ГЛАВА 2
C-ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ N-(АЛКИЛ,АРИЛ)ПИРРОЛОВ
2.1. Фосфорилирование N-арилпирролов
Реакции электрофильного замещения, в частности формилирование и ацилирование, в случае N-арилпирролов протекает нерегиоселективно, с образованием смеси 2- и 3- замещенных производных[56,57]. Как отмечалось в обзоре литературы, их взаимодействие с трехбромистым фосфором в бензоле в присутствие триэтиламина также приводит к образованию смеси изомерных дибромфосфинов. В спектрах ЯМР 31Р всегда наблюдается два сигнала: в области 126.6 м.д. и 143.4 м.д.
Нами найдено, что фосфорилирование N-арилпирролов (1-4) трехбро-мистым фосфором в хлористом метилене при 20-25?С в присутствии пиридина протекает региоселективно по положению 2 пиррольного цикла с образованием N-арил-2-пирролилдибромфосфинов (5-8).
На скорость реакции существенно влияет электронная природа заместителя в арильном остатке. Так, время завершения реакции увеличивается по мере перехода от электронодонорного заместителя к электроноакцепторному (см. табл. 2.1). При наличии наиболее акцепторного заместителя - нитрогруппы - взаимодействие N-(п-нитрофенил)пиррола (4) с трехбромистым фосфором проходит только в пиридине в течение 1 недели.
Таблица 2.1
Время протекания реакции фосфорилирования N-арилпирролов (степень превращения >95%)* при 20 оС по данным спектров ЯМР 31Р
Растворитель Время протекания реакцииOЕt
CH2Cl220 минMe
CH2Cl22 чH
CH2Cl28 чBr
CH2Cl224 чNO2
Py170 ч
*Здесь и далее использованы стандартные условия проведения фосфорилиро-вания: молярное соотношение реагентов 1:1, концентрация каждого из них 1М.
Гетерилдибромфосфины (5-8) - устойчивые в отсутствие влаги воздуха соединения, хорошо растворимые в пиридине, хлороформе и бензоле. Их строение доказано спектрами ЯМР 31Р и 1Н (табл. 2.2, 2.10), а состав - элементным анализом (табл. 2.10). В спектрах ПМР дибромфосфинов (5-8) наблюдается слабопольный сдвиг Н3 (6.6- 7.0) и Н5 (7.3- 7.6), тогда как Н4 (6.2- 6.3) слабо чувствителен к электроноакцепторному влиянию дибромфосфиногруппы, что свидетельствует о прохождении реакции по положении 2 пиррола. В спектрах ЯМР 31Р дибромфосфинов (5-8) сигналы атома фосфора лежат в области 122-126 м.д., что является показательным и позволяет в дальнейшем идентифицировать место фосфорилирования по этим спектрам.
На селективность протекания фосфорилирования существенное влияние оказывает сила применяемого основания и способ введения трехбромистого фосфора в реакционную смесь. Применение в качестве основания более основного триэтиламина вместо пиридина или прибавление неразбавленного хлористым метиленом трехбромистого фосфора в реакционную смесь приводит к образованию примеси 3-изомера с выходом 5-10%.
Селективность фосфорилирования ?-арилпирролов в полярных раствори-телях, по нашему мнению, связана со снижением барьера вращения арильного и пиррольного колец относительно друг друга.
Квантово-химические расчеты, проведенные нами по методу РМ 3 показывают, что близкое к ортогональному расположение колец, должно
приводить к селективному электрофильному замещению по ?-положению гетероцикла.
Гетерилдибромфосфины (5-8) были превращены с хорошими выходами в соответствующие тиофосфонаты (9-12) последовательным взаимодействием с морфолином и серой.
Тиофосфонаты (9-12) - кристалические соединения, хорошо растворимые в пиридине, хлороформе и бензоле. Их строение доказано спектрами ЯМР 31Р, 1Н и 13С (табл. 2.2, 2.3, 2.10), а состав - элементным анализом (табл. 2.10). Наиболее показательным в спектре ЯМР 13С для тиофосфоната (10) является сигнал С-2 атома, проявляющегося в виде дублета в области 122.14 м.д. (JCP = 150.5 Гц) (см. табл. 2.3).
Введение донорных заместителей в пиррольный цикл ускоряет реакцию фосфорилирования. Так, 2,5-диметил-1-(п-толил)пиррол (13) взаимодействует как с трехбромистым, так и с менее активным треххлористым фосфором в пиридине при 20-25?С с образованием 3-замещенных пирролилдигалогенфосфинов (14,15). При взаимодействии замещенного пиррола (13) с трехбромистым фосфором в соотношении реагентов 2:1 в пиридине образуется дипирролилбромфосфин (16). Ввести к атому фосфора три пиррольных остатка не удается, что связано, очевидно, со стерическими затруднениями. Взаимодействие 2,5-диметил-1-(п-толил)пиррола (13) с менее активными фосфорилирующими агентами - фенилдибромфосфином и дифенилбромфосфином - в пиридине приводит к образованию дипирролилфенилфосфина (17) и пирролилдифенилфосфина (18)(схема 2.1).
Схема 2.1
Гетерилдигалогенфосфины (14,15) - устойчивые в отсутствие влаги воздуха кристаллические соединения, хорошо растворимые в пиридине, хлороформе и бензоле. Они были превращены в соответсвующий амидофосфонит (19) взаимодействием с морфолином (схема 2.2).
Схема 2.2
Строение гетерилдигалогенфосфинов (14,15) и амидофосфонита (19) доказано спектрами ЯМР 31Р и 1Н (табл. 2.4, 2.10), а состав - элементным анализом (табл. 2.10). Наличие в спектрах ЯМР 1Н дублета в области 6.42 м.д. (JРН = 3.0 Гц) подтверждает, что фосфорилирование произошло по положению 3 гетероциклической системы.
Из амидофосфонита (19) были синтезированы с высокими выходами тиофосфонат (20) , фосфонат (21) и иминофосфонат (22) (взаимодействием с серой, гексахлорэтаном и последующей обработкой щелочью, фенилазидом, соответственно).
Соединения (20-22) - кристаллические вещества, хорошо растворимые в пиридине, хлороформе и бензоле. Их строение доказано спектрами ЯМР 31Р и 1Н (табл. 2.4, 2.10), а состав - элементным анализом (табл. 2.10).
Бис[2,5-диметил-N-(п-толил)пирролил-3]бромфосфин (16) идентифици-рован по спектрам ЯМР 31Р (?31Р 54.5 м.д.) и охарактеризован после превращения в тиофосфинат (23) взаимодействием с морфолином и серой.
Дигетерилтиофосфинат (23) - кристаллическое соединение, хорошо растворимое в пиридине, хлороформе и бензоле. Его строение доказано спектрами ЯМР 31Р и 1Н (табл. 2.4, 2.10), а состав - элементным анали
- Киев+380960830922