Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертаціі на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук

С-Фосфорильовані похідні 2-фурил-, 2-тієніл- і 2-(N-метилпіроліл)карбальдегідів

УДК 547.753.241

АНІЩЕНКО Андрій Олександрович

02.00.03- органічна хімія

Київ- 1999

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі органічної хімії Дніпропетровського державного університету

Науковий керівник: кандидат хімічних наук Курочкін Олександр Федорович

Дніпропетровський державний університет,

завідуючий кафедрою хімії та технології ВМС

Офіційні опоненти: Воловенко Юліан Михайлович, Київський Національний

університет ім. Т.Г. Шевченка, кафедра органічної хімії

доктор хімічних наук

Онисько Петро Петрович, Інститут органічної

хімії НАН України, м.Київ, старший науковий

співробітник, кандидат хімічних наук

Провідна установа: Донецький інститут фізико-органічної хімії та

вуглехімії ім. Л.М. Литвиненка НАН України, відділ хімії азолів

Захист дисертації відбудеться “___21__” _______жовтня___________ 1999 р. о __14__ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.217.01 при Інституті органічної хімії НАН України за адресою: 252660, Киів-94,вул. Мурманська 5.

З дисертацією можна ознайомитись в науковій бібліотеці Інституту органічної хімії НАН України

Автореферат розісланиї “___17__” _______вересня__________ 1999 р.

Вчений секрктар спеціалізованої ради

Доктор хімічних наук, професор __________________ Фещенко Н.Г.

фосфорилювання галогенід альдегід

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Хімія С-фосфорильованих пўятичленних гетероциклічних сполук розвивається останнім часом дуже швидко. Неослабний інтерес до хімії цих сполук пояснюється їх високою біологічною активністю, можливим використанням їх в каталітичних процесах та в препаративній хімії фосфорорганічних сполук, а також їх теоретичним значенням.

Поряд з класичними методами отримання цих сполук, тобто фосфорилюванням метальованих гетероциклів та циклізацією ациклічних фосфоровмісних сполук, все більш вагомим стає метод прямого фосфорилювання, який для p-надлишкових ароматичних гетероциклів був розроблений у відділі хімії фосфорорганічних сполук Інституту органічної хімії НАН України разом з кафедрою органічної хімії Дніпропетровського державного університету.

Важливим напрямком в подальшому розвитку цього методу є отримання функціональнозаміщених фосфорвмісних сполук.

До перспективних вихідних реагентів, які мають важливе значення для синтезу С-фосфорильованих гетероциклів, перш за все слід віднести С-фосфорильовані альдегіди p-надлишкових гетероциклів. Такі сполуки дуже мало вивчені і в літературі описані лише ті з них, які містять в гетероциклі трифенілфосфонієву та формільну групи.

Грунтуючись на сказаному, можна стверджувати, що вивчення фосфорилювання гідразонів альдегідів p-надлишкових гетероциклів з подальшою регенерацією карбонільної групи та отримання С-фосфорильованих альдегідів, є в наш час актуальним.

Метою роботи є синтез моно- та бісфосфорильованих альдегідів p-надлишкових ароматичних гетероциклів з використанням гідразонного захисту для альдегідної функції, вивчення впливу N,N-диметилгідразонної групи на реакцію прямого фосфорилювання p-надлишкових гетероциклів.

Наукова новизна. Показана регіоселективність перебігу реакції фосфорилювання гідразонів фурфуролу, 2-тієніл- та 2-піролілкарбальдегідів та можливість їх препаративного використання для отримання моно- та бісфосфорильованих похідних вказаних гетероциклів.

Виявлено ефект значної активації піролу, фурану та тіофену N,N-ди-метилгідразонною групою в реакції фосфорилювання, що дозволяє вводити в мўяких умовах до атома фосфору один, два та три гетероциклічних залишки.

Показана можливість зняття гідразонного захисту з отриманням альдегідної групи для моно- та бісфосфорильованих похідних піролу, фурану та тіофену.

Апробація роботи. Результати роботи доповідались на XIV Міжнародній конференції з хімії фосфору (США, Цінцінаті, 1998 р.), XVII Українській конференції з органічної хімії (Харків, 1995 р.), XVIII Українській конференції з органічної хімії (Дніпропетровськ, 1998 р.).

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 4 статті, в яких повністю відображено зміст дисертації.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційну роботу викладено на …. сторінках, вона складається з вступу, чотирьох частин, висновків, списку цитованих джерел з … найменувань та додатку. Робота вміщує … таблиць. Перша частина дисертації є оглядом літератури, який присвячено розгляду методів фосфорилювання фурану, піролу та тіофену та хімічних властивостей фосфорильованих похідних цих гетероциклів. Власні дослідження автора викладені в другій та третій частинах.

В другій частині розглянуті реакції прямого фосфорилювання галогенідами тривалентного фосфору гідразонів фурфуролу, 2-тієніл та 2-піролілкарбальдегідів, показана можливість синтезу деяких гетероциклів на основі отриманих фосфоровмісних похідних.

В третій частині описані методи зняття гідразонного захисту з отриманням альдегідної групи в фосфорильованих гідразонах.

Четверта частина вміщує методики синтезу отриманих сполук. Конкретний особистий внесок дисертанта. Експериментальна частина роботи, інтерпретація розрахунків, аналіз спектральних даних та встановлення будови синтезованих сполук виконані особисто дисертантом.

Основний зміст роботи

Монофосфорильовані гідразони 2-фурил-, 2-(N-метилпіроліл) та 2-тієнілкарбальдегідів

Фосфорилювання незаміщених гідразонів

С-Фосфорильовані похідні перерахованих гетероциклічних альдегідів неможливо отримати реакцією прямого фосфорилювання, тому що вони легко реагують з галогенідами фосфору в першу чергу по карбонільній групі. В звўязку з цим нами здійснено фосфорилювання їх диметилгідразонів. Відомо, що гідразон (1) в реакціях з електрофілами ((CF3CO)2O, PhSO2NCO, (CN)2C=C(CN)2) утворює продукти заміщення як по положенню пўять гетероциклу, так і по екзоциклічному атому вуглецю гідразонної групи.

Встановлено, що фосфорилювання гідразонів (1, 2) трибромідом фосфору проходить регіоселективно по положенню 5 гетероциклічної системи з утворенням, в залежності від співвідношення реагентів, дибром- бром-, та тригетерилфосфінів (3-8). Дибром- та бромфосфіни є термічно нестійкими сполуками і тому були охарактеризовані після перетворення їх у відповідні аміди (9-12).



Встановлено також, що гідразонна група в реакції прямого фосфорилювання є електронодонорним замісником, який значно підвищує швидкість фосфорилювання. Так, якщо для фосфорилювання фурану або тіофену трибромідом фосфору з утворенням дибромфосфінів, згідно з літературними даними, потрібен як розчинник піридин і температура близько 100-120 0С, то фосфорилювання гідразонів (1, 2) здійснюється в бензолі навіть при 5 0С.

Трисгетерілфосфіни фурану та тіофену утворюються лише при температурі 150-180 0С протягом 48 годин, тоді як утворення фосфіну (7) при 20 0С в піридині закінчується за чотири години, а фосфіну (8) - за 48 годин.

Будову сполук (7-12) доведено спектрами ЯМР 1Н, 13С, 31Р, а хімічний склад - елементним аналізом. Присутність в спектрах ПМР синглету в області 7.0-7.5 м.ч. підтверджує наявність екзоциклічного протона гідразонної групи. Сигнали протонів фуранового циклу проявляються у вигляді двох дублетів в області 6.5-6.8 м.ч., а тіофенового циклу - в області 7.1-7.5 м.ч., що свідчить про проходження реакції по положенню 5 гетероциклічної системи.

На відміну від гідразонів (1, 2), найбільш активний гідразон 2-(1-метил)піролілкарбальдегіду реагує з трибромідом фосфору неселективно з утворенням складної суміші сполук, але реакція з менш активним фосфорилюючим агентом - дифенілбромфосфіном - проходить селективно по положенню 5 циклу з утворенням фосфіну (14), який ідентифіковано перетворенням в фосфіноксид 15.

Будову фосфіноксиду (15) підтверджено ЯМР 1Н та 31Р спектрами. Так, наявність двох дублетів з однаковою константою при 6.28 м.ч. і 5.05 м.ч. та синглет екзоциклічного (CH=N) протона при 7.26 м.ч. свідчать про проходження реакції по положенню 5 гетероциклічної системи.

Із діамідів (9, 10) з високим виходом отримані відповідні оксиди (16, 17), тіооксиди (18,19) та селеноксиди (20,21).

Сполуки (16-21) - рідини або тверді сполуки, добре розчинні в бензолі та хлороформі, стабільні на повітрі. Їх будову доведено ЯМР 31Р, 13С, 1Н спектрами.

Реакцією амідофосфонітів (11,12) з сіркою з високими виходами отримані тіооксиди (22, 23).



З фосфінів (7, 8) з високим виходом були отримані відповідні оксиди (24, 25), тіооксиди (26, 27) та селеноксиди (28, 29).

Будову сполук (24-29) підтверджено ЯМР 31Р, 13С, 1Н спектрами.

Фосфорилювання 5-заміщених гідразонів.

Вплив замісників у пўятому положенні гетероциклічної системи на перебіг реакції фосфорилювання вивчено на найбільш доступних похідних фурфуролу.

Знайдено, що гідразони 5-R фурфуролу (30, 31) фосфорилюються трибромідом фосфору регіоселективно в третє положення гетероциклічної системи з утворенням дибромфосфінів (32, 33), які, подібно до отриманих раніше дибромфосфінів, також є термічно нестабільними і тому були охарактеризовані після перетворення у відповідні аміди (34, 35).



Гідразони (30) та (31) суттєво вдрізняються за реакційною здатністю. Так, якщо реакція гідразону фурфуролу з трибромідом фосфору в бензолі проходить за дві години, то реакція (31) за таких же умов проходить за 20 діб лише на 50 %. Окрім того, гідразон (30), на відміну від гідразону фурфуролу, реагує навіть з таким слабким фосфорилюючим реагентом, як дифенілхлорфосфін, з утворенням фосфіну (36).

Будова отриманих 3-фосфорильованих похідних підтверджена ПМР спектрами. Так, наявність синглету при 7.5-8.0 м.ч. (CH=N) та наявнвсть синглету протону гетероциклічного кільця при 5.72 м.ч. свідчать про те, що фосфорилювання пройшло по третьому положенню гетероциклу.

Із амідів (34, 35) з високим виходом отримані їх оксиди (37, 38) та тіооксиди (39, 40).

Наявність у пўятому положенні гідразону фурфуролу діетиламіногрупи - більш сильного електронодонорного замісника в порівнянні з гідразонною групою - призводить до більшої активації четвертого положення гетероциклічної системи, на що вказує більш сильнопольний зсув Н4 (5.2 м.ч.) в порівнянні з Н3 (6.5 м.ч.). Наслідком цього є те, що гідразон (41) взаємодіє не тільки з трибромідом фосфору, але і з менш активним фосфорилюючим реагентом - трихлоридом фосфору - з утворенням дигалогенфосфінів (42, 43) (dР=144 (Br) та dР=154 м.ч. (Cl)), які ідентифіковані перетворенням в тіоамід (44).

Будову тіоаміду (44) доведено спектром ПМР: наявність дублету при 6.35 м.ч. та відсутність сигналу при 5.2 м.ч. свідчать про проходження реакції по четвертому положенню гетероциклічної системи.

Дуже цікавим виявився той факт, що фосфорилювання гідразону (41) більш обўємним реагентом - дифенілбромфосфіном - проходить по положенню 3 гетероциклічної системи з утворенням дифенілфосфіну (45), який ідентифіковано перетворенням в тіооксид (46).



Наявність дублету при 5.72 м.ч. та відсутність сигналу при 6.5 м.ч. в спектрі ПМР тіооксиду (46) свідчать про проходження реакції по третьому положенню гетероциклічної системи.

1.3. 3,5-Бісфосфорильовані гідразони 2-фурил-, 2-(N-метилпіроліл)-карбальдегидів.

Знайдено, що отримані раніше монофосфорильовані гідразони вступають в реакцію з трибромідом фосфору в більш жорстких умовах ніж вихідні гідразони. Так, сполуки (15, 16, 18) реагують з трибромідом фосфору в піридині з утворенням дибромфосфінів (47-49), які ідентифіковані перетворенням у відповідні тіоаміди (50-52).

Легкість фосфорилювання зазначених гідразонів зменшується в ряду пірол > фуран > тіофен. Останній в реакцію бісфосфорилювання не вступає. В однакових умовах гідразон (15) фосфорилюється за 10 годин, а сполуки (16,18) - за 48 годин. Ці результати демонструють різницю в активності монофосфорильованих гидразонів на основі формілпіролу та фурфуролу.

Напрямок фосфорилювання встановлено при вивченні спектрів ПМР. Так, наявність синглету екзоциклічного протону (CH=N) при 7.74 - 7.95 м.ч. та присутність сигналу протону гетероциклічного кільця при 6.84 - 7.19 м.ч. свідчать про проходження фосфорилювання по третьому положенню гетероциклічної системи.

Виявлена закономірність спостерігається і для більш складних суб-стратів. Так, тіооксид (26) фосфорилюється трибромідом фосфору регіоселективно по третьому положенню всіх гетероциклічних залишків з утворенням дибромфосфіну (53), який ідентифіковано перетворенням у відповідний тіоамід (54).

Як і у випадку фосфінів (50-52), в спектрі ПМР сполуки (54) є дублет протону фуранового циклу при 7.27 м.ч. та синглет CH=N- групи (d = 7,8 м. ч.), що свідчить про проходження реакції по третьому положенню фуранового циклу.

Активація диметилгідразонною групою гетероциклічних систем виявилась настільки сильною, що вдалося здійснити їх пряме бісфосфорилювання трибромідом фосфору в піридині з утворенням бісдибромфосфінів (55, 56), які ідентифіковані перетворенням у відповідні бістіоаміди (52, 57).



Активність гідразонів у цій реакції не однакова і залежить від природи гетероциклу. Так, якщо у випадку гідразону (13) реакція проходить за 3 доби, то для проходження реакції з гідразоном (1) потрібно вже 14 діб. Для гідразону 2-тіофенового альдегіду реакція закінчується на стадії монофосфорильованого похідного.

Присутність двох електронодонорних замісників у гетероциклі дозволяє легко (50С, 1 доба) ввести в орто-положення дві дибромфосфіногрупи з утворенням бісдибромфосфіну (58). Він був використаний для синтезу дигетерилдифосфорінану (59), який було ідентифіковано перетворенням у бістіоамід (60).

Бістіоамід (60) був також отриманий зустрічним синтезом.

При використанні в реакції прямого фосфорилювання фенілгідразонів альдегідів реакція іде по атому азоту з утворенням дибромфосфінів (65, 66). У випадку найбільш активного гетероциклу - піролу процес не закінчується на утворенні дібромфосфіну(62)- останній зазнає внутрішньомолекулярної циклізації з утворенням діазафосфорінанової системи (63). Бромфосфін ідентифіковано перетворенням в тіоамід (64).

Таким чином, отримані нами дані показують, що вибір диметилгідразонів гетероциклічних альдегідів як субстратів для фосфорилювання гетероциклічних залишків є вдалим і дозволяє вводити один та два атоми фосфору в p-надлишкові гетероцикли.

Моно та бісфосфорильовані альдегіди тіофену, фурану та піролу

2.1. Монофосфорильовані альдегіди

В літературі описано декілька методів перетворення гідразонної групи на альдегідну. Вони базуються головним чином на окисненні або гідролізі гідразонної групи в сильнокислому середовищі. Нами був обраний метод, в якому використовують попередню активацію C=N звўязку гідразону алкілуванням амінного атома азоту. Наступний кислий гідроліз при цьому здійснюється в мўяких умовах. Запропонований метод дозволяє проводити процес отримання карбонільної групи, незважаючи на добре відому низьку стійкість досліджуваних гетероциклів в кислому середовищі.

Алкілуванням гідразонів (16-21) та (24-29) метилйодидом з наступним гідролізом амонійних солей отримані відповідні альдегіди (68-75).

Здійснити регенерацію карбонільної групи вдалося не в усіх випадках. Так, за даними 31Р спектрів можна зробити висновок, що при алкілуванні високонуклеофільних селеноксидів фосфінів утворюються суміші продуктів як N-, так і Se-алкілування, які розділити не вдалося. Гідроліз солей, що утворюються з амідів (22, 23), проходить з розривом С-Р звўязку.

З фосфіноксиду (15) при алкілуванні та наступному кислому гідролізі з високим виходом отримано альдегід (76).

У випадку 3-фосфорильованих гідразонів (39, 40) зняття гідразонного захисту проходить гладко, альдегіди (77, 78) утворюються з високими виходами.

В той час гідроліз відповідних амонійних солей амідів (37, 38) супроводжується розривом С-Р звўязку.

Будову монофосфорильованих альдегідів доведено ЯМР 1Н, 31Р, 13С спектрами. Наявність в ПМР спектрах синглету в області 9.2-9.5 м.ч. та відсутність синглетів при 7.0-8.0 м.ч. (CH=N), та при 3.0-3.5 м.ч. (NMe2) свідчать про утворення форміл похідних фосфорильованих гетероциклів.

2.2. Бісфосфорильовані альдегіди

Зняття гідразонного захисту у випадку бісфосфорильованих гідразонів (50-52, 57) проходить не настільки однозначно, як для їх монофосфорильованих аналогів. Так, зняття гідразонної захисної групи було успішним лише у випадку похідних фурфуролу.

Альдегід (80) може бути отриманий лише в інертній атмосфері. В присутності кисню повітря при кислотному гідролізі відповідної солі був отриманий бістіоамід пірослизевої кислоти (81).

В спектрі ПМР кислоти (81) відсутній сигнал протона при 9.2 м.ч. (СН=О), а в ІЧ спектрі є смуги nСО 1700 см-1 та nОН 3600 см-1, що свідчить про окиснення альдегіду в кислоту.

Алкілування та наступний кислотний гідроліз бісфосфорильованих гідразонів 2-(N-метилпіроліл)карбальдегіду (50-57) призводить до утворення нітрилів (82,83) замість очікуваних альдегідів.

В спектрах ПМР нітрилів (82, 83) відсутній сигнал протона при 9.2 м.ч. (СН=О), а в ІЧ спектрі є смуга поглинання nCN 2250 см-1.

Моно- та бісфосфорильовані формілпохідні синтезованих гетероциклів з амінами легко утворюють відповідні азометини (84,85), що є демонстрацією їх синтетичних можливостей.

ВИСНОВКИ

Встановлено, що взаємодія N,N-диметилгідразонів фурфуролу, 2-тієніл- та 2-(1-метил)піролілкарбальдегідів з трибромідом фосфору проходить регіоселективно по пўятому положенню гетероциклу.

Показано, що при наявності в пўятому положенні гетероциклу акцепторних та слабодонорних замісників фосфорилювання проходить регіоселективно по третьому положенню циклу, тоді як діетиламіногрупа спрямовує фосфорилювання в четверте положення.

Встановлено, що регіоселективність фосфорилювання залежить як від електронних ефектів, так також і від стеричних ефектів фосфорилюючих реагентів.

Гідразонна група, як електронодонорний замісник, суттєво прискорює реакцію фосфорилювання, що дозволяє в мўяких умовах вводити до атома фосфору один, два і три гетероциклічних залишки, а також ввести два фосфоровмісних замісники в гетероцикл.

Розроблено спосіб зніття гідразонного захисту в досліджуваних системах: алкілування та наступний гідроліз, що дозволило отримати цілий ряд моно- та бісфосфорильованих альдегидів піролу, фурану та тіофену.

Знайдено, що при знятті захисної групи в гідразонах бісфосфорильованих піролів утворюються піролілнітрили.

В практику органічної хімії фосфору введені гідразони фурфуролу, 2-тієніл- та 2-піролілкарбальдегідів як ключові сполуки для препаративного синтезу відповідних фосфорильованих гетероциклів.

Основний зміст дисертації викладений в таких публікаціях:

Tolmachev A.A., ivonin S.P., Anishchenko A.A., Pinchuk A.M. 5-Phosphorylated Furfural and Thiophenecarboxaldehyde Derivatives. // Heteroatom Chemistry. - 1998. - Vоl. 9, № 5. - Р. 461-470.

Ivonin S.P., Anishchenko A.A., Kurochkin A.F., and Tolmachev A.A. Phosphorylation of 5-Substituted Furfurals. // Hetroatom Chemistry. - 1998. - Vol. 9, № 6. - P. 559-563.

Курочкин А.Ф., Толмачев А.А., Ивонин С.П., Анищенко А.А. N,N-Диметилгидразоны фурфурола, фосфорилированные в положение 3. // Журн. общ. химии - 1998.- Т. 68., Вып. 4.- С. 701-702.

Ивонин С.П., Анищенко А.А., Курочкин А.Ф., Толмачев А.А. Сердюк В.Н. 3-Фосфорилированные N,N-диметилгидразоны фурфурола. // Вісник ДДУ.- 1998 - № 3 - С. 125-126.

Ivonin S.P., Anishсhenko A.A., Terikovskaya T.E., Tolmachev A.A. C-Phosphorylated derivatives of 2-thiophenecarboxaldehyde, furfural and 1-methyl-2-pyrrolecarboxaldehyde // XIV International Conference on Phosphorus Chemistry (Cincinnati, Ohio, USA, July 12-17, 1998): Abstr. - 271.

Івонін С.П., Аніщенко А.О., Курочкін О.Ф., Териковська Т.Є., Толмачев А.О. С-фосфорильовані похідні 2-тіенілкарбальдегіду, фурфуролу та 1-метил-2-піролілкарбальдегіду. // XVIII Українськa конференція з органічної хімії (Дніпропетровськ, 6-9 жовт. 1998 р.): Тез. доп. - Дніпропетровськ, ДДУ, 1998. -с. 50.

АННОТАЦИЯ

Анищенко А.А. С-фосфорилированные производные фурфурола, 2-тиенил- и 2-(N-метилпирролил) карбальдегидов

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.03.- органическая химия.- Днепропетровский государственный университет, Днепропетровск, 1999. Защищается 4 научных работы, посвященные синтезу моно- и бис- фосфорилированных альдегидов -избыточных ароматических гетероциклов с использованием N,N-диметилгидразонной защиты для альдегидной функции и изучению влияния N,N-диметилгидразонной группы на реакцию прямого фосфорилирования -избыточных гетероциклов. Показано, что фосфорилирование N,N-диметилгидразонов фурфурола и 2-тиенилальдегида трехбромистым фосфором происходит региоселективно по пятому положению гетероциклической системы и, в зависимости от соотношения реагентов и условий протекания реакций, приводит к образованию дибром-, бром- и третичных фосфинов. Дибром- и бромфосфины ввиду нестабильности были охарактеризованы превращением в соответствующие амиды. Наиболее активный гидразон 2-(1-метил)-пирролилкарбальдегида в этой реакции реагирует неселективно, его селективное фосфорилирование удалось осуществить дифенилбромфосфином. Из амидов, диамидов и фосфинов получены соответствующие окиси, тиоокиси и селенокиси.

Показано, что гидразоны 5-R-фурфурола ( R= Me, п-BrPh, P(O)(NR2) 2, P(S)(NR2) 2) фосфорилируются трехбромистым фосфором региоселективно по третьему положению гетероциклической системы с образованием соответствующих дибромфосфинов, которые также были окислены до соответствующих P(V) производных. Региоселективность последующего фосфорилирования также зависит от стерических эффектов реагентов. Отмечается пониженная реакционная способность ядра тиофена в реакции прямого фосфорилирования, вследствие чего удается осуществить только монофосфорилирование.

Показана возможность снятия гидразонной защиты через алкилирование полученных монофосфорилированных гидразонов с последующим кислотным гидролизом. При снятии гидразонной защиты у бистиоамидного производного получено производное пирослизевой кислоты. Снятие гидразонной защиты у бисфосфорилированных производных 2(1-метил)-пирролилкарбальдегида приводит к образованию соответствующих нитрилов.

Ключевые слова: N,N-диметилгидразонная защита, фосфорилирование, -избыточные гетероциклы, дибромфосфины, бромфосфины, третичные фосфины, региоселективность, альдегиды.

АНОТАЦІЯ

Аніщенка А.О. С-фосфорильовані похідні 2-фурил, 2-тієніл- та 2-(N-метилпироліл) карбальдегидів

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за фахом 02.00.03.-органічна хімія.- Дніропетровський державний університет, Дніпропетровськ, 1999. Захищаються чотири наукових праці, які присвячені синтезу моно- та біс- фосфорильованих альдегідів -збагачених ароматичних гетероциклів з використанням N,N-диметилгідразонного захисту для альдегідної функції та вивченню впливу N,N-диметилгідразонної групи на реакцію прямого фосфорилювання -надлишкових гетероциклів. Показано, що фосфорилювання N,N-диметилгідразонів фурфуролу та 2- тієнілальдегіду трибромідом фосфору проходить регіоселективно по пятому положенню гетероциклічної системи і, в залежності від співвідношення реагентів та умов проведення реакцій призводить до утворення дібром-, бром- та третинних фосфінів. Дібром та бромфосфіни виявились нестійкими і тому були охарактерізовані перетворенням у відповідні аміди. Найбільш активний гідразон 2-(1-метил)-піролілкарбальдегіду в цій реакції реагує неселективно, його селективне фосфорилювання вдалося здійснити дифенілбромфосфіном. Аміди, діаміди та фосфіни були окиснені до відповідних оксидів, тіооксидів та селеноксидів.

Показано, що гідразони 5-R-фурфуролу ( R= Me, п-BrPh, P(O)(NR2)2, P(S)(NR2)2) фосфорилюються трибромідом фосфору також регіоселективно по третьому положенню гетероциклічної системи з утворенням відповідних дибромфосфінів, які також були окиснені до відповідних P(V) похідних. Регіоселективність повторного фосфорилювання залежить від стеричних єфектів реагентів. Відмічається знижена реакційна здатність ядра тіофену в реакції прямого фосфорилювання та неможливість його повторного фосфорилювання. З деяких бісфосфорильованих похідних фурфуролу та 2(1-метилпироліл)карбальдегіду отримані гетерциклічні похідні.

Показано можливість зняття гідразонного захисту через алкілування отриманих монофосфорильованих гідразонів з настуним кислотним гідролізом. Зняття гідразонного захисту у випадку бісфосфорильованих похідних не завжди призводить до відповідних альдегідів. В разі бістіоамідного похідного отримано похідне пірослизевої кислоти. При знятті гидразонного захисту у бісфосфорильованих похідних 2(1-метил)-піролалю були виделені відповідні нітріли.

Ключові слова: N,N-диметилгідразонний захист, фосфорилювання, -надлишкові гетероцикли, дібромфосфіни, бромфосфіни, третинні фосфініи, регіоселективність, альдегіди.

ANNOTATION

Anishchenko A.A. C-Phosphorylated derivatives of furfural, 2- thiophencarboxaldehyde and 1-methyl-2-pyrrolecarboxaldehyde.

The dissertation for chemical sciences candidate degree on 02.00.03 - organic chemistry speciality taking,- Dnipropetrovsk State university, Dnipropetrovsk, 1999. 4 scientific works devoted to mono- and bis- phosphorylated aldehydes synthesis of electron-rich aromatic heterocycles with N,N-dimethylhydrazone protection for aldehyde function and influence of N,N-dimethylhydrazone group on direct phosphorylation electron-rich heterocycles are defended. All is shown, that phosphorylation of N,N-dimethylhydrazones of furfural and 2- thiophenecarboxaldehyde by phosphorus tribromide proceeds regioselectively on fifth position of heterocyclic system and in dependance on correlation of reagents and reaction conditions leads to formation of dibrom-, brom- and tertiary phosphines. Because of their unstability dibrom- and bromphosphines were characterized by convertion in corresponding amides more active hydrazones of of 1-methyl-2-pyrrolecarboxaldehyde reacts not selectively in this reaction. Its regioselective phosphorylation succesfuly realised by dephenylebromphosphine. The corresponding oxides, tiooxides and selenooxides have got from amides derivative P(III) and phosphines.

It was shown, that 5-R-furfural hydrazones ( R= Me, п-BrPh, P(O)(NR2)2, P(S)(NR2)2)are phosphorylated regioselectively by phosphorus tribromide on third position of heterocycle system with forming of corresponding dibromphosphines, that also were oxidated to corresponding P(V) derivatives. Regioselectivity of the second phosphorylation depends on steric effects of reagents too. It is noted decreasing reactive ability of thiophene nucleus in reaction of direct phosphorylation, leading to monophosphorylation only.

It is shown the possibility of cancelling of hydrazone protection through alkilation of obtained monophosphorylated hydrazones with the following acidic hydrolysis. During the cancelling of hydrazone protection from bistioamide derivative furoic acide derivative was obtained.

Cancelling of hydrazone protection from bisphosphorylated derivatives of 1-methyl-2-pyrrolecarboxaldehyde leads to formation of corresponding nitriles.

Key words: N,N-dimethylhydrazone protection, phosphorylation, electron-rich aromatic heterocycles, dibromphosphines, bromphosphines, tertiary phosphines, regioselectivity, aldehydes.

Размещено на Allbest.ru

...