Циклические производные P(III) с электрофильным заместителем в экзо- или эндо-положении в реакциях с соединениями, содержащими активированные кратные связи C=O, C=C, C=C

• Автор: Абдрахманова, Лилия Мисбаховна
• Шифр специальности: 02.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 252 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Гетероциклические и открытоцепные соединения со связью фосфор-углерод, в том числе фосфорсодержащие аналоги природных соединений, интенсивно исследуются в последнее время. Об этом свидетельствуют данные последних трех конференций по химии фосфорорганпческих соединений [Program and Abstracts of XVth International Conference on Phosphorus Chemistry (ICPC-I5). July 29-August 3, 2001, Sendai, Japan; Programm and abstracts of 16* International conference on phosphorus chemistry'. ICPC-16, 2004, 4-9 July, Birmingham, UK; Programm and abstracts of 17th Internat, conf. on Phosphorus Chem. April 15-19, 2007. Xiamen, China], Соединения со связью фосфор-углерод принято рассматривать как формальные аналоги фосфатов с тем отличием, что их биологическое действие существенно выше и разнообразнее благодаря определенным трудностям ферментативного расщепления связи фосфор-углерод по сравнению со связью фосфор-кислород [R.Engel. Chem. Rev. 1977, 77(3) 349-367; S.C.Fields. Tetrahedron. 1999. Vol. 55, 12237-12273]. Именно последнее, очень важное обстоятельство стимулирует огромное число работ по синтезу соединений со связью фосфор-углерод. Актуальными являются поиск и разработка мягких регио- и стереоселективных реакций, приводящих к возникновению связи фосфор-углерод, особенно реакций присоединения. Среди фосфорилирующих реагентов, пригодных для этих целей, особое место занимают бифункциональные ангидриды природных гидрокси- (аминокарбоновых) и фосфористой (фосфонистой) кислот, содержащие макроэргический фрагмент Р(Ш)-0-С(0), которые способны присоединяться к соединениям, содержащим активированные кратные связи. В результате таких реакций образуются новые циклические структуры как с увеличенным, так и уменьшенным по сравнению с исходным циклическим остовом. В настоящее время наиболее хорошо изучены Р(Ш)-производные салициловой кислоты. Сведения о реакциях циклических Р(Ш)-производных других гидроксикарбоновых кислот, таких как 2,5-дигидрокситерефталевая, гидроксинафтойная, памоевая, миндальная и др., отсутствуют. Для этих целей весьма перспективными представляются также бифункциональные производные Р(Ш), в которых атом фосфора и функциональный заместитель (карбонильная или

имино-группа) разделены различными спейсерами. Вовлечение таких соединений в реакции с активированными непредельными системами может стать основой метода получения сложных каркасных структур со связью фосфор(У, 1У)-углерод.
Целью работы является 1) синтез новых Р-гетероциклов со связью фосфор(1У)-углерод на основе реакций циклических Р(Ш)-производных 2,5-дигидрокситерефталевоп, гидроксппафтойиой, памоевой и миндальной кислот, содержащих эндоциклическую карбонильную группу, с активированными непредельными системами; 2) разработка метода синтеза Р(У)-каркасных систем со связью фосфор(У, 1У)-углерод на основе реакций бифункциональных циклических Р(Ш)-производных, имеющих карбонильную или имино-группу, не связанную с фосфором непосредственно, с активированными непредельными соединениями содержащими связи С=0. С=С или С=С. В качестве таких бифункциональных циклических Р(Ш)-производных выбраны (3- и у-замещенные оксоалкил(арил)фосфиты.
Научная новизна работы. В работе разработаны подходы к синтезу фосфор(1П, 1У)содержащих пяти-, шести- и семичленных гетероциклов со связью фосфор—углерод и фосфор-кислород на основе реакций присоединения циклических Р(Ш)-производных природных гидроксикарбоновых кислот, таких как гидроксинафтойные, 2,5-дигидрокситерефталевая, памоевая и миндальная к соединениям, содержащим активированные кратные связи (гексафторацетон, хлораль, эфиры арилиденмалоновых кислот и др.). Гидролизом фторированных производных нафто-1,3,2-диоксафосфепииов и Р-циклических производных памоевой кислоты получены новые фторированные гпдроксикетоны и циклические фосфаты.
Впервые разработана новая стратегия синтеза бициклнческих (каркасных) производных пентакоординированного фосфора со связью фосфор-углерод, на основе реакций бифункциональных циклических фосфитов, имеющих карбонильную или имино-группу в р- и у-положении, с активированными непредельными системами (гексафторацетон, хлораль, перфтордиацетил, эфиры мезоксалевой, ацетилендикарбоновой и арилиденмалоновых кислот). Во многих случаях используемые реакции отличаются высокой регио- и стереселективностыо и включают важный для органического синтеза результат - одновременное
образование связей фосфор-углерод, углерод-углерод, кислород-углерод. Выявлены направления гидролиза каркасных фосфоранов, протекающего в зависимости от природы циклического заместителя при фосфоре как с полным раскрытием циклического остова, так и сохранением одного из циклов.
Практическая значимость работы заключается в разработке регио- и стереоселективных подходов к синтезу Р(Ш, 1У)-гетероциклов, аналоги которых применяются в металлокомплексном катализе, и могут проявлять, как и исходные природные объекты, биологическую активность. Разработана методология синтеза функционализированных органических соединений, таких как фторированные гидроксикетоны, позволяющая осуществлять их синтез на основе реакции гидролиза фосфепинов.
Разработана достаточно общая методология синтеза каркасных производных пентакоординированного фосфора со связью фосфор-углерод, отличающаяся выкой степенью регио- и стереоселектпвности. Она основана на реакциях экзо-замещенных бифункциональных фосфитов с активированными непредельными соединениями. Полученные каркасные фосфораны могут использоваться в синтезе производных тетеракоординированного атома фосфора со связью фосфор-углсрод.
Апробация работы и публикации. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на XIV Международной конференции по химии фосфора (ICCPC-XIV) (June 27 - July 1, 2005, Kazan, Russia), 17 Международной конференции по химии фосфора (ICCPC-XVII, April 15-21, 2007, Xiamen, China), XVIII Международной конференции по химии фосфора (ICCPC-XVIII) (May 25-30, 2008, St.-Pitersburg, Russia), Всероссийской конференции «Карбонильные соединения в синтезе гетероциклов» (Саратов, 2004), Всероссийской конференции «Техническая химия. Достижения и перспективы» (Пермь, 2006), 7-ой Всероссийской конференции «Химия фтора» (Москва. 2006), IX и X молодежных научных школах-конференциях по органической химии (Москва, 2006 и Уфа, 2007), IV и V научных конференциях молодых ученых, аспирантов и студентов научно-образовательного центра Казанского государственного университета «Материалы и технологии XXI века» (Казань, 2004 и 2005). итоговых научных конференциях Института органической и физической химии им. А.Е.Арбузова Казанского научного центра РАН (ИОФХ КазНЦ РАН) (Казань, 2006 и 2007).

Диэтиловый эфир мезоксалевой кислоты образует с салицилалкоксифосфи-тами (32) пентаалкоксифосфораны (101) [38].

о' РЪя

2 О=С(СООЕ02
ГТЧД

СОСШ
СООЕ1
СООЕ1
СООЕГ
Аналогичный результат получен в реакции салицилфосфита (32) с симметричным а-дикетоном - дибензоилом. Образовавшиеся фосфораны (102) неустойчивы и под действием температуры переходят в более стабильные 2-К-2-оксо-4,5-дифеннл-1;3,2-диоксафосфолены (103) с отщеплением салицилового фрагмента [38].

о о я

<4/°

и РЬ

Я = Ме, СН2СР3
Взамодействие салицилфосфитов (32) с эфирами «-кетокарбоновых кислот, такими как этиловые эфиры пировиноградной и бензоилмуравьиной кислот, приводит к продуктам расширения исходного цикла - 1,3,2-диоксафосфепинам (104) [38].

Я’—II II
Группой немецких ученых показано, что фосфиты - смешанные ангидриды природных гидроксикарбоновых кислот - являются не только интересными объек-