продукт^ как циклического, так и . ациклического строения в зависимости от природы заместителя в р -положении С=С связи. Тай, дифенил(винил)фосфин и дифе-нил{1-фенилэгенил)фосфин, содержаддае в'^-положении незамещенный 5р2-гибридизовайный атом углерода, реагируют с 2-бромэтантиолом с образованием циклических бромидов 1,4-тиа-фосфоринания (14, 15).

Ъ=СНг

. ь 5 ^чсн2лн2

■■ - 14, 15

Вт-

В- = н, с6н5

Вг"

К

(С6Н6)2РСН=СШ6Н6 + BrCH^HgSH

Соединения (14,15) представляют собой твердые вещества. В спектрах ЯМР Р им соответствуют сигналы в области 8Р 23.5 м.д. [соединение (14)] и 34.4 м.д. [соединение ( 15 )]. В спектрах IMP присутствуют сложные мультиплеты протонов групп ГСН2, 5СН2, ГСН.

Наличие фенильного заместителя в р -положении этиленового фрагмента дифенил(2-фенилэтенил)фосфина "останавливает" реакцию при его взаимодействии с 2-бромэтантиолом на стадии образования бромида дифенил(2-фенилзтенил)-2-меркап-тоэталфосфония (16), который получен с выходом 70 %,

. +/СН^СНЗдНс I ->(cfiHr,)pp; ®5 вг-. 6 J г 4 CH^H2SH J

16

Образование ациклической фосфониевой соли в качестве конечного продукта в данном случае обусловлено, вероятно,, главным образом тем, что с атомами углерода этиленового + фрагмента связаны две функциональные группы {^(CgHgJgP

иС6%]' ориентирующие нуклеофильное присоединение (стадия циклизации) к противоположно рас положенным атомам углерода ■ кратной связи.

• Бромид (16) характеризуется в спектре ЯМР ^Р химическим сдвигом в области Sр 18.9 м.д. В ИК спектре присутствует полоса поглощения SH'связи (£500 В спектре IMP имеются сигналы протонов,групп FCHg ( ^ 3.35 м.д.), . 5СН2 ( S 2.83 м.д.) и SH -С Уi.«5 м.д.).

Таким образом, ацетиленовые соединения Р(Ш) при взаимодействии с 2-бромэтаятиолом обнаруживают большую склонность к образованию продуктов циклоприсоединения, чем этиленовые аналоги. Это связано, вероятно, с известной более высокой активностью связи С^С по сравнению со связью С=С в реакциях нуклеофильного присоединения, которое является второй стадией при несинхронном двухстадийном циклоприсое-динении.

Изоцианат,дифенилфосфинистой кислоты, содержащий известную своей активностью в реакциях нуклеофильного присоединения группировку Н=С=0, при взаимодействии с 2-бромэтантиолом образует гетероцикл - бромид 4,4-дифенил-2-оксо-1,3,4-тиазафосфоринания (17).

и

(С6Н5)2РГО0 + ВгСН^Н^Н

+ /-Я=С=0

6 5 г^сн^н^н

Вг"

6 5 ;

Вг"

17

Реакция, которую проводили путем смешивания реагентов при 20 °С в тетрагвдрофуране, сопровождается заметным экзотермическим эффектом.

Соединение (17) является бесцветным кристаллическим веществом. В его ИК спектре присутствуют интечсивная голоса поглощения С=0 с вязи (1740 см"'1') и НН связи (3500 см-1). Сигнал в спектре ШР имеет .значение <?р 23.5 м.д. В спектрах ПМР присутствуют сигналы .метиленовых протонов групп ГСН2 и 5Н2, проявлякщиеся мультиплетами ( сГ 4.15 м.д. и 3.23 м. д. соответственно). Имеется также сигнал протона группы Р-Я-Н ( Я 8.85 м.д.).

Эфиры <1 -непредельных фосфонистых кислот в отличив от более нуклеофильных дафенил(алкинил)- и алкенилфосфянов не реагируют с 2-бромэтантиолом при 20 °С ,я при нагревании ' (60-70 ^3) аналогично многим другим слабым основаниям вызывают его дегидробромирование.

Так, при взаимодействии диэтил(алкинил)фосфонитов с 2-бромэтантиолом нами получены кислые эфиры алкпнилфосфо-нистых кислот (18-20) и этиленсульфид.

(С^О^та + В1СН^Нг5Н —с^орсззк. + СН2-СН2

18-20 5

Я = СНд, С6Н5, (СНд)£

Строение фосфонитов (18-20) установлено с помэщью ИК, ЯМР 31Р и % спектроскопии, а также встречным синтезом (пиролизом диэгил(алкшил)фосфонитов). В ИК спектрах присутствуют полосы поглощения, относящиеся к валентным колебаниям С^С связей (2100 см ). Сигналы ядер фосфора в спектрах дар 31Р представлены дублетом с (?р -6.05 + -6.70 м.д. ■ и 1ССВ ^(РН) 630-655 Гц. В спектрах ШР реакционных сме-

сей-Наряду о сигналами протона,.связанного с атомш фосфора, присутствуют сигналы протонов этоксигруппы и Р -замес-жителей фосфонитов, а также сингдет метилековод протонов этилене ульфида ( (У 2. 25 м.Д.).

Дегидробромирование 2-бромэтантиола происходит также под действием триэтилфосфита. Легкость дегидробромирования обусловлена, вероятно, возможностью образования тиолат-аниона (в связи с высокой кислотностью 2-галогеналкантио-лов) и весьма низким уровнем незаполненной антисвязущей орбитади б* -связи С-На1.

2.3. Взаимодействие о(-,р -ацетиленовых фосфонитов с I,2-дибромэтаном. Синтез гетероциклов на основе 0-алкил(алкинил)винилфосфинатов

Нами установлено, что 2-бромэтиламин (использовали . его гидробромид), в отличие от 2-бромэтанола и 2-бромэтан-тиола, не взаимодействует с производными Р(Ш). Так, при • длительном нагревании реакционной смеси, состоящей из ди-8Тил(2-фенилэтинил)фосфонита или дифенил(2-фениЛэтинил)-фосфина,■гидробромида 2-бромэтиламина и триэтиламина, соединение Р(Ш) (по данным ЯМР Э1Р и ИК спектроскопии) остается неизменным, а 2-бромэтиламин, по-видимому, димеразуется,

// >Г

ВЮН^Н^з'Нвг // ь °

»^"•соеНб 3

'4 СН^Н^г

Вг"

НрН< ^ . С¥Н2 '

2Вг"

£ = С^О, С6Н5 К таким же результатам приводит попытка осуществить реакцию триэтилфосфита с гидробромидом 2-бромэтиламина.'

Так как синтез I,4^азафосфорина и фосфоринана путем взаимодействия / -непредельных производных Р(Ш) с 2-'бромэтилампном оказался невозможным, нами была .изучена иная схема получения указанных гетероциклов:' I) 'получение 0-&тил(алкинвд)-2-бромэтилфрсфинатов взаида-. действием ефкров оС.р -^непредельных кислот Р(Ш) с .1,2-.,•. дибрсмэтаном и их дзгидробромирование до О-атил(алкинил)-

вшилфос финато в; 2) циклизапяя 0-зтил(алкинил)винил|юсфинатов под действием первичных аминов.

2.3.1. Взаимодействие Л,р -ацетиленовых фосфонитов с 1", 2-дйбромэ?аном. .Получение 0-алкил(атаи-нил)винилфосфинатов

Диэгил(алкиншг)фосфойиты реагируют с 1,2-дибромэтаном при НО °С (соотношение реагентов 1:5), образуя с выходами 62-90 % 0-этил(алкшил)-2-бромэтил|).осфинаты (22-24).

(СДО^ЗСЯ + ВЛН^Н^г-► С^ОГСЭЗЕ + С^дВг

£=СН3, (СН3)^, С6Н5 . 22-24

Соединения (22, 23) перегоняются в вакууме без разложения. 0-Этил(фен1шэтанил)-2-бромэтил|)Осфинат (24) при перегонке в вакууме ввиду более высокой температуры кипения, чем у соединений (22, 23), дегидробромируется и загрязняется 0-этил(фенилэтинил)винияфосфинатом. Их строение и состав установлены на основании данных спектроскопии (ИК, ЯМР ^Р и %) и элементного анализа.

Использование в аналогичных реакциях диметиловых зфи-ров алкинияросфоннстых кислот для получения 0-мегил(аяки- . нш)-2-бромэтилфостинатов оказалось неприемлемым ввиду протекания побочной реакции - взаимодействия исходного фосфо-нита с образующимся в ходе основной реакции брошетаном.

Дегидробромирование фосфинатов (22-24) (обычно их использовали в неперегнанном виде) осуществляв действием триэтиламина при кипячении реакционной смеси в бензоле. В результате с выходом 40-85 % получили этиловые эфиры алки-нил(винил)фосфиновых кислот (27-29).

ЕТоН 9/СЭСЯ

СрНпОК —-СрНс0Р<

гь СН^Н-Вг -ЕТдН-НВг сн=сн2

■• ' 27-29

II =» сн3, с(сн3)3, с6н5

Строение соединений (27-29), представляющих собой бесцветные жидкости, подтверждается данными ИК, ШР-^Р и^Н

спектроскопии, а состав. - элементным анализом.

В ИК .спектре соединений (27-29) .присутствуют полосы поглощения- Р=0 группы (1245-1250 см-1), С^С связи (21702205 см"1), С=С (1600-1605 cu~L). Сигналы ядер фосфора в спектре ЯМР ^Р ( <?р 3.1+6.1 м.д.) имеют характерные для соединений с тетракоординированным атомом фосфора значения. В ШР спектрах соединений (27-29) присутствуют сигналы про-* тонов винильной группы ( 0 5.65-6.63 м.д.), а также этокси-групп и J>-заместителей. .

2.3.2. Реакции 0-этил(алкинил)винилфосфшатов с первичными аминами

Как известно, фосфорильная группа алкшняьных и алке-нильных производных Р(1У) активирует кратную связь и способствует присоединению нуклеофилов различной природы (спирты, амины, тиолн.и др.) к ß -углеродному атому непредельного' фрагмента. При наличии двух непредельных группировок у атома фосфора присоединение ряда нуклеофильных реагентов сопровождается циклизацией.

Нами установлено, что взаимодействие О-этил(алкинил)-вшилфосфшатов (27-29), полученных дегидробромированием 0-этил(алкинил)-2-бромэтилфосфинатов, с первичными аминами ; приводит в зависимости от условий реакции к образованию продуктов присоединения аминов по обеим непредельным группировкам или производных I,4-азафосфорина.

' В реакциях 0-этал(алкинил)вшшлфосфинатов с безводным втор.-бутиламином получены продукты присоединения амина как по этиленовой, гак и ацетиленовой связям - замещенные 0-ЭТ1 -втор. -бутиламино)этеши| (2-К-втор. -бутиламино)-атилфосфинаты (30, 31)., ; R1

У,С2СЕ£ 9 i.CH^NHR2

С оН.ОК + R2i2L>—* CoHsüP< ? --►

■ 2Ь NCH=CH2 £ г CH^HjjUHR^ *

'=SR2

У =C6HS' СН3; R2 ' BT°P-C4H9

зо, 3i

При проведении реакции с соотношением реагентов 1:1

в реакционной смеси наряду с соединениями (30,31) присутствует (по данным ЯДР 31Р) приблизительно 50 $ исходного фос-фиката. Наибольшие-выходы продуктов присоединения достигаются при соотношении фосфинаг - первичный ашн 1:5.

Замещенные 0-этил| 2-Н-втор.-бутиламино)ятенил](2-Я-втор.-бутиламшоЬтилфосфинаты (30,31), полученные с выходом 30-59 %, представляют собой бесцветные перегоняемые в вакууме жидкости. Растворимы в ацетоне, хлороформе, тетра-гидрофуране. На основе данных спектрэльных исследований установлено, что они представляют собой смесь двух таутомерии форм - енаминной и имянной, которые характеризуются в ЯМР Р спектрах двумя сигналами, расположенными в области с 8р 31.7-34.3 м.д. и 47.1-47.6.м.д. В ШР спектрах присутствуют сигнал» прогонов групп Р(0)СН= (енаминная форма) и Р(0)СН^-Н (иминная форма). Олефиновые протоны проявляются в виде дублетов с д 6Л8-7,' 43 м. д., 2$ (РН) 9.5-10.0 Гц, а протоны метиленовсй группы - в виде дублета с с? 3.653.70 м.д., 2Ц-(РН) 18.0.Гц. В ЙК спектрах отсутствует поглощение С=С связи, имеется полоса поглощения ЯН связи (3255 стГ1). ..

При проведении реакции 0-этил(алкинил)вина®фосфинатов • с водными растворами первичных аминов в качестве конечных продуктов получены вещества циклического с троения, с атомами азота и фосфора б кольце - 6-замещенные' 21, ЗН-4-сксо-4-зтокск-1,4-азафосфорияы (32-37).-,

„СЗСК1 _ к1

К2М0 (води. ) $ г

г 32-37

Я£=СН3, С6Н5; Б3 =СН3, втор.-С^д, н-С5Нп

Строение соединений (32-37), предетавяятт собой бесцветные перегоняющиеся в вакууме жидкости, доказано с по- ; мощью ИК, ЯМР ХН, ^Р спектроскопии, а оостав подтвержден' данными элементного анализа.

Спектры дар 31Р характеризуются .химическими сдвигами . в области до 2.:.5-34.1 м.д. В ИК спектрах отсутствуют поло-

о

ЯНгнЗ-Е1

* 2 .да

сы поглощения связей СЭД, КН.

При взаимодействии 0-атил(алгашйл)винил£осРинатов с водными растворами аминов первоначально, вероятно, как и в случав безводных аминов образуются диаддукты (32а-37а). Далее происходит гидролиз с расщеплением С-В связи енамин-ного фрагмента, что приводит к кетофоаршшту (326-376). Последние в результате внутримолекулярного нуклеофильного присоединения переходит в гетерошцл (32-37).

\ + Я КНр —* ш>\ о —->

лсн=сн2 г • . сн^н.дог .

• . . ЗЙа-ЗУа

. ?Н .. • 9.СИ4-Е1

„_ )К

'СН^Н^Щ^ П, СН^рН^ЫНЕ.

326-376 ' 3а.-37с

? .СН^Я1 .о ЮР< К5,2

' 32-37

Возможность протекания реакции в соответствии с приведенной схемой подтверждается 'известными данными о циклизации , дикетофосфиноксидов под действием'первичных аминов.

2.3.3. [2+з]~ииклоприсоединение О-алкил(алкинил)-'• винилфосфшштов .к нитрилиминам (синтез фосфорилированных Я-пиразолинов)

0-Этил(алкинйл)винилфосфщати (27-29), полученные на основе диэтил(алкинил.)фосфонитов и 1,2-дибромзтана,' могут быть использованы для получения фосфоравотсодержащих пик-лов,с атомом фосфора не только в кольце', но и в боковой цепи, что представляет практический интерео ввиду известной ■биологической активности фосфорилированных диразолинов.

Наличие двух кратных* связей в молекулах 0-этил(алкИг-нил)шнилфосф1шатов (2?-29) обуславливает возможность протекания реакций [з*-2]-циклоприсоеданения 1,3-диполей как ро двойной, так и тройной 'связям* Наш установлено, что.

взаимодействие соединений (27-29) с С,К-диарилнитрилимина-ми протекает по схеме [з+г]-цйклоприсоединения исключительно по С=С связи.' В результате получены устойчивые гш-разйяийы (33-41), содержащие в положения 5 этокси(алки-нил)фосфорильную группу.

Ат-С (С 1) =Я-ГО-С дНд Аг-С=Я-5-С61%' + (С^зЯ-Ш! сн=сн2--С^ОГ нА

АГ-Й=Н-Я-С6Н5 . СеН5-Я С-Аг '

41 К* '.'. 36-41

К =сн3, С6Н5, (СН3)^; Аг =С6Н5, Вг-С6Н4

Хемоселективность реакций установлена спектральными методами. В ШР спектрах соединений (33-41) отсутствуют сигналы винильных протонов. В ЯМР 3*Р спектрах присутствует единственный сигнал в области 12.74-14.4 м.д. В ПК спектрах присутствуют полосы поглощения С^С связи (2170-2203 см-1) и Р=0 группы' (1245-[250 см-1). Нахождение фосфорсодержащей группировки в положении .5 гетероцикла подтверждается значениями МЗСВ равными 17-18 Гц и 3 ^(РНд), 3 |(РНВ), имеющими значения около 30 Гц.

В аналогичных реакциях с участием С-ацетил- и С-это-ксикарбонилнитрилиминов, которые значительно менее реакционное гособны в процессах циклоприсоединения, образуют-, ся димеры нитрилиминов (42-44),.строение которых подтверждено сравнением физико-химических и спектральных характеристик с литературными данными.

К^Я-Н-Й2 г Л-Я^ г

- + +

¡^-Н-Я^-Я.1 Я2 42-44

а1 = СН;£(0), С^ССКО); Я2 =С6Н5., п-В1С6Н4, п-ГО^6Н4

18 ■ вывода

1. Впервые изучены реакции <£,р -непредельных производных Р(Ш) с такими дифункционалыщми реагентами, содержащими электрофильныи и нуклеофильный центры в положении 1,3, как 2г-бромэтанол, 2-бромэтантиол и ¿--бромэтиламин.

2. Взаимодействие дифенил(алкинил)- и алкенилфосфи-нов, а также дифенилизоцранатофосфинита с ¿-бромэтанолом и 2-бромэтаииюлом протекает, как правило,яо схеме [3^]-цикло'црисоединения и приводит к получению новых шестичлен-ных 1,4-гетерофосфорсодержащих гетероциклов. При этом склонность -непредельных производных Р(Ш) к образованию гетероциклов зависит от электрофильнос ти связанной

с атомом фосфора кратной связи и изменяется в ряду К=€ >

с=с>с=с.

3. Найдено, что в отличие от фосфинов в реакциях и ф -непредельных фосфонитов с 2-бромэганолом и 2-бромэтан-

■ тиолом гетероциклы не образуются, что связано с реализацией иных направлений взаимодействия (переэтерификация и дегидробромирование)..

4. Установлено, что 2-бромэтиламин но взаимодействует с -непредельными соединениями РШ) и не может быть использован в синтезе производных I,4-азафосфорина. Указанные гетероциклы получены взаимодействием 0-алкил(алки-нил)вшп'лфосфинатов (синтезированных из диэтил(алкинил)-фосфонитов и 1, й-дибромэтана) с водными растворами первичных аминов,

5. В результате хемоселективно-протекающего [з*-2]-. циклолрисоедийенкя С.И-диарилнитрилиминов к 0-алкил(алки-.ншОвинилфосфинатам получены 5-фосфорилированные А "мш-рааолкны. . . ■'

6. Получены новые данные о способности -непре-дельних производных Р(Ш) реагировать с соединениями, со-, держащими в положении 1,3 нуклеофильный и электрофильный центры, с образованием продуктов'Г3+з]-циклоприсоединения. Разработаны препаративные методы синтеза новых, производных 1,4-окса-, тиа- и ааЭфосфоринов и фосфоринанов.

Основное содержание диссертации отражено в работах:

1. Тришин Ю.Г., Осташева З.Б., Чистоклетов В.Н. Хемосе-лективность [ 3+2]-никло присоединения С,Н-дифенилнитрил-имина к этиловым эфирам алкинкл(винил)фосфиновых кислот // Ж.общ.химии. - 1969. Т.59, вып.9.- G.2I47-2Í49.

2. Синтез производных диаэафосфорина и фосфорилированных пиразолинов путем циклоприсоединения нитрилишнов к

с1,р -непредельным производным (фосфора / Ю.Г.Тришин, М.Р.Ерофеева, З.Б.Ог1ашева, В.И.Наместников, В.Н.Чис-токлетов // Всесогозя. семинар ."Химия физиологически активных соединений": Тез.докл. - Черноголовка, 1989.-С. 234.

3. Осташева З.Б., Тритии Ю.Г., Чистоклетов В.Н. Синтез бромидов 1,4-окса(тиа)фосфориния и фосфоринанин // Вгесоюзн. конференция молодых ученых "Синтез и исследование биологически активных'соединений": Тез.докл. -Рига, 1989. - С.58.

4. Осташева З.Ё., Тришин Ю.Г., Чистоклетов В.Н. Синтез производных аза-, окса- и тиафосфорияа на основ8«<,JÍ -ацетиленовых производных Р(Ш) // Конференция молоди? ученых "Современные проблемы получение лекарственных препаратов": Теэ.докл, - Ленинград, 1990. - С.50.

5. Осташева З.Б., Тришин Ю.Г., Чистоклетов В.Й. Взаимодействие d.,p -непредельных производных Р(Ш) с замещенными бромэтаначя как путь синтеза фосфорс одержан их ге-тероциклов // Конференция молодых ученых-химиков Иркутского университета: Тез.докл. - Иркутск, 1990. -

С.105.

Подписано к печати 16.Ц.90 Сдано а производство gd.ií.&O Объем 1,0 плч. л. Тираа 100. ЗаказБесплатно

Ротапринт ЛТП ЦБП 199092,Ленинград,ул.Иа.Чэрных,4