Химия α-галоген- β-оксоальдегидов и их фосфорных аналогов

• Автор: Гусейнов, Фирудин Ильясович
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 419 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
Актуальность работы. Одним из основных направлений синтетической органической химии является все более усложняющаяся функцио-нализация органических субстратов, базирующаяся на химических трансформациях имеющихся в молекуле функциональных групп. Такой подход позволяет ввести в исследуемые объекты определенные атомные группы, потенциально ответственные за дальнейшие превращения или какие-либо полезные свойства.
В этом плане функционализированные а-галоидкарбонильные соединения, обладающие высокой реакционной способностью, представляют большой интерес как стартовые материалы. Заинтересованность в разработке препаративных методов синтеза и изучение превращений этих классов соединений обусловлена, с одной стороны, тем, что они часто являются удобными объектами для получения функциональноза-мещенных ациклических и гетероциклических веществ, для выяснения зависимости между строением и реакционной способностью своеобразных электрофильных систем, с другой - тем, что многие из них необходимы как доступные реагенты для создания эффективных медицинских препаратов, пестицидов, красителей и других полезных для практики веществ.
Подробный анализ литературного материала показывает, что химия а-галоген-Р-оксоальдегидов и их фосфорных аналогов - фосфорилмоно-и дигалогенуксусных альдегидов является практически мало изученной: отсутствуют удобные методы синтеза этих полицентровых реактантов и соответственно не проводилось целенаправленное изучение их химических свойств.
Структура карбонил- и фосфорилзамещенных дихлоруксусных альдегидов, являющихся функционализированными аналогами хлораля,

сыгравшего огромную роль в развитии синтетической органической химии, а также лекарственных препаратов, позволяет рассматривать их как удобные синтоны в тонком органическом синтезе.
Несомненно, что систематические исследования химии а-галоген-(3-оксоальдегидов, фосфорилмоно- и дигалогенуксусных альдегидов и их производных, содержащих несколько электрофильных центров, в частности, их реакций с нуклеофилами различной природы может привести к новым ключевым интермедиатам и направлениям протекания реакций.
В свете выше изложенного, исследования в области а-галоген-Р-оксоальдегидов и их фосфорных аналогов, сравнительное изучение их реакционной способности являются актуальными и перспективными.
Целью работы являются разработка удобных препаративных методов получения а-галоген-Р-оксоальдегидов и фосфорилгалогенуксусных альдегидов, выявление закономерностей взаимодействия этих полицентровых субстратов с моно- и бифункциональными нуклеофильными реагентами, содержащими различные гетероатомы О, Б, 14, Р, а также синтезы на их основе новых типов полифункциональных ациклических, гетероциклических систем и выявление среди них биологически активных препаратов.
Научная новизна. Разработаны прейаративные методы синтеза а-галоген- и а, а-дигалоген-Р-оксоальдегидов линейной и циклической структуры, фосфорилмоно- и дигалогенуксусных альдегидов.
Показано, что дигалогензамещенные Р-оксоальдегиды, а-галоген-а-формилцикланоны и -у-бутиролактон, а также фосфорилдигалогенуксус-ные альдегиды (фосфонхлорали) присоединяют воду, спирты, меркаптаны, амиды и фосфористые кислоты с образованием устойчивых аддук-тов, которые явились полупродуктами в синтезе ряда полифункциональных соединений.

Оксо- и фосфорилзамещенные моногалогенальдегиды с первичными и вторичными аминами реагируют с образованием енаминов. В аналогичных реакциях функциональнозамещенные дигалогенальдегиды подвергаются галоформному распаду с формилированием исходного амина.
Обнаружено, что взаимодействие функциональнозамещенных гало-генальдегидов и их ацеталей с анионными нуклеофилами протекает с разрывом С-С и С-Р связи, что приводит к синтетически полезным кар-банионам, которые успешно использованы в синтезе труднодоступных би- и трициклических полифункциональных соединений.
Впервые выявлено, что при комнатной температуре силиловые эфиры О, 8-ацеталей (3-оксодихлоральдегидов и циклических альдегидов перегруппировываются, соответственно, в тиоалкилзамещенные а- и р~ дикарбонильные соединения. Соответствующие эфиры фосфонхлоралей перегруппировываются только при температуре 140-150°С в а-хлортиозамещенные а-кетофосфонаты.
Впервые синтезированы стабильные ацетальсодержащие а-хлороксираны, которые успешно использованы в синтезе различных гетероциклических систем, в частности, для получения формилзамещенных гетероциклических соединений.
Показано, что а-ациламинозамещенные фосфиты легко претерпевают фосфит-фосфонатную перегруппировку и внутримолекулярную реакцию Перкова с образованием фосфонатов и фосфориненов. На основе реакций полученных фосфонатов с основаниями (ТЧаН, ИаОМе) синтезированы фосфорсодержащие спироазиридины.
Впервые показано, что (3-оксо- и р-фосфорилзамещенные монохло-руксусные альдегиды, их еноляты, реагируя с арилгидразинами, превращаются в карбонил- или фосфорилсодержащие озазоны глиоксалей. Конденсация гидразонов указанных альдегидов с арилгидразинами по-

порций HCl. Однако доля этого направления незначительна, так как продукты (16,17) спектрально не фиксируются. Образование в реакционной смеси альдегида (21) и его последующее хлорирование обеспечивает в дальнейшем поступление в смесь необходимого количества хлористого водорода.
С учетом изложенного, общая схема получения фосфорилдихлорук-сусного альдегида (15) путем хлорирования ß-этоксивинилфосфоната (9) в водной среде выглядит следующим образом.
(ROfe р сн = сн-OEtс'2’ Н2°> (ROp сн2 -сн/°Е'-—(RObP- СН2-СНО
ЮН -EtOH ||

С12,Н20 С12, н2о
(RO р - CH -СНО (ROfePCCfe СН0 Н20
й ii й

Альдегиды (15) в водных растворах существуют в виде гидратов
(21), причем диметокси- и диизопропоксифосфорилдихлоруксусные альдегиды образуют устойчивые кристаллические гидраты. Физические константы и спектральные характеристики диалкоксифосфорилдихлорук-сусных альдегидов приведены в таблице 4.
Если сопоставить рассмотренный метод хлорирования ß-этоксивинилфосфонатов в водном растворе с методом хлорирования в четыреххлористом углероде с последующим гидролизом на завершающем этапе, то водное хлорирование является предпочтительным, так как позволяет отказаться от токсичного растворителя (СС14), уменьшает количество стадий и упрощает технологию процесса.