Фосфорилювання n-азолілформамідинів

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ

УДК 547.241'77'398.5'291+547.88.241

ОШОВСЬКИЙ Геннадій Веніамінович

ФОСФОРИЛЮВАННЯ N-АЗОЛІЛФОРМАМІДИНІВ

02.00.08 - ХІМІЯ ЕЛЕМЕНТООРГАНІЧНИХ СПОЛУК

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата хімічних наук

Київ-1999



Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у відділі хімії фосфорорганічних сполук Інституту органічної хімії Національної Академії Наук України.

Науковий керівник: доктор хімічних наук, професор Пінчук Олександр Михайлович, завідувач відділу; Інститут органічної хімії НАН України, м. Київ.

Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор Воловенко Юліан Михайлович, кафедра органічної хімії, Київський національний університет ім. Тараса Шевченка, м. Київ.

доктор хімічних наук, професор Юрченко Раїса Іванівна, кафедра органічної хімії, Національний технічний університет “Київський політехнічний інститут”, м. Київ.

Провідна установа: Інститут біоорганічної хімії і нафтохімії НАН України, відділ тонкого органічного синтезу, м. Київ.

Захист дисертації відбудеться “ 16 ” вересня 1999р. о 10 годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 26.217.01 при Інституті органічної хімії НАН України за адресою: 252660, м. Київ, вул.. Мурманська, 5.

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

Автореферат розісланий “13” серпня 1999р.

Вчений секретар Спеціалізованої вченої ради доктор хімічних наук, професор Фещенко Н.Г.



ВСТУП

Актуальність теми. Синтез та властивості N-фосфорильованих амідинів досліджуються понад три десятиліття. Дані об'єкти виявилися корисними як для теоретичних досліджень (фосфоротропія, міжмолекулярні міграції, гетероциклізації), так і для практичного використання (пестициди). Закономірним етапом при дослідженні фосфорильованих амідинів виявився перехід від N- до С-фосфорильваних амідинів. Але слід зазначити, що в більшості робіт, присвячених С-фосфорильованим амідинам, розглядаються системи, в яких фосфорна функція знаходиться біля формамідинового вуглецевого атома. Лише останнім часом, при реакції галогенідів тривалентного фосфору з деякими N1,N1-диме-тил-N2-арилформамідинами, були отримані декілька представників тризаміщених формамідинів, фосфорильованих не біля формамідинового атома вуглецю, а в арильний залишок. С-Фос-форилювання N1,N1-диметил-N2-гетарилформамідинів до даної роботи було невідоме. Однак, базуючись на електронодонорних властивостях амідинового замісника і значній трансмісії електронних ефектів гетероциклічними системами, можна було очікувати, що N1,N1-диметил-N2-гетарилформамідини, на відміну від N1,N1-диметил-N2-арилформамідинів, будуть фосфорилюватися по гетероциклічному залишку. Системи, до складу яких одночасно входять фосфорна та амідинова функції, є цікавими завдяки ряду потенційно корисних властивостей. Ці системи, враховуючи електрофільність амідинового замісника, можуть бути перетворені в інші сполуки: амідини (переамінуванням), або в принципово важливі С-фосфорильовані аміногетероцикли - гідролізом. Особливо перспективним уявляється дослідження можливостей внутрішньомолекулярного заміщення нуклеофільною фосфорною функцією біля формамідинового вуглецевого атома з метою синтезу нових фосфоровмісних гетероциклічних сполук, оскільки такий підхід має багато аналогій в органічній хімії. Одержані С-фосфори-льовані амідини можуть також виявитися корисними в прикладних аспектах, оскільки багато N1,N1-диметил-N2-гетарилформамідинів мають гербіцидні, фунгіцидні та інші види пестицидної активності.

Мета роботи. Дослідження фосфорилювання N1,N1-диметил-N2-азолілформамидинів галогенідами тривалентного фосфору. Вивчення можливості використання 3-метил-1,3-діазабут-1-єнільного (амідинового) замісника як захисної групи і як компонента при побудові фосфоровмісних гетероциклів.

Наукова новизна. Знайдено та препаративно розроблені методи С-фосфорилювання N1,N1-диметил-N2-азолілформамідинів по гетероциклічному залишку. Встановлено, що 3-метил-1,3-діазабут-1-єнільний замісник є сильним активатором при фосфорилюванні N1,N1-диметил-N2-азолілформамідинів, похідних тіазолу та піразолу, а також служить захисною групою аміно- та формамідної функцій в реакції електрофільного фосфорилювання гетероциклічних сполук.

Запропоновано новий підхід до побудови фосфоровмісних гетероциклічних сполук, що базується на багатофункціональності амідинового замісника, який виступає активатором при введенні фосфорного замісника і бере участь в циклоутворенні завдяки внутрішньомолекулярній взаємодії з нуклеофільною фосфорною функцією. Синтезовано нові гетероциклічні системи: піразоло[4,5-e]-1,3,45-діазафосфінін и піразоло[5,4-b]- 1,45-азафосфінін.

Апробація роботи. Основні результати були представлені на XIV Міжнародній конференції з хімії фосфору (Цинцінаті, Огайо, США, 1998p.), Міжнародній конференції з хімії та використання фосфор- сірка- та кремнійорганічних сполук “Петербургские встречи-98” (Санкт-Петербург, 1998p.), XVIII Українській конференції з органічної хімії (Дніпропетровск, 1998p.), Всеросійській конференції “Химия фосфорорганических соединений и перспективы ее развития на пороге XXI века”, що присвячена пам'яті М. І. Кабачника (Москва, 1998p.), Українській конференції “Хімія азотовмісних гетероциклів” (Харків, 1997p.).

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 5 статей.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 150 сторінках і складається із вступу, трьох розділів, висновків, списку літератури, що містить 200 найменувань, та додатків.

У першому розділі узагальнено та систематизовано літературні дані, присвячені гетероциклізаціям N1,N1-дизаміщених N2-арил- и N2-гетарилформамідинів. Власні дослідження автора викладено в наступних двох розділах.

У другому розділі відображені результати досліджень, присвячених С-фосфорилюванню N1,N1-диметил-N2-азолілформ-амідинів, у третьому - описані властивості одержаних фосфорильованих систем: реакції, що протікають з розривом С-Р зв'язку, захисні властивості амідинового замісника та гетероциклізації.

Конкретний особистий внесок дисертанта. Експериментальна частина роботи, аналіз спектральних досліджень та висновки щодо будови синтезованих сполук здійснено особисто здобувачем.



ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

азолілформамідин фосфор симбатність формамідин

ВЗАЄМОДІЯ N-АЗОЛІЛФОРМАМІДИНІВ З ГАЛОГЕНІДАМИ ТРИВАЛЕНТНОГО ФОСФОРУ.

С-Фосфорилювання N1,N1-диметил-N2-гетарилформамідинів раніше не досліджувалось. Проте, беручи до уваги дані про електронодонорні властивості амідинової функції та базуючись на роботах, присвячених С-фосфорилюванню гетероциклічних сполук, можна було сподіватись, що в результаті електрофільного фосфорилювання N1,N1-диметил-N2-гетарилформамідинів фосфорна функція буде вводитися до гетероциклу, а не до амідинового замісника.

Відомо, що для азолів є характерними два принципово різних механізми електрофільного заміщення: гетероаренонієвий та ілідний; саме тому, для системного аналізу проблеми електрофільного фосфорилювання азоліламідинів слід було вибрати представники кожного типу. Як модельні були вибрані N1,N1-ди-метил-N2-азолілформамідини - похідні чотирьох систем: піразолу 2.4, тіазолу 2.5 (гетероаренонієвий механізм), триазолу 2.6 та тіадіазолу 2.7 (ілідний механізм).

Піразолілформамідин 2.4 фосфорилюється трихлоридом фосфору в основному середовищі по гетероциклічному залишку з утворенням дихлорфосфіну 2.9 з високим виходом. Фосфорилювання сполуки 2.4 протікає значно легше, ніж 5-Ме і 5-МеО піразолів, досліджених раніше (А. І. Коновець С-Фосфори-льовані піразоли. Дис. канд. хім наук: 02.00.08 - Київ, 1996).

Завдяки високій реакційній здатності піразоліламідину 2.4, його можно фосфорилювати таким малореакційноздатним фосфіном, як дифенілхлорфосфін, а також ввести два чи три гетероциклічні залишки до одного атома фосфору.

С-Фосфорилювання менш активних тіазолілформамідинів 2.5 a (R = H), 2.5 b (R = Ph) проводили трибромідом фосфору в піридині при температурі 20ОС (час реакції: 4 год. (R = H), 8 год. (R = Ph)). Фосфорна функція вводиться не до амідинового замісника, а в четверте положення тіазольного кільця.

При фосфорилюванні N1,N1-диметил-N2-(2-тіазоліл)-формамідину 2.5 a до одного атома фосфору можна легко ввести три тіазольних залишка (31Р фосфіну 2.29 = -60,41 м. д., JPH = 4,8 Гц).

Кількісні дані, що характеризують електронодонорні властивості амідинового замісника, виражені лише p константою, що дорівнює -0,250,1 (Raczynska E.D., Drapala T., J. Chem. Research (S), 1993, 54-55). Виходячи з спектральних даних (13С ЯМР), нами обчислено р константу -N=CH-NMe2 замісника, що дорівнює 0,6662. Таким чином, його активуюча здатність близька до такої у аміногрупи. Дані щодо електронних характеристик інших представників ряду 3-метил-1,3-діазабут-1-єнільного замісника, тобто інших формамідинових замісників, що не мають незаміщеної NH функції, в літературі не представлені. Саме тому, використовуючи можливості 31P ЯМР спектроскопії, було проведено якісне порівняння ряду тіазолілформамідинів в реакції з трихлоридом фосфору в піридині за присутності триетиламіну.

Одержані результати вказують на наступний порівняльний ряд активності формамідинових функцій:

Порівняння вказує на симбатність електронодонорного впливу вторинних амінів, що знаходяться біля формамідинового центру та формамідинових замісників в цілому.

Наступні модельні системи: N1,N1-диметил-N2-2-(1,3,4-тіадіазоліл) формамідин 2.7 та N1,N1-диметил-N2-4-(1,2,4-триазоліл) формамідин 2.6 виявилися високореакційноздатними субстратами в реакції електрофільного фосфорилювання. Вони легко фосфорилюються біля гетероциклу не лише хлорфосфінами, але й такими малореакційноздатними С-фосфорилюючими реагентами як амідохлорфосфіти.

Слід зазначити, що реакційна здатність тіадіазолілформамідину 2.7 значно вища, ніж у аналогічного похідного тіазолу: N1,N1-диметил-N2-2-тіазолілформамідину 2.5, що відбивається в можливості використання для фосфорилювання більш слабких реагентів та меншої тривалості реакції. Значне збільшення реакційної здатності при переході від похідного тіазолу до тіадіазолу, що не узгоджується з значним зниженням електронної густини в 5-му положенні гетероциклу за рахунок електроноакцепторного впливу додаткового піридинового атома азоту, очевидно, обумовлене різними механізмами електрофільного заміщення: у випадку похідного тіазолу 2.5 - гетероаренонієвого, а для тіадіазоліламідину 2.7 - ілідного.

Одержаним галогенфосфінам 2.9, 2.26 властиві типові риси реакційної поведінки гетарилгалогенфосфінів. Так, реакції із спиртами та амінами приводять до відповідних естерів та амідів кислот тривалентного фосфору. Окиснення останніх перекисом водню, або реакція з сіркою чи азидами веде до оксо-, тіо- чи імінопохідних відповідно.

Таким чином, згідно з нашим припущенням, для N1,N1-ди-метил-N2-арилформамідинів та N1,N1-диметил-N2-гетарилформ-амідинів спостерігається різна поведінка в реакції електрофільного фосфорилювання: перші фосфорилюються по формамідиновому атому вуглецю, другі - по гетероциклу.

Теоретичний та препаративний інтерес мало дослідження фосфорилювання галогенідами тривалентного фосфору N,N'-ди-заміщених формамідинів 2.61, як потенційних N,C-біфункціональних сполук, для яких можна було очікувати одночасно з класичним заміщенням біля атома азоту, фосфорилювання формамідинового атома вуглецю чи гетарильного (арильного) залишку. Але виявилось, що при фосфорилюванні N,N'-дизаміщених формамідинів в реакції беруть участь лише атом азоту та формамідиновий атом вуглецю. За перетворенням 2.61 2.63 легко спостерігати за допомогою 31Р ЯМР спектрів: за швидким утворенням зв'зку між фосфором та формамідиновим атомом азоту слідує димеризація, що триває 5-7 годин і приводить до 1,4,2,5-діаза-дифосфоринанів. Виходячи з P-Cl сполук 2.63 одержані заміщені 1,4,2,5-діазадифосфоринани 2.64.

Ця нова гетероциклізація досліджувалась на прикладі ряду як гетарил-, так і арилформамідинів. Одержані 1,4,2,5-діаза-дифосфоринани можуть існувати у вигляді cis- та trans-ізомерів, в залежності від просторового розміщення замісників біля атома фосфору.

Обидва ізомери (cis- та trans-) значною мірою просторово перевантажені. Виходячи з значного уширення в ПМР спектрах сигналів, що відповідають замісникам, безпосередньо зв'язаним з кільцем, можна зробити висновок, що різниця енергій між конформерами кожного з ізомерів незначна. Це закономірно, оскільки одержані 1,4,2,5-діазадифосфоринани мають два sp2-гібри-дизовані атоми вуглецю в кільці. Саме тому спостерігається динамічна рівновага конформерів замість переважання одного, що є характерним для менш просторово перевантажених фосфагетеро-анельованих циклогексанів.

У випадку сполук 2.65 a, a' та 2.64 с, c' обидва ізомери були виділені завдяки різній розчинності. Рентгеноструктурний аналіз підтвердив структуру 2.65 a', в кристалічному стані цей ізомер існує в конформації ванни.

ВЛАСТИВОСТІ С-ФОСФОРИЛЬОВАНИХ N-АЗОЛІЛФОРМАМІДИНІВ

Відомо, що міцність С-Р зв'язку знижується при підвищенні часткового негативного заряду на атомі вуглецю, що зв'язаний з фосфором. Саме тому виявилось принциповим дослідити вплив електронодонорної 3-метил-1,3-діазабут-1-єнільної функції на міцність зв'язку фосфор-вуглець в С-фосфорильованих N-азоліл-формамідинах.

У випадку хлорфосфіну 2.12 С-Р зв'язок легко протікає під дією трихлориду фосфору в піридині, що знаходить виявлення в симетризації 2.122.9.

Зв'язок амідинопіразольного залишку з п'ятивалентною фосфорною функцією також певною мірою нетривкий, але для його розриву потрібні значно жорсткіші умови. Так, для реалізації цього перетворення необхідне нагрівання при температурі кипіння в концентрованому розчині соляної кислоти протягом години.

Фосфіни 2.46 та 2.44, що мають стійкі С-Р зв'язки в умовах лужного гідролізу, зручно перетворюються в аміногетарилфосфіни 3.7 та 3.8, наявність в яких кількох функціональних груп відкриває широкі перспективи для їх подальшого синтетичного використання.

Завдяки лужному гідролізу 2-(3-метил-1,3-діазабут-1-єніл)-4-феніл-5-тіазолілфосфоністої кислоти 2.30 була одержана натрієва сіль амінотіазолілфосфоністої кислоти 3.13.

Амідиновий захист виявився зручним в синтезі аміногетероциклів, що містять PV фосфорні функції. Фосфіноксиди, діамідофосфонати та діалкілфосфонати, а також їхні тіоокси-аналоги, похідні 3-метил-1,3-діазабут-1-єнілзаміщених тіазолу та тіадіазолу в умовах лужного гідролізу перетворюються у відповідні С-фосфорильовані аміногетероцикли з високим виходом.

Незмінність формамідинової функції при електрофільному фосфорилюванні N1, N1-диметил-N2-азолілформамідинів, а також легкість її перетворення в аміно- чи формамідну функції в умовах лужного або кислого гідролізу відповідно, зумовлюють перспективність її використання в якості захисної при фосфорилюванні гетероциклічних сполук, де класичний ацетамідний захист неприйнятний.

N1,N1-Дизаміщені N2-арил- та N2-гетарилформамідини є зручними системами для проведення гетероциклізацій, однак, в літературі не зазначено жодного прикладу синтезу фосфоровмісних гетероциклів, виходячи з тризаміщених формамідинів. Такий стан справ, очевидно, був зумовлений важкодоступністю систем, що містять в сусідніх положеннях амідиновий замісник та нуклеофільну фосфорну функцію.

Розроблені на прикладі N1,N1-диметил-N2-(1-феніл-3-метил-5-піразоліл) формамідину 2.4 методи, що дозволили ввести ключову в фосфорорганічній хімії Cl2P-функцію в сусіднє до формамідинового замісника положення, відкривають можливості для модифікації нуклеофільної фосфорної функції та дослідження її в гетероциклізаціях. Для фосфазосполук та ілідів фосфору властива висока нуклеофільність, саме тому вони були вибрані модельними в синтезі фосфоровмісних гетероциклічних систем.

Внутрішньомолекурна гетероциклізація веде до нових гетероциклічних систем: піразоло[4,5-e]-1,3,45-діазафосфініну 3.17 та піразоло[5,4-b]-1,45-азафосфініну 3.19, структура яких підтверджу-валась за допомогою 13C, 1H, 31P ЯМР методів, а також мас-спектроскопії.



ВИСНОВКИ

N1,N1-Диметил-N2-гетарилформамідини фосфорилюються галогенідами тривалентного фосфору в основному середовищі біля гетероциклічного залишку.

3-Метил-1,3-діазабут-1-єнільний замісник має сильні електронодонорні властивості, які в значній мірі сприяють фосфорилюванню систем, що зазнають електрофільного заміщення за гетероаренонієвим механізмом.

N1,N1-Диметил-N2-2-[1,3,4]-тіадіазолілформамідин є значно більше реакційноздатним субстратом в реакції електрофільного фосфорилювання, ніж N1,N1-диметил-N2-2-тіазолілформамідин, не дивлячись на наявність у першому додаткового електроноакцепторного піридинового атома азоту.

Це обумовлене, очевидно, різними механізмами електрофільного заміщення: в першому випадку - ілідним, в другому - гетероаренонієвим.

Фосфорилювання N,N'-ди(гет)арилформамідинів є новим методом одержання 1,4,2,5-діазадифосфоринанів.

3-Метил-1,3-діазабут-1-єнільний замісник, завдяки електроно-донорним властивостям, знижує міцність С-Р зв'язку в С-фосфори-льованих N-азолілформамідинах.

Незмінність формамідинової функції при електрофільному фосфорилюванні N1,N1-диметил-N2-азолілформамідинів, а також легкість її перетворення в аміно- чи формамідну функції в умовах лужного або кислого гідролізу відповідно, зумовлюють перспективність її використання як захисної групи при фосфорилюванні амінопохідних досліджених гетероциклічних сполук, де класичний ацетамідний захист неприйнятний.

Внутрішньомолекулярна взаємодія нуклеофільної фосфорної функції та формамідинового замісника, що знаходяться в сусідніх положеннях гетероциклу - новий підхід в синтезі фосфоровмісних гетероциклічних сполук.

На прикладі фосфазосполук та ілідів фосфору, похідних N1,N1-диметил-N2-5-піразолілформамідину, реалізовано синтез нових гетероциклічних систем: піразоло[4,5-e]-1,3,45-діазафосфініну та піразоло[5,4-b]-1,45-азафосфініну.



ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ ВИКЛАДЕНО У ТАКИХ РОБОТАХ

1. Oshovsky G.V., Pinchuk A.M., Tolmachev A.A. Amidine function in constructing novel types of phosphoruscontaining heterocycles // Mendeleev Communications. - 1999. - V.9. - №4. - p. 161-162.

2. Oshovsky G.V., Pinchuk A.M, Chernega A.N., Pervak I.I., Tolmachev A.A. Novel heterocyclizations of N,N'-Diarylform-amidines; 1,4,2,5-diazadiphosphorinanes // Mendeleev Communications. - 1999. -V.9. - №1. - p.38-39.

3. Ошовский Г.В., Толмачев А.А., Юрченко А.А., Меркулов А.С., Пинчук А.М. С-Фосфорилированные N'-2-тиазолилформамидины // Изв. АН., Сер. Хим. - 1999. - 7. - С. 1353-1359.

4. Ошовский Г.В., Толмачев А.А., Меркулов А.С., Пинчук А.М. Фосфорилирование N,N-диметил-N'-2-тиадиазолилформамидина // ХГС. - 1997. - №10. - с. 1422-1424.

5. Толмачев А.А., Ошовский Г.В., Меркулов А.С., Пинчук А.М. Фосфорилирование N,N-диметил-N'-(2-тиазолил)формамидина - простой путь к 5-фосфорилированным 2-аминотиазолам // ХГС. - 1996. - №9. - с. 1288-1289.

6. Oshovsky G.V., Pinchuk A.M., Yurchenko A.A. C-Phosphorylated N,N-dimethyl-N'-hetarylformamidines // Proc. International Conf. on Phosphorus Chem. XIV. - Cincinnati (USA). - 1998. - P. LF2-7.

7. Ошовский Г.В., Пинчук А.М., Меркулов А.С. Формамидины в синтезе фосфорсодержащих гетероциклических соединений со связью фосфор-углерод // Труды Междунар. конф. по химии и применению фосфор-, сера- и кремнийорганических соединений “Петербургские встречи-98”. - Санкт-Петербург (Россия). - 1998. - С. 173.

8. Ошовський Г.В., Пінчук О.М., Первак І.І., Меркулов А.С. Ілідне електрофільне заміщення біля формамідинового вуглецевого атома // Тези Української конференції з органічної хімії XVIII. - Дніпропетровськ (Україна). - 1998. - С. 21.

9. Ошовский Г.В. Гетероциклизации С-фосфорилированных N-гет-арилформамидинов // Труды Всероссийской конференции “Химия фосфорорганических соединений и перспективы ее развития на пороге XXI века”, посвященной памяти М. И. Кабачника. - Москва (Россия). - 1998. - С. 44.

10. Ошовський Г.В. С-Фосфорилювання N,N'-діарилформамідинів // Тези Української конференції “Хімія азотовмісних гетероциклів”. - Харків (Україна). - 1997. - С. 163.



АННОТАЦИЯ

Ошовский Г.В. Фосфорилирование N-азолилформамидинов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.08 - химия элементоорганических соединений. - Институт органической химии Национальной Академии Наук Украины, Киев, 1999.

Защищается 5 научных работ, посвященных исследованию фосфорилирования N-азолилформамидинов, а также изучению свойств фосфорилированных продуктов.

В работе впервые показано, что N1,N1-диметил-N2-гетарилформамидины фосфорилируются по гетероциклическому остатку галогенидами трехвалентного фосфора в основных средах. На примере ряда N-азолиламидинов, производных пиразола, тиазола, 1,3,4-тиадиазола, 1,2,4-триазола разработаны препаративные методы синтеза С-фосфорилированных гетероциклических соединений, содержащих свободный амидиновый заместитель.

Показана и исследована многофункциональность -N=CH-NMe2 группы в реакции электрофильного фосфорилирования азолов:

a) сильные электронодонорные свойства, значительно облегчающие введение фосфорной функции к -электроно-амфотерным гетероциклам;

b) защитные свойства, делающие легкодоступными ряд аминогетероциклов с различными группировками трех- и пятивалентного фосфора;

c) способность реагировать с N-нуклеофилами (переаминирование под действием вторичных аминов) делает легкодоступными С-фосфорилированные гетероциклы с различными амидиновыми заместителями.

Предложен новый подход к синтезу фосфорсодержащих гетероциклических соединений, основанный на внутримолекулярном взаимодействии нуклеофильной фосфорной функции и формамидинового заместителя, находящегося в соседнем положении гетероцикла. На примере илидов и фосфазогидридов, производных пиразола, синтезированы новые гетероциклические системы: пиразоло[4,5-e]-1,3,45-диазафосфинин и пиразоло[5,4-b]-1,45-азафосфинин.

Исследовано фосфорилирование N,N'-дизамещенных формамидинов. Показано, что, независимо от заместителей, фосфорная функция вводится к атому азота и формамидиновому атому углерода - это представляет новый метод синтеза 1,4,2,5-диазадифосфоринанов. Последние были выделены в виде обоих изомеров (цис- и транс-).

Предложенные подходы и разработанные методы имеют теоретическое и препаративное значение.

Ключевые слова: N-азолилформамидины, пиразол, тиазол, 1,3,4-тиадиазол, 1,2,4-триазол, фосфорилирование, гетероциклизации, защитная группа, 1,4,2,5-диазадифосфоринаны.



АНОТАЦІЯ

Ошовський Г.В. Фосфорилювання N-азолілформамідинів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.08 - хімія елементоорганічних сполук. - Інститут органічної хімії Національної Академії Наук України, Київ, 1999.

Захищається 5 наукових робіт, присвячених дослідженню фосфорилювання N-азолілформамідинів, а також вивченню властивостей фосфорильованих продуктів.

В роботі вперше показано, що N1,N1-диметил-N2-гетарил-формамідини фосфорилюються біля гетероциклічному залишку галогенідами тривалентного фосфору в основному середовищі. На прикладі ряду N-азолілформамідинів, похідних піразолу, тіазолу, 1,3,4-тіадіазолу, 1,2,4-триазолу, розроблені препаративні методи синтезу С-фосфорильованих гетероциклічних сполук, що містять незаміщену амідинову функцію.

Показана багатофункціональність -N=CH-NMe2 групи в реакції електрофільного фосфорилювання азолів:

a) сильні електронодонорні властивості, що значно полегшує введення фосфорної функції до -електроноамфотерних гетероциклів;

b) захисні властивості, що роблять легкодоступними ряд аміногетероциклів з різними угрупуваннями три- та п'ятивалентного фосфору;

c) здатність реагувати з N-нуклеофілами (переамінування під дією вторинних амінів) робить легкодоступними С-фосфорильовані гетероцикли з різними амідиновими замісниками.

Запропоновано новий підхід до синтезу фосфоровмісних гетероциклічних сполук, що базується на внутрішньомолекулярній взаємодії нуклеофільної фосфорної функції та формамідинового замісника, які знаходяться в сусідніх положеннях гетероциклу. На прикладі ілідів та фосфазогідридів, похідних піразолу, синтезовані нові гетероциклічні системи: піразоло[4,5-e]-1,3,45-діазафосфінин и піразоло[5,4-b]-1,45-азафосфінин.

Досліджено фосфорилювання N,N'-дизаміщених формамідинів. Показано, що, незалежно від замісників, фосфорна функція вводиться до атома азоту та формамідинового вуглецевого атома - це являє собою новий метод синтезу 1,4,2,5-діазадифос-форинанів. Останні були виділені у вигляді обох ізомерів (цис- та транс-).

Запропоновані підходи та розроблені методи мають теоретичне та практичне значення.

Ключові слова: N-азолілформамідини, піразол, тіазол, 1,3,4-тіадіазол, 1,2,4-триазол, фосфорилювання, гетероциклізації, захисна група, 1,4,2,5-діазадифосфоринани.



ANNOTATION

Gennady V. Oshovsky Phosphorylation of N-azolylformamidines. - Manuscript.

Dissertation for receiving the Candidate of Sciences (Ph. D.) scientific degree in chemistry by speciality 02.00.08 - the chemistry of elementoorganic compounds. - Institute of organic chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 1999.

Five scientific works devoted to investigating the phosphorylation of N-azolylformamidines, as well as to the research of the phosphorylated products' properties are defended.

It was first showed in this work, that N1,N1-dimethyl-N2-hetarylformamidines undergo C-phosphorylation at the heterocyclic moiety by trivalent phosphorus halides in the basic medium. Synthetic approaches to C-phosphorylated heterocyclic compounds containing unsubstituted amidine function have been elaborated on the base of model N-azolylformamidines being the derivatives of pyrazole, thiazole, 1,3,4-thiadiazole and 1,2,4-triazole.

Polyfunctionality of -N=CH-NMe2 in electrophilic phosphorylation reaction has been found and researched. It is featured by such the items:

a) strong electronodonating properties considerably facilitating the introduction of phosphorus function to electronoamphoteric heterocycles;

b) protecting properties, what allow ease access to a range of aminoheterocycles containing different functions with ter- and pentavalent phosphorus;

c) transamination under action of the secondary amines making C-phosphorylated heterocycles with different amidine functions to be accessible.

It was proposed novel approach to the synthesis of phosphoruscontaining heterocyclic compounds based on intermolecular interaction of nucleophilic phosphorus function and neighbor amidine substituent. New heterocyclic systems, pyrazolo[4,5-e]-1,3,45-diazaphosphinine and pyrazolo[5,4-b]-1,3,45-azaphosphinine, have been prepared proceeding from pyrazole ylides and phosphazohydrides.

The phosphorylation of N,N'-disubstituted formamidines has been investigated. The phosphorus function was showed to introduce at nitrogen atom and to formamidine carbon atom regardless of the substituent at the imine nitrogen atom. It is new approach to 1,4,2,5-diazadiphosphorinanes, which were prepared as two isomers (cis- and trans-).

The proposed approaches and elaborated methods are of theoretical and synthetic importance.

Keywords: N-azolylformamidines, pyrazole, thiazole, 1,3,4-thiadiazole, 1,2,4-triazole, phosphorylation, heterocyclization, protecting group, 1,4,2,5-diazadiphosphorinanes.

Размещено на Allbest.ru

...