Фосфонієві іліди з азотовмісними групами – перспективні реагенти для гетероциклізацій

Одержання фосфонієвих ілідів з різноманітними азотовмісними групами, вивченню їх перетворень у нові похідні азотистих гетероциклів, способи одержання ряду похідних оксазолу, тіазолу, піразолу, тетразолу, нафто[2,1-d]оксазолу, піразоло[1,5-а]піримідину.

Рубрика Химия
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 20.04.2014
Размер файла 50,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ

УДК 547.468: 547.77+547.78+547.859

ФОСФОНІЄВІ ІЛІДИ З АЗОТОВМІСНИМИ ГРУПАМИ -

ПЕРСПЕКТИВНІ РЕАГЕНТИ ДЛЯ ГЕТЕРОЦИКЛІЗАЦІЙ

02.00.03 - органічна хімія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата хімічних наук

ПАНЧИШИН Світлана Ярославівна

Київ - 2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у відділі хімії біоактивних азотовмісних гетероциклічних основ Інституту біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України.

Науковий керівник: доктор хімічних наук, професор ДРАЧ Борис Сергійович, завідувач відділу Інституту біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України

Офіційні опоненти: доктор хімічних наук ВОЛОВЕНКО Юліан Михайлович, професор кафедри органічної хімії Київського національного університету імені Тараса Шевченка

доктор хімічних наук ТОЛМАЧОВ Андрій Олексійович, провідний науковий співробітник Інституту органічної хімії НАН України

Провідна установа: Інститут фізико-органічної хімії та вуглехімії імені Л.М. Литвиненка НАН України (м. Донецьк)

Захист відбудеться “29” березня 2001 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.217.01 при Інституті органічної хімії НАН України (02094, Київ - 94, вул. Мурманська, 5).

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Інституту органічної хімії НАН України.

Автореферат розісланий “22” лютого 2001 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

доктор хімічних наук, професорФещенко Н.Г.

АНОТАЦІЇ

Панчишин С.Я. Фосфониевые илиды с азотсодержащими группами - перспективные реагенты для гетероциклизаций. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.03 - органическая химия. Институт органической химии Национальной Академии Наук Украины, Киев, 2001.

Диссертация посвящена разработке удобных способов получения фосфониевых илидов с различными азотсодержащими группами, а также исследованию их превращений в новые производные азотистых гетероциклов. В процессе выполнения работы удалось решить три основные задачи.

Во-первых, выяснены возможности направленной модификации самых доступных фосфониевых илидов при помощи ряда азотсодержащих электрофильных агентов.

Во-вторых, исследована региоселективность гетероциклизаций на основе фосфониевых илидов с азотсодержащими группами.

В-третьих, изучены способы дефосфорилирования продуктов циклизаций, полученных с участием новых фосфониевых реагентов.

Успешное выполнение всех этих этапов работы привело к разработке удобных способов получения целого ряда новых производных оксазола, пиразола, тетразола, нафто[2,1-d]оксазола, пиразоло[1,5-а]пиримидина и пиразоло[1,5-а]хиназолина.

Из наиболее важных подходов, исследованных в этой работе, следует отметить такие:

получение продуктов присоединения умеренно стабилизированных фосфониевых илидов к 1,2,2,2-тетрахлорэтилизоцианату и превращение их в трифункциональ-нозамещенные оксазолы с илидной группировкой в положении 2 азольного фрагмента;

генерацию фосфониевых илидов с имидоилхлоридной группировкой и применение их для синтеза неизвестных ранее 4-трифенилфосфоранилиденовых производных 2-арил-5-ацилимино-2-тиазолинов;

разработку препаративного способа получения фосфониевых илидов с тиокарба-моильной группой и изучение их циклоконденсаций с б-галогенкарбонильными соединениями, что привело к синтезу ряда 2,4- и 2,5-дизамещенных тиазолов с илидным фрагментом в положении 2 кольца;

внутримолекулярную циклизацию 2-арилгидразино-1-цианоэтенилфосфониевых солей, которая оказалась удобным способом получения 4-фосфониевых производных 1-арил-5-аминопиразолов;

превращение продукта конденсации иодида 2-метилтио-1-цианоэтенил(трифе-нил)фосфония с гидразингидратом в неизвестный ранее перхлорат 5-амино-3-трифенилфосфониопиразоло[1,5-а]пиримидина, строение которого установлено при помощи рентгеноструктурного исследования.

Систематичное изучение дефосфорилирования приведенных выше продуктов различных гетероциклизаций показало, что только в некоторых случаях для этой цели применима реакция Виттига. Гораздо чаще препаративное значение имеет щелочное или кислотное расщепление связи С-Р. Именно с этим обстоятельством связана перспективность широкого применения фосфониевых илидов с азотсодержащими группами в синтезах производных различных гетероциклических систем, поскольку трифенилфосфониевую группу в азольном или азиновом кольце удается заменить атомом водорода.

Вполне очевидно, что перспективность использования доступных фосфониевых реагентов в обычных гетероциклизациях, которые отличаются от специфической циклоконденсации, основанной на применении внутримолекулярной реакции Виттига, позволяет по-новому оценивать значение т.н. фосфониевых синтезов гетероциклических соединений. Такие синтезы, как правило, основаны на доступных реагентах, нередко протекают вполне региоселективно и приводят к таким производным важнейших азотистых гетероциклов, которые трудно или чаще всего невозможно синтезировать традиционными способами.

Ключевые слова: фосфониевые илиды с азотсодержащими группами, фосфониевые производные азотистых гетероциклов, щелочное или кислотное дефосфорилирование, фосфониевые синтезы гетероциклических соединений. ілід фосфонієвий азотовмісний гетероцикл

Панчишин С.Я. Фосфонієві іліди з азотовмісними групами - перспективні реагенти для гетероциклізацій. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.03 - органічна хімія. Інститут органічної хімії Національної Академії Наук України, Київ, 2001.

Дисертація присвячена розробці зручних способів одержання фосфонієвих ілідів з різноманітними азотовмісними групами, а також вивченню їх перетворень у нові похідні азотистих гетероциклів. Вперше показано, що важливе значення при цьому відіграє модифікація помірно стабілізованих фосфонієвих ілідів за допомогою амідоалкілюючих агентів, 1,2,2,2-тетрахлоретилізоціанату, ацилізотіоціанатів та інших поліцентрових електрофільних агентів. На основі модифікованих ілідів вдалося розробити зручні способи одержання ряду нових похідних оксазолу, тіазолу, піразолу, тетразолу, нафто[2,1-d]оксазолу, піразоло[1,5-а]піримідину та піразоло[1,5-а]хіназоліну. В процесі розробки цих синтезів систематично досліджено дефосфорилювання фосфонієвих похідних різноманітних азолів та азинів. Виявилось, що для цієї мети реакція Віттіга придатна лише зрідка, а частіше препаративне значення має лужне або кислотне розщеплення зв'язку С-Р. Всі ці дані дозволяють по-новому оцінювати значення так званих фосфонієвих синтезів гетероцикліч-них сполук, котрі нерідко приводять до таких похідних важливих гетероциклічних систем, котрі важко або неможливо синтезувати традиційними способами.

Ключові слова: фосфонієві іліди з азотовмісними группами, фосфонієві похідні азотистих гетероциклів, лужне або кислотне дефосфорилювання, фосфонієві синтези гетероциклічних сполук.

Panchishin S. Ya. Phosphonium ylides with nitrogen-containing groups as promising reagents for heterocyclization. - Manuscript.

A dissertation for candidate's degree in organic chemistry, the speciality 02.00.03. Institute of Organic Chemistry, National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, 2001.

The dissertation is dedicated to the development of convenient methods for preparation of phosphonium ylides with various nitrogen-containing groups and to the study of their transformations into novel derivatives of nitrogen heterocycles. It was shown for the first time that the modification of moderately stabilized phosphonium ylides by amidoalkylating reagents, such as 1,2,2,2-tetrachloroethyl isocyanate, acyl isothiocyanates and other multicenter electrophilic agents, played an important role in these processes. Based on the modified ylides, there were developed suitable methods to prepare a range of novel oxazole, thiazole, pyrazole, tetrazole, naphtho[2,1-d]oxazole, pyrazolo[1,5-a]pyrimidine and pyrazolo[1,5-a]quinazoline derivatives. The dephosphorylation of intermediate phosphonium derivatives of azoles and azines was investigated systematically. Wittig reaction was found to be only occasionally suitable for this purpose whereas the acid or alkaline cleavage of the P-C bond are of much more preparative importance. All these findings allowed one to evaluate in a new way the importance of the so-called phosphonium syntheses often leading to useful heterocyclic systems which are difficult or impossible to prepare by traditional methods.

Keywords: phosphonium ylides with nitrogen-containing groups, phosphonium derivatives of nitrogen heterocycles, acid and alkaline dephosphorylation, phosphonium syntheses of heterocyclic compounds.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Похідні азотистих гетероциклів відіграють надзвичайно важливу роль у фундаментальних та прикладних аспектах органічної хімії. Незважаючи на те, що способи одержання багатьох типів функціоналізованих азолів та азинів вже досить добре розроблені, чимало таких сполук все ще важкодоступні, а деякі до цього часу взагалі невідомі. Для їх отримання протягом останніх років почали використовувати різні фосфонієві реагенти і в тому числі функціоналізовані фосфонієві іліди, які здатні вступати, наприклад, у внутрішньомолекулярну реакцію Віттіга, що вже знайшла помітне застосування в препаративних синтезах похідних цілого ряду гетероциклічних систем. Разом з цим сфера застосування фосфонієвих ілідів у гетероциклізаціях, відмінних від внутрішньомолекулярної реакції Віттіга, ще не є широкою, що обумовлено складністю синтезу вихідних реагентів, а також досить обмеженою кількістю підходів, які здатні привести до нових типів гетероциклічних сполук. Саме тому пошуки доступних фосфонієвих реагентів та дослідження регіоселективних циклізацій на їх основі є актуальним напрямком суттєвого удосконалення синтетичного апарату хімії гетероциклів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами та темами. Робота виконувалась у рамках наукових тем відділу хімії біоактивних азотовмісних гетероциклічних основ Інституту біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України 1995-2000 рр. (№№ держреєстрації 0195U025793 та 0199U003947), а також підтримана Міжнародним науковим фондом Дж. Со-роса (гранти U6K000, U6K200, 1994-1996 рр.) та грантом INTAS (№ 95-1115, 1998-1999 рр.) під керівництвом проф. Г. Рейнерса, Бельгія.

Мета і завдання дослідження. Основна мета роботи полягала в розробці зручних підходів до отримання доступних фосфонієвих ілідів з азотовмісними групами, що були б придатними для синтезу нових типів похідних азотистих гетероциклів. Для досягнення цієї мети треба було розв'язати три завдання:

1) вияснити можливість спрямованої модифікації найдоступніших фосфонієвих ілідів за допомогою азотовмісних електрофільних агентів;

2) дослідити регіоселективність гетероциклізацій за участю фосфонієвих ілідів з азотовмісними групами;

3) знайти способи дефосфорилювання продуктів циклізацій, отриманих на основі нових фосфонієвих реагентів.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше показано, що цілком доступні фосфонієві іліди загальної формули Ph3P=CHX, де X= COOMe, CN, COPh, а також функціо-налізовані фосфонієві солі з характерними фрагментами: за допомогою нескладних способів перетворюються в нові типи мо-дифікованих ілідних реагентів з азотовмісними групами:

Всі вони виявились придатними для регіоселективних гетероциклізацій, котрі привели до багатьох невідомих раніше похідних оксазолу, тіазолу, піразолу, тетразолу, нафто[2,1-d]оксазолу, піразоло[1,5-a]піримідину та піразоло[1,5-a]хіназоліну.

1) перетворення продуктів приєднання помірно стабілізованих фосфонієвих ілідів типу Ph3P=CHX до 1,2,2,2-тетрахлоретилізоціанату в цілий ряд нових похідних оксазолу загальної формули:

2) циклоконденсацію біфільних ілідів типу RCCl=NCH=PPh3 з ацилізотіоціанатами, що привела до невідомих раніше 4-трифенілфосфораніліденових похідних 2-арил-5-ацил-іміно-2-тіазолінів;

3) взаємодію фосфонієвих ілідів, стабілізованих тіокарбамоїльною групою, з б-гало-генокарбонільними сполуками та хлорацетонітрилом, яка дала можливість синтезувати чимало нових похідних тіазолу загальної формули

4) внутрішньомолекулярну циклізацію 2-арилгідразино-1-ціаноетенілфосфонієвих солей, яка виявилась зручним способом синтезу 4-фосфонієвих похідних 1-арил-5-амінопіразолів;

5) перетворення доступного реагенту

Ph3P=C(CN)CH=N-N=CHC(CN)=PPh

у пер-хлорат 5-аміно-3-трифенілфосфоніопіразоло[1,5-a]піримідину, будову якого доведено рент-геноструктурним методом.

Систематичне дослідження дефосфорилювання наведених вище продуктів циклізації за допомогою лужного і кислотного розщеплення, а також реакції Віттіга привело до розробки препаративних способів отримання ряду нових похідних азолів та азинів, які вже не містять фосфору. Таким чином, перспективність широкого застосування фосфонієвих ілідів з азотовмісними групами в синтетичному апараті хімії гетероциклів не викликає сумніву.

Практичне значення одержаних результатів полягає в розробці препаративних способів синтезу ряду нових функціональних похідних азотистих гетероциклів, серед яких варто вести пошук різноманітних біорегуляторів.

Особистий внесок автора. Експериментальна частина роботи, аналіз спектральних досліджень та встановлення будови більшості синтезованих сполук зроблені особисто дисертантом. Рентгеноструктурні дослідження двох складних сполук виконані разом з доктором хім. наук О.М. Чернегою (Інститут органічної хімії НАН України) та доктором Л.Ван Меєрвельтом (Католицький Університет у м. Льовені, Бельгія).

Апробація роботи. Матеріали дисертаційної роботи доповідались на ХVІІ Українській конференції з органічної хімії (Харків, 1995р.), XIV та XV міжнародних конгресах з хімії гетероциклів (Антверпен, 1993р.; Тайбей, 1995р.), а також міжнародній конференції з хімії азотовмісних гетероциклів (Харків, 2000 р.).

Публікації. За матеріалами роботи опубліковано 6 статей та тези 5-ти доповідей.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків та списку літературних джерел, що включає 136 найменувань.

У першому розділі викладено детальний огляд літератури, що стосується використання фосфонієвих ілідів у синтезах похідних азотистих гетероциклів. У наступних трьох розділах розглянуті власні експериментальні дослідження, присвячені розгляду способів одержання нових типів фосфонієвих ілідів з азотовмісними групами та гетероциклізацій на їх основі.

Дисертаційна робота викладена на 135 сторінках машинопису і містить 19 таблиць, 22 схеми та 4 рисунки.

Генерація фосфонієвих ілідів з імідоїлхлоридною групою та їх циклоконденсації

На основі доступних ациламінометилфосфонієвих солей (1), представлених на схемі 1, вдалося розробити зручний підхід до отримання невідомих раніше ілідів (3) з імідоїл-хлоридною групою. Останні виявились малостабільними сполуками і не виділені в індивідуальному стані, але їх утворення в ацетонітрильному розчині доведено за допомогою комплексних спектральних та хімічних дослідження. Для ідентифікації цих сполук зручно використовувати інтенсивну смугу поглинання в УФ спектрі (лмакс 352-361 нм). Нові біфіль-ні реагенти (3) вдалося застосувати in situ для циклоконденсацій з хлорангідридами карбонових кислот, сірковуглецем та ацилізотіоціанатами, які приводять до відповідних похідних оксазолу (7) та тіазолу (8, 9). Деякі із представників структур (7) та (8) вже синтезовані раніше іншими способами і тому будова їх не викликає сумніву. Це дає можливість констатувати високу регіоселективність таких циклоконденсацій, в яких бере участь спочатку нуклеофільний ілідний центр біфільних реагентів (3), а потім електро-фільний центр імідоїлхлоридної групи. У препаративному відношенні особливий інтерес представляє перетворення: (3)(6)(9), бо воно приводить до нового типу стабілізованих фосфонієвих ілідів тіазольного ряду. На схемі 1 заради простоти наведена лише неполярна гранична структура (9), а насправді важливішу роль відіграють такі полярні структури:

Вклад ілідної структури (9-І) все ж таки не є значним, бо ці сполуки не вступають у реакцію Віттіга з п-нітробензальдегідом навіть у жорстких умовах. Більше значення мають, очевидно, структури (9-Б1 і 9-Б2), що дозволяє не тільки пояснити їх інертність до карбонільних сполук, але й наявність в УФ спектрах довгохвильової смуги поглинання (лмакс 385-390 нм), яка обумовлена, очевидно, внутрішньомолекулярним переносом заряду в хромофорі значної довжини. Оскільки дефосфорилювання сполук (9) за допомогою реакції Віттіга виявилось неможливим, довелось розробити інший ланцюг перетворень: (9)(10)(11)(12), який привів до нових похідних 1-(тіазол-5-іл)тетразолу, що вже не містять фосфору. Проміжні імідоїлхлоридні реагенти (10) можуть бути використані і для багатьох інших синтезів, що ще більше посилює препаративну цінність ілідів-бетаїнів (9), а також їх попередників - біфільних реагентів (3). Стосовно розподілу електронної густини в останніх слід зауважити, що, крім малополярної структури (3), представленої на схемі 1, варто враховувати ще такі три високополярні структури:

За даними УФ спектрів сумарний вклад бетаїн-ілідної (3-БІ) та нітрил-ілідної (3-НІ) структур, імовірно, не є більшим, ніж вклад основної структури (3-І). Однак, яким би не був насправді відносний вклад кожної з цих граничних структур, це не може суттєво вплинути на значну електронну густину на ілідному атомі вуглецю, що є основною причиною легкої взаємодії мезомерних сполук (3) з електрофільними агентами (див. схему 1).

2. Модифікація фосфонієвих ілідів за допомогою поліцентрових азотовмісних електрофільних агентів та її значення в синтезах нових похідних оксазолу та тіазолу

Систематичне вивчення амідоалкілювання доступних фосфоровмісних субстратів типу

Ph3P=CHX

де X=CN, COOМе та COPh, привело до синтезу ряду ди- і трифункціо-нальнозаміщених ілідів, які обов'язково містять амідну групу. Деякі з них виявились важливими реагентами для подальших гетероциклізацій. Так, продукти амідофенацилювання трифенілфосфораніліденацетонітрилу (15), що представлені на схемі 2, легко циклізуються при нагріванні до 100°С у поліфосфорній кислоті.

При цьому утворюються, очевидно, проміжні сполуки (16), котрі можуть або декарбокси-люватися, або вступати у циклоконденсацію, подібну на реакцію Фріделя-Крафтса. Обидва напрямки цих перетворень доведені експериментально, бо з реакційної суміші вдалося виділити із задовільними виходами і 2-арил-5-фенілоксазол-4-ілметилфосфонієві солі (17), і фосфоровмісні похідні 2-арил-5-гідроксинафто[2,1-d]оксазолів (18). Будову перших із них встановлено за допомогою лужного дефосфорилювання, котре привело до відомих 2,5-діарил-4-метилоксазолів (19). Разом з цим будову однієї із сполук (18), для якої R= 4-CH3C6H4, вдалося надійно довести за допомогою рентгеноструктурного дослідження (див. рис.1).

Конденсована система O1NC1-11, що складається з оксазольного та нафталінового кілець, виявилась приблизно плоскою і відхилення атомів від середньоквадратичної площини не перевищують 0.116Е. Феніленовий фрагмент, що приєднаний до оксазольного кільця, знаходиться майже в площині трициклічної системи (відповідний двогранний кут складає лише 7.8°). Цікавою особливістю будови цієї сполуки є водневий зв'зок O-H···O, причому гідроксильна група знаходиться у фосфонієвому катіоні, а електронодонорний атом кисню - у перхлорат-аніоні.

Фосфонієві солі (18) легко перетворюються в надстабілізовані іліди (20), які не вступають у реакцію Віттіга. Однак можна сподіватись, що після направленої модифікації сполук (18), котра привела б до зникнення рухливого атома водню, зв'язок С-Р все ж таки вдасться розщепити в лужному середовищі.

Для синтезу нових похідних оксазолу, крім реагентів (15), вдалося широко застосувати продукти приєднання найдоступніших фосфонієвих ілідів (23) до 1,2,2,2-тетрахлоретилізоціанату (22). При цьому утворюються, як показано на схемі 3, біфільні реагенти (25), котрі містять з однієї сторони нуклеофільний ілідний центр, а з другої - електрофільне угруповання CCl3CHClNHCO-, котре характерне для багатьох N-1,2,2,2-терахлоретиламідів карбонових кислот, досліджених раніше. Саме це угруповання бере участь у процесах ціанування, сульфонілювання та фосфорилювання, які привели до нових реагентів (26-29), що виявились придатними для отримання цілого ряду нових фосфоровмісних похідних 5-амінооксазолу (30) і 5-меркаптооксазолу (31). Оскільки ці перетворення є, по суті, частко-вим випадком добре вивчених раніше циклоконденсацій на основі енамідів загальної формули

Cl2C=C(X)NHCOR

де Х - різноманітні електроноакцепторні замісники, не було ніякої потреби в спеціальному підтвердженні наявності оксазольного кільця в сполуках (30, 31). Зауважимо лише, що наявність ілідного фрагмента в деяких продуктах циклізації (30) доведена за допомогою реакції Віттіга, а подібні сполуки (31) вдалося дефосфорилювати за допомогою послідовного лужного розщеплення, а потім конденсації з ароматичними альдегідами [див. перетворення (31)(33)(34) на схемі 3].

Таким чином, введення ілідного угруповання в положення 2 оксазольного кільця має, поза всякими сумнівами, препаративне значення принаймні для подальшої модифікації замісників у цьому положенні. Разом з цим є суттєві підстави вважати, що сфера застосування нових поліцентрових реагентів (25-29) є значно ширшою і їх вдасться з часом використати для отримання нових похідних не тільки оксазолу, але й інших азотистих гетероциклів.

Крім модифікації фосфонієвих ілідів за допомогою 1,2,2,2-тетрахлоретилізоціанату, важливою виявилась також послідовна обробка їх ацетилізотіоціанатом, а потім аміаком. Таким способом вдалося легко замінити атом водню біля ілідного центра на тіокарбамоїльну групу. Разом з неполярною граничною струк-турою (37) варто взяти до уваги ще й такі три полярні граничні структури:

Вклад ілідної структури (37-І) не є значним, бо ці сполуки не вступають у реакцію Віттіга з п-нітробензальдегідом навіть у жорстких умовах. Отже сумарний вклад бетаїнових структур (37-Б1) та (37-Б2) значно більший, що дозволяє пояснити цілком спрямовану взаємодію цих сполук з різноманітними б-галогенокарбонільними агентами, а також хлорацетонітрилом без участі ілідного центра (див. схему 4). Хоча всі ці циклоконденсації легко асоціюються з відомою реакцією Ганча, будову сполук (38-41) прийшлось все ж таки надійно встановлювати, беручи до уваги поліцентровий характер субстратів (37). При цьому важливі підтвердження їх структури були отримані не тільки за допомогою ІЧ та ЯМР 1Н спектрів, але й хімічних перетворень. Так, продукт циклоконденсації (40) при нагріванні з соляною кислотою перетворюється у відому 4-фенілтіазол-2-ілоцтову кислоту (42), а стабілізовані іліди (41) вдалося надзвичайно легко дефосфорилювати за допомогою безводного хлороводню в льодяній оцтовій кислоті і отримати з високими виходами відповідні 5-ациламіно-4-феніл-2-ціанометилтіазоли (44), котрі синтезовані також незалежним способом - реакцією Ганча на основі добре відомого тіоціанацетаміду (45). Не виключено, що при взаємодії ілідів (41) з безводним хлороводнем в оцтовій кислоті утворюються проміжні фосфорани, які можуть розщеплюватись через циклічний перехідний стан:

Сфера застосування такого кислотного розщеплення зв'язку С-Р в повній мірі ще не вияснена, але вже зараз зрозуміло, що цей процес не є специфічною особливістю лише фосфоровмісних похідних заміщених тіазолів.

3. Значення фосфонієвих ілідів, стабілізованих нітрильною групою і гідразонним фрагментом, для синтезу нових похідних піразолу та його конденсованих аналогів

Для отримання нових типів фосфонієвих ілідів, що містять гідразонне угруповання, нами вперше вивчені конденсації доступної 2-метилтіо-1-ціановінілфосфонієвої солі (47) з гідразином, арилгідразинами, ацилгідразинами, N,N-диметилгідразином, 2-ціаноетилгідразином та 2-гідразинобензойною кислотою. Без особливих ускладнень реакція проходить з арилгідразинами і N,N-диметилгідразином, що приводить спочатку до відповідних 2-гідразинозаміщених 1-ціановінілфосфонієвих солей (48, 50), які легко перетворюються у споріднені стабілізовані іліди (49). Такі іліди не змінюються в присутності основ, але в кислотному середовищі вони, як правило, легко циклізуються, що використано, наприклад, для розробки препаративного способу отримання 4-фосфонієвих похідних 5-аміно-1-арилпіразолів (51, R1= Ar, див. схему 5). Подібні 1-ацилзаміщені аналоги дуже нестійкі і при нагріванні в спирті легко деацилюються, що приводить до невідомого 4-фосфонієвого похідного 5-амінопіразолу (52). Наявність первинної аміногрупи в сполуках (51) доведена не тільки спектральними методами, але й ацилюванням, яке привело до нового типу стабілізованих ілідів піразольного ряду (54), котрі не вступають у реакцію Віттіга, а для їх дефосфорилювання був розроблений спеціальний ланцюг перетворень: (54)(55)(56) (57)(58), представлений на схемі 5.

На відміну від арилгідразинів, гідразингідрат складніше взаємодіє зі сполукою (47). При цьому утворюється з високим виходом новий надстабілізований ілідний агент (59), який не вступає в реакцію Віттіга, але легко циклізується при довгому нагріванні в оцтовій кислоті (див. схему 6). Якщо до реакційної суміші після нагрівання додати перхлорат натрію, то в осад випадає перхлорат 5-аміно-3-трифенілфосфоніопіразоло[1,5-a]піримідину (63), будову якого надійно доведено за допомогою рентгеноструктурного дослідження.

Таким чином, при утворенні сполуки (63) одна трифенілфосфонієва група елімінується в кислотному середовищі з піримідинового кільця, а відщеплення другої трифенілфосфонієвої групи вдалося здійснити в лужному середовищі, що привело до 5-амінопіразоло[1,5-a]піримідину (64), котрий не вдавалося раніше отримати традиційними способами, хоча його чисельні заміщені аналоги вже описані в літературі. По аналогії з перетвореннями (47)(59)(63) вдалося здійснити синтези подібних конденсованих сполук (69, 70), що предста-влені на схемі 7.

Таким чином, циклоконденсації заміщеної вінілфосфонієвої солі (47) з гідразином та його похідними привели до таких похідних піразолу, піразоло[1,5-a]піримідину та піразоло[1,5-a]-хіназоліну, котрі раніше не були доступні. Саме в цих випадках переваги фосфонієвих синтезів гетероциклічних сполук проявляються особливо наглядно, що стимулює подальші пошуки перспективних фосфонієвих реагентів для різноманітних гетероциклізацій.

ВИСНОВКИ

1. Показано, що доступні ациламінометилфосфонієві солі при послідовній обробці пентахлоридом фосфору та триетиламіном перетворюються у невідомі раніше фосфонієві іліди типу RCCl=NCH=PPh3. Біфільна природа цих реагентів проявляється в циклоконденсаціях з хлорангідридами карбонових кислот та ацилізотіоціанатами. У першому випадку отримані відомі похідні оксазолу, а в другому - нові 4-трифенілфосфораніліденові похідні 2-арил-5-ациліміно-2-тіазолінів.

2. Знайдено, що продукти приєднання помірно стабілізованих фосфонієвих ілідів до 1,2,2,2-тетрахлоретилізоціанату містять характерний поліцентровий фрагмент , котрий відіграє важливу роль у синтезах цілого ряду нових трифунк-ціональнозаміщених оксазолів загальної формули

Деякі з них вдалося дефосфорилювати за допомогою таких послідовних процесів: лужного розщеплення та реакції Віттіга.

3. Доведено, що продукти амідофенацилювання трифенілфосфораніліденацетонітрилу циклізуються при нагріванні в поліфосфорній кислоті і дають суміш сполук, з якої після обробки перхлоратом натрію виділені із задовільним виходом нові похідні нафто[2,1-d]оксазолу загальної формули

Будову одного з них встановлено за допомогою рентгеноструктурного дослідження.

4. З'ясовано, що послідовна обробка найдоступніших фосфонієвих ілідів спочатку ацетилізотіоціанатом, а потім аміаком приводить до невідомих раніше реагентів типу Ph3P=C(X)C(S)NH2, які легко вступають у циклоконденсацію з різними б-галогенозаміщеними карбонільними сполуками та хлорацетонітрилом. В результаті отримано чимало нових похідних тіазолу загальної формули

Деякі з них дуже легко дефосфорилюються безводним хлороводнем в оцтовій кислоті.

5. Показано, що заміщені вінілфосфонієві солі типу котрі споріднені з ілідами, стабілізованими арилгідразонними групами, при нагріванні циклізуються і дають з високими виходом 4-фосфонієві похідні 5-аміно-1-арилпіразолів, будову яких доведено за допомогою лужного дефосфорилювання.

6. Знайдено, що доступний стабілізований ілід Ph3P=C(CN)CH=N-N=CHC(CN)=PPh3 не реагує з альдегідами навіть у жорстких умовах, але при нагріванні в оцтовій кислоті ціл-ком спрямовано циклізується і після обробки перхлоратом натрію перетворюється у перхлорат 5-аміно-3-трифенілфосфоніопіразоло[1,5-а]піримідину, будову якого надійно доведено за допомогою рентгеноструктурного дослідження. Дефосфорилювання цього продукту, що є важливим у препаративному відношенні, здійснено за допомогою лугу.

7. Систематичне вивчення гетероциклізацій на основі модифікованих фосфонієвих ілідів з реакційноздатними азотовмісними групами: привело до синтезу багатьох нових фосфоровмісних похідних оксазолу, тіазолу, піразолу, тетразолу, нафто[2,1-d]оксазолу, піразоло[1,5-а]піримідину та піразоло[1,5-а]хіназоліну. Дефосфорилювання їх лише в деяких випадках вдається здійснити за допомогою реакції Віттіга, проте значно частіше препаративне значення має лужне або кислотне розщеплення зв'язку С-Р. Саме з цією обставиною пов'язана перспективність широкого застосування фосфонієвих ілідів з азотовмісними групами в синтезах похідних різноманітних гетероцик-лічних систем.

СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Смолий О.Б., Панчишин С.Я., Драч Б.С. 2-Амино-1-цианэтенилтрифенилфосфоний иодид - новый реагент для гетероциклизаций // Журн. общ. хим.- 1993.- Т.63, № 5.- С.1184-1185.

Смолий О.Б., Панчишин С.Я., Драч Б.С. Циклизация продуктов присоединения цианометилентрифенилфосфорана к ацилизотиоцианатам - удобный подход к синтезу функциональных производных пиримидина // Журн. общ. хим.- 1993.- Т.63, № 9.- С.1990-1994.

Смолий О.Б., Панчишин С.Я., Романенко Е.А., Драч Б.С. Гетероциклизации С-тиокарба-моилзамещенных фосфониевых илидов // Журн. общ. хим.- 1995.- Т.65, № 4.- С.583-586.

Смолий О.Б., Панчишин С.Я., Будник Л.В., Романенко Е.А., Драч Б.С. Превращение продукта присоединения цианометилентрифенилфосфорана к 1,2,2,2-тетрахлорэтилизоцианату // Журн. общ. хим.- 1997.- Т.67, № 3.- С.391-394.

Смолий О.Б., Панчишин С.Я., Ван Меервельт Л., Мищенко Н.И., Романенко Е.А., Драч Б.С. Взаимодействие иодида 2-метилтио-1-цианоэтенилтрифенилфосфония с гидразином и его производными // Журн. общ. хим.- 1998.- Т.68, № 4.- С.585-591.

Смолий О.Б., Панчишин С.Я., Романенко Е.А., Драч Б.С. Реакционноспособные фосфониевые илиды на основе 3-фенил-3-хлор-2-аза-2-пропен-1-ил(трифенил)фосфоний хлорида // Журн. общ. хим.- 1999.- Т.69, № 10.- С.1652-1657.

Smolii O.B., Panchishin S.Y., Rebets E.S., Drach B.S. Substituted 1-Cyanovinyl-phosphonium Salts as New Reagents for Heterocyclization // 14th International Congress of Heterocyclic Chemistry. Abstracts.- Antwerpen (Belgium).- 1993.- PO3-173.

Смолій О.Б., Панчишин С.Я., Шахнін Д.Б., Романенко Е.А., Драч Б.С. Простий підхід до синтезу фосфонієвих похідних піримідинових основ // XVII Українська конференція з орга-нічної хімії. Тези доповідей.- Харків.- 1995.- Т.1.- С. 172.

Smolii O., Shakhnin D., Panchishin S., Romanenko E., Drach B. Heterocyclization of Products of Cyanomethylentriphenylphosphorane Addition to Acylisothiocyanates // 15th International Congress of Heterocyclic Chemistry. Abstracts.- Taipei.- 1995.- PО3-230.

Смолій О.Б., Панчишин С.Я., Безверхній В.Д. Гетероциклізації на основі тіокарба-моїлзаміщених фосфонієвих ілідів // Хімія азотовмісних гетероциклів. Міжнародна конференція. Тези доповідей.- Харків.- 2000.- С.57.

Броварец В.С., Смолий О.Б., Зябрев В.С., Пильо С.Г., Панчишин С.Я., Бабий С.Б., Драч Б.С. Перспективные подходы к синтезу функциональнозамещенных азолов // 1ая Всероссийская конференция по химии гетероциклов памяти А.Н. Коста. Тезисы докладов.- Суздаль.- 2000.- С.113.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Номенклатура, електронна будова, ізомерія, фізичні, хімічні й кислотні властивості, особливості одержання і використання алкінів. Поняття та сутність реакцій олігомеризації та ізомеризації. Специфіка одержання ненасичених карбонових кислот та їх похідних.

    реферат [45,5 K], добавлен 19.11.2009

  • Особливості будови та загальні способи одержання похідних 1,4-дигідропіридину з флуорованими замісниками, їх біологічна активність. Використання синтезу Ганча для утворення похідних 4-арил-1,4-дигідропіридину на основі о-трифлуорометилбензальдегіду.

    дипломная работа [734,7 K], добавлен 25.04.2012

  • Амінокислоти як безбарвні кристалічні речовини, деякі солодкуваті на присмак, дають солі з кислотами й основами: розгляд хімічних властивостей, знайомство з методами одержання. Характеристика окремих представників амінокислот та їх основних похідних.

    курсовая работа [724,5 K], добавлен 21.05.2019

  • Основні принципи дизайну координаційних полімерів. Електронна будова та фізико-хімічні властивості піразолу та тріазолу. Координаційні сполуки на основі похідних 4-заміщених 1,2,4-тріазолів. Одержання 4-(3,5-диметил-1Н-піразол-4-іл)-4Н-1,2,4-тріазолу.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 29.12.2011

  • Біфункціональні з'єднання - оксикислоти: склад молекул. Змінення площини поляризації світла. Методи синтезу аліфатичних оксикислот. Загальний метод одержання оксикислот з вилученими гідроксильною та карбоксильною групами. Ферментативне окислювання цукрів.

    курсовая работа [968,4 K], добавлен 03.09.2009

  • Перші сполуки алюмінію. Застосовання галунів під час фарбування тканин для закріплення їх кольору. Способ одержання алюмінію методом електролізу. Становлення вітчизняної алюмінієвої промисловості. Основні способи одержання алюмінію на сьогоднішній день.

    презентация [1,0 M], добавлен 27.02.2013

  • Одержання водню конверсією метану. Промислові види каталітичної переробки газоподібних або рідких вуглеводнів. Технологічна схема двоступінчастого методу конверсії природного газу. Одержання водню та азотоводневої суміші газифікацією твердих палив.

    реферат [204,6 K], добавлен 20.05.2011

  • Розгляд одержання сульфатної кислоти контактним і нітрозним способами. Розрахунок та порівняння питомої матеріалоємності процесу одержання ацетилену з карбіду кальцію різного складу. Вибір найбільш вигідних варіантів проведення технологічного процесу.

    контрольная работа [114,4 K], добавлен 27.05.2012

  • Короткий нарис життя та творчого шляху відомого російського хіміка О.Є. Чичибабина, внесок в розвиток науки. Початок наукового шляху великого вченого, його навчання. Розвиток хімії піридинових сполук. Реакції з одержання діазосполук та гетероциклів.

    курсовая работа [749,5 K], добавлен 25.10.2010

  • Одержання синтез-газу із твердих палив та рідких вуглеводнів. Визначення витрат бурого вугілля, вуглецю, водяної пари й повітря для одержання 1000 м3 генераторного газу. Розрахунок кількості теплоти, що виділяється при газифікації твердого палива.

    контрольная работа [30,8 K], добавлен 02.04.2011

  • Моногалогенопохідні та полігалогенопохідні алканів: номенклатура, ізомерія, методи одержання, електронна будова, фізичні та хімічні властивості. Ненасичені галогенопохідні: загальна характеристика, методи та обґрунтування процесу одержання, властивості.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 03.11.2013

  • Дослідження сутності фотохімічних процесів - хімічних процесів, що протікають під дією видимого світла та ультрафіолетових променів. Процес фотосинтезу. Способи одержання фотозображення. Основний закон фотохімії. Знімок Ньєпса, Тальбота, Дагера, Фріцше.

    презентация [6,0 M], добавлен 09.04.2011

  • Поняття сульфенів; способи їх одержання шляхом фотохімічних реакцій та термічних перегрупувань. Лабораторний метод генерації сульфенів, виходячи з алкансульфохлоридів, для подальшого їх використання в синтезах органічних, зокрема, гетероциклічних сполук.

    курсовая работа [276,6 K], добавлен 31.01.2014

  • Конструювання фосфоровмісні сполук, які мають ациклічний вуглецевий скелет і здатні вступати в реакції циклоконденсації. Дослідження умов та реагентів для перетворення ациклічних фосфоровмісних похідних енамінів в л5 фосфініни та їх аза аналоги.

    автореферат [24,9 K], добавлен 11.04.2009

  • Загальна характеристика ніобію, історія відкриття, походження назви. Електронна формула та електронно-графічні схеми валентного шару, можливі ступені окиснення цього елементу, природні ізотопи. Способи одержання та застосування. Методика синтезу NbCl5.

    курсовая работа [32,3 K], добавлен 19.09.2014

  • Загальна характеристика елементів I групи, головної підгрупи. Електронна будова атомів і йонів лужних металів. Металічна кристалічна гратка. Знаходження металів в природі та способи їх одержання в лабораторних умовах. Використання сполук калію та натрію.

    презентация [247,6 K], добавлен 03.03.2015

  • Синтез похідних амінопіразолу, заміщених гідразинів, похідних гетерілпіримідину, алкілпохідних конденсованих гетерілпіримідинів. Електрофільна гетероциклізація ненасичених похідних піразолопіримідину під дією галогенів, концентрованої сульфатної кислоти.

    реферат [128,0 K], добавлен 20.10.2014

  • Особливості колориметричних методів аналізу. Колориметричне титрування (метод дублювання). Органічні реагенти у неорганічному аналізі. Природа іона металу. Реакції, засновані на утворенні комплексних сполук металів. Якісні визначення органічних сполук.

    курсовая работа [592,9 K], добавлен 08.09.2015

  • Характеристика сировини, допоміжних матеріалів та готової продукції – карбаміду. Опис технологічного процесу одержання карбаміду, його етапи та вимоги до теплообміннику. Апаратурне оформлення та технічні характеристики обладнання, що використовується.

    курсовая работа [38,3 K], добавлен 28.05.2014

  • Значення елекропровідності основних типів спряжених полімерів та методи їх одержання. Використання поліанілінових нанокомпозитів, рентгенометричні дані глауконітів. Дериватогафічний та термічний аналіз композиційного матеріалу, мікроскопічні дослідження.

    дипломная работа [1,4 M], добавлен 01.04.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.