Реакция 2-R-бензо[d]-1,3,2-диоксафосфорин-4-онов с соединениями, содержащими активированные кратные связи

• Автор: Загидуллина, Эльвира Рафаэлевна
• Шифр специальности: 02.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 180 с. : ил.

Актуальность работы. В последние годы наблюдается повышенный интерес к химии фосфорсодержащих гетероциклических соединений, что во многом определяется их практическим использованием в медицине, фармакологии и различных областях народного хозяйства. Основной задачей, при этом, является разработка эффективных регио- и стереоселективных методов синтеза новых поли-функциональных Р-гетероциклов с желаемой структурой и заданными (в том числе практически полезными) свойствами. Для решения этого вопроса весьма перспективным представляется использование фосфорилированных производных природных гидроксикарбоновых кислот (салициловой, миндальной, молочной и др.), содержащих макроэргические связи ангидридного фрагмента Р-О-С(О), которые способны раскрываться на различных этапах взаимодействия, подвергаясь атаке как электрофилами, так и нуклеофилами. В последние годы эти соединения интенсивно используются в синтезе бензофосфепинов на основе оригинальной реакции расширения шестичленного гетероцикла до семичленного под действием реагентов с кратными связями. На основе циклических производных гидроксикарбоновых кислот созданы оригинальные металлокомплексные катализаторы гидроформилиро-вания. Необходимо отметить, что полученные под действием карбонильных соединений и иминов бензофосфепины являются Р-аналогами бензоксазепинов, которые обладают высокой биологической активностью и находят широкое применение в качестве лекарственных препаратов. Вместе с тем, для создания общего метода синтеза семичленных Р-гетероциклов необходимо существенное расширение круга соединений с кратными связями, на основе которых эти гетероциклы могут быть получены, в частности новых производных иминов, алкенов, диазосоединений и т.д. Это позволит выявить регио- и стереохимические особенности взаимодействия указанных производных, а также определить общие закономерности протекания реакций смешанных ангидридов фосфористой и гидроксикарбоновых кислот с соединениями, содержащими кратные связи.
Целью работы являлась разработка метода синтеза семичленных фосфорсодержащих гетероциклов на основе реакций 2-К-бензо[с/]-1,3,2-диоксафосфорин-4-онов с соединениями, содержащими активированные кратные связи, такими как фторированные карбонильные соединения, имины на основе ароматических альдегидов, эфиры арилиденмалоновых кислот и алифатические диазосоединения, а также выявление факторов и условий, способствующих высокой регио- и стереоселективности их образования.
Научная новизна работы. В работе впервые проведено систематическое исследование реакций 2-11-бензоМ-1,3,2-диоксафосфорин-4-онов, содержащих как донорные, так и акцепторные экзоциклические заместители у атома фосфора с этиловыми и тетрафторпропиловыми эфирами бензоилмуравьиной и арилиденмалоновых кислот, бис(трифторметил)кетеном, перфтордиацетилом, иминами, содержащими объемные заместители у атома азота; исследована также принципиальная возможность и направление взаимодействия 2-Я-бензоИ-1,3,2-диоксафосфорин-4-онов с алифатическими диазосоединениями. Выявлены условия и реагенты, позволяющие целенаправленно получать с высокой регио- и стереоселективностыо бен-зо[/]-1,3,2-диоксафосфепины, бензо[/]- 1,4,2-оксазафосфепины, бензо[/]-1,2-оксафо-сфепины, а также /.5-1,3,2-диоксафосфолены, содержащие бензофосфориноновый цикл.
Впервые разработан регио- и стереоселективный метод синтеза бензо[/]-1,2-оксафосфепинов на основе реакций 2-11-бензо[с/]-1,3,2-диоксафосфорин-4-онов с фторированными эфирами арилиденмалоновых кислот. Впервые показана возможность образования фосфорсодержащих пиразолонов реакцией бензо[/]-1,2-окса-фосфепинов с фенилгидразином.
Впервые обнаружено, что 2-11-бензо[//]-1,3,2-диоксафосфорин-4-оны способны вступать во взаимодействие с алифатическими диазосоединениями, такими как диазометан и диазоуксусный эфир, с образованием ациклических фосфонатов.
Практическая значимость работы. Разработаны новые эффективные регио- и стереоселективные подходы к синтезу семичленных Р-гетероциклов - фосфорсодержащих аналогов лекарственных препаратов ряда бензоксазепина, а также
спирофосфоранов с бепзофосфоринановым фрагментом. Предложен способ получения функционально замещенных труднодоступных пиразолонов, содержащих арилдигидроксифосфорилметильный заместитель, которые могут найти применение в качестве биоактивных веществ.
Апробация работы и публикации. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на Молодежной научной школе-конференции “Актуальные проблемы органической химии” (2-6 апреля, 2001 г., Новосибирск), XIV Международной конференции по химии фосфора (ICCPC-XV) (July 29-August 3, 2001, Sendai, Japan), II, III и IV Научных конференциях молодых ученых, аспирантов и студентов научно-образовательного центра Казанского государственного университета “Материалы и технологии XXI века” (Казань, 2001, 2002, 2003 г.), XIII Международной конференции по химии фосфора (ICCPC-XIII) (May 26-31, 2002, S.-Petersburg), III Международной молодежной школе-конференции по органическому синтезу (YSCOS-3) “Organic Synthesis in The New Century” (June 24-27, 2002, S.-Petcrsburg), на VII Международной конференции по химии карбенов и родственных интермедиатов (23-26 июня, 2003 г., Казань), XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (21-26 сентября, 2003 г., Казань), на XIII Российской студенческой научной конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной химии» (22-25 апреля, 2003 г., Екатеринбург), XVI Международной конференции по химии фосфора (ICCPC-XVI) (July 4-9, 2004, Birmingham, UK) и итоговой научной конференции КГУ (Казань, 2004 г.). По теме диссертации опубликовано и находится в центральной химической печати 5 статей и 11 тезисов докладов.
Работа выполнена на кафедре высокомолекулярных и элементоорганических соединений Химического института им. А.М. Бутлерова Казанского государственного университета им. В.И. Ульянова-Ленина в соответствии с темой Министерства образования и науки РФ "Теоретическое и экспериментальное исследование взаимосвязи структуры и реакционной способности органических соединений фосфора различной координации, а также производных других непереходных элементов и разработка на его основе эффективных методов синтеза новых типов веществ" (per. № 01200106137). Работа поддержана также грантами “Универси-

В спектре ЯМР 31Р-{’Н} полученного соединения (8) присутствует единственный сигнал с 8Р 25.8 м.д., соответствующий тетракоординированному атому фосфора, содержащему помимо фосфорильной группы одну связь Р-С. Наличие в спектре .ЯМР 13С-{'Н} (табл. 5) характерных сигналов С4 д (бс 160.59 м.д., ^р0с 4.9 Гц), С5 с (8С 131.8 м.д.) и С6 д (8С 147.06 м.д, 21РОс 9.1 Гц) также хорошо согласуется со структурой фосфоната.
Таким образом, взаимодействие эфиров бензоилмуравьиной кислоты с сали-цилфосфитами может служить удобным методом получения 1.3,2-диоксафосфепи-нов. Реакция с бис(трифторметил)кетеном приводит лишь к образованию продуктов окисления.