РОЗДІЛ 2
ФУНКЦІОНАЛІЗАЦІЯ ЕНАМІНІВ - ПОХІДНИХ ?-АМІНОКРОТОНОВОЇ КИСЛОТИ ГАЛОГЕНІДАМИ ФОСФОРУ (ІІІ)
Всі відомі нечисленні методи синтезу ?5-фосфінінів, або базуються на багатостадійному синтезі з низьким сумарним виходом, або вимагають роботи з нестабільними на повітрі і важкодоступними вихідними сполуками і, крім того, лімітують можливість варіації замісників у фосфініновому кільці.
З нашої точки зору, дуже перспективними будівельними блоками для синтезу ?5-фосфінінів могли б бути функціоналізовані енаміни типу III в якості 1,4-бінуклеофілів в реакціях [4+2] циклоконденсації з 1,2-біелектрофілами, та їх похідні типу II в якості 1,5-бінуклеофілів в реакціях [5+1] циклоконденсації з 1,1-біелектрофілами (рис 2.1).
Рис 2. 1. Ретросинтетична схема синтезу ?5-фосфінінів.
Такий вибір ґрунтується на тому, що останнім часом, в ІОХ НАН України було розроблено ряд методів синтезу карбо- та гетероциклічних сполук на основі лінійних "пуш-пульних" енамінів [102]. Крім того, протягом останнього десятиліття в ІОХ НАН України широко вивчалися методи синтезу та хімія фосфорильованих енамінів. За цей час були досліджені різні енаміни і показано, що останні, як і багато інших електронозбагачених ненасичених сполук, легко С-фосфорилюються галогенідами тривалентного фосфору [103, 104, 105, 106]. Однак, у випадку високореакційноздатних енамінів, галогенфосфіни, що утворяться, мають дуже лабільний С-Р зв'язок, що ускладнює їхній синтез та подальше використання в якості вихідних реагентів [107]. У ряді монографій детально розглядаються фактори, що впливають на ефективність p-?-спряження і відзначається, що при наявності у атому фосфору електроно-акцепторних замісників міцність С-Р зв'язку істотно підвищується, а у випадку донорних - знижується [108, 109, 110, 111, 112]. До нестійких галогенфосфінів відносяться також фосфіни, що утворюються при фосфорилюванні енамінів циклопентанону [113], але введення дезактивуючої функціональної групи, спряженої з енаміновим фрагментом, приводить до підвищення стабільності фосфорильованих похідних в порівнянні з фосфорильованими похідними циклопентанонових енамінів [114].
Раніше в літературі повідомлялося про фосфорилювання відкрито ланцюгових енамінів, однак унаслідок високої лабільності C-P зв'язку одержати стійкі похідні фосфорильованих енамінів не вдалося. Так, наприклад, фосфорилювання 2-морфоліно-пропена-1 галогенідами фосфору POCl3 і PCl3 перебігає винятково легко, але при обробці основою отримані фосфорильовані енаміни розпадаються [115]. Таким чином, одержати які-небудь стабільні похідні цих енамінів не вдається.
З вищесказаного випливає, що дезактивовані фосфорильовані енаміни є більш стабільними, тобто зв'язок С-Р більш міцний, і можна було очікувати, що енаміни - похідні ?-амінокротонової кислоти будуть легко фосфорилюватися і давати стабільні фосфорильовані похідні, які можна використовувати як вихідні реагенти для побудови фосфоровмісних гетероциклів.
Для досліджень цих реакцій нами були обрані енаміни, похідні ?-амінокротонової кислоти (рис 2.2), що у ?-положенні енаміну містять естерну (-COOEt) або нітрильну (-CN) групи, що дезактивують енамін, знижуючи його основність, а в якості амінного замісника піролідин та морфолін, які мають істотну різницю в основності (для піролідину pKa=11.27, а для морфоліну pKa=8.33).
Рис. 2. 2. Структура модельних "пуш-пульних" енамінів.
2.1. Реакції з трихлоридом фосфору.
Було вивчено взаємодію енамінів 1a-b и 2a-b з трихлоридом фосфору в присутності триетиламіну як основи в різних розчинниках (схема 2.1)
(2.1)Схема 2. 1. Реагенти та умови: i, PCl3, Et3N, C6H6, rt, 2-3 доби.
Утворення сполук 3a-b и 4a-b контролювали за допомогою спектроскопії ЯМР 31Р. Так, при проведенні реакції з енаміном 2а в толуолі, за 2 години в реакційній суміші зафіксований сигнал дихлорфосфіну 4a ?Р=167.2, судячи зі спектру, єдиного продукту реакції, при використанні 1 еквіваленту триетиламіну.
При аналогічній реакції з енаміном 1а в бензолі навіть через добу в реакційній суміші був присутній трихлорид фосфору.
Нами було знайдено, що при додаванні надлишку триетиламіну - 1.4 еквівалента відносно трихлориду фосфору, останній вступає в реакцію повністю, однак у реакційній суміші з'являється невеликий сигнал домішки ?Р = -9 млн-1. У хлористому метилені реакція проходить до кінця при використанні 1 еквівалента триетиламіну.
Зниження основності в даній системі (заміна піролідину на морфолін) негативно впливає на проведення реакції фосфорилювання енамінів 1b і 2b, вона перебігає неселективно, і в реакційній суміші спостерігається утворення різних домішок. Проводячи реакцію в бензолі, навіть при використанні надлишку 1.5 еквівалента триетиламіну, реакція йде не до кінця й у реакційній суміші спостерігається сигнал трихлориду фосфору.
Таблиця 2.1
Хімічні зсуви атому фосфору для дихлорфосфінів 3a-b и 4a-b.
Enamine3a3b4a4b?Р (-PCl2), м.д.167.3(1);
162.8(0.16)163.5167.2178.4(1)
173.3(0,17)
Виходячи з того, що піролідинові енаміни 1a і 2a більш селективно реагують з PCl3 і дихлорфосфіни на піролідинових енамінах більш стабільні в порівнянні з їх морфоліновими аналогами 3b і 4b, для подальших досліджень ми використовували піролідинові енаміни 1a і 2a.
Були вивчена взаємодія дихлорфосфінів 3a і 4a з рядом нуклеофілів, таких як аміни і спирти. Сполуки 5a-с фіксували за допомогою ЯМР 31Р, але виділити в аналітично чистому виді вдається тільки аміди 5a,b, тому сполуки 5 були окислені в розчині до стабільних при нормальних умовах сполук 7, 9, 10 (схема 3.2).
Будови фосфазиду 8с та імінофосфонату 9с були доведені за допомогою рентгеноструктурного дослідження (рис 2.3).
(2.2)Схема 2. 2. Реагенти та умови: i, HN(CH2CH2)2O, Et3N, C6H6; ii, EtOH, Et3N, C6H6, iii, для 7а: (NH2)2CO*H2O2, для 7b,10: S, C6H6; iv, ArN3, C6H6; v, 150-180?C, 0.03 Torr
8с
9с
Рис. 2. 3. Молекулярна будова сполук 8с та 9с.
Обробка сполуки 4а амінами або сп