LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Хімічні науки → С-фосфорилювання діариламінів та їх гетероаналогів

дослідження вибрані наступні гетероциклічні системи:

5-метил-10,11-дигідро-5Н-дибенз[b,f]азепін, N,N-диметил-5,10-дигідрофеназин, N-метилфеноксазин, N-метилфентіазин, N-етилкарбазол, фос-форилювання яких до теперішнього часу не вивчалось:

5-Метил-10,11-дигідро-5Н-дибенз[b,f]азепін реагує з трибромідом фосфору при еквімолярному співвідношенні реагентів значно повільніше, ніж N-метилдифеніламін, з утворенням дибромфосфіну 34. При проведенні реакції в піридині при 20 оС реакція закінчується за 6 діб, про що свідчать дані спектрів ЯМР 31Р, тоді як N-метилдифеніламін в аналогічних умовах реагує за 8 годин. Проведення реакції при кип'ятінні в піридині протягом 48 годин з трикратним надлишком триброміду фосфору призводить до утворення бісдибромфосфіну 35. Заміщення йде у положення 2 та 8 гетероциклічної системи, про що свідчать дані спектрів ПМР. Дибромфосфіни 34 та 35 були перетворені у відповідні тіоамідофосфонати 36, 38 та фосфонисті кислоти 37, 39.


Заміна етиленового містка на N-Ме групу призводить до збільшення активності цієї гетероциклічної системи в реакції фосфорилювання. Так, фосфорилювання N,N-диметил-5,10-дигідрофеназину еквімолярною кількістю триброміду фосфору при 20 оС в піридині приводить до утворення монодибромфосфіну 40 за 12 годин. Бісдибромфосфін 41 утворюється при проведенні реакції з трикратним надлишком триброміду фосфору в піридині. При 20оС його утворення закінчується через 1,5 місяці, а при 115 оС за 36 годин, про що свідчать дані спектрів ЯМР 31Р. Дибромфосфіни 40, 41 перетворені у відповідні амідотіофосфонати 42, 44 та фосфінати 43, 45.

Заміна одного з вузлових атомів азоту на атом кисню веде до різкого зниження активності цієї гетероциклічної сиситеми в реакції фосфорилювання навіть у порівнянні з 5-метил-10,11-дигідро-5Н-дибенз[b,f]азепіном. Так, дибромфосфін 46 утворюється при кип'ятінні еквімолярної кількості реагентів в піридині протягом 12 годин. Бісдибромфосфін 47 утворюється за 140 годин при 115 оС в піридині. Заміщення йде в положення 3 та 7 гетероциклічної системи, що підтверджується даними ПМР спектрів. Дибромфосфіни 46, 47 перетворено в тіоамідофосфонати 48, 49.

N-Метилфентіазин в реакції фосфорилювання є ще менш активним, ніж феноксазин. Реакція N-метилфентіазину з трикратним надлишком триброміду фосфору в піридині при 20 оС проходить за 1 рік лише на 25% за даними спектрів ЯМР 31Р. Нагрівання цієї реакційної суміші призводить до зміни напрямку реакції, а саме до утворення тіофосфорил-броміду (про що свідчить наявність у спектрі ЯМР 31Р реакційної суміші сигналу при 110.3 м.ч.) та продуктів полімеризації.

Аномальна поведінка N-метилфентіазину може бути пояснена тим, що початкова атака фосфорилюючого агента відбувається по атому сірки, з утворенням відповідної комплексної сполуки, яку виділено та охарактеризовано. В спектрі ЯМР 31Р присутній сигнал при 200.3 м.ч., спектр ПМР не відрізняється від спектру N-метилфентіазину.

У зв'язку з тим, що реакція прямого фосфорилювання N-метил-фентіазину не дала бажаних результатів, фосфорилювання здійснено в присутності кислоти Льюіса як каталізатора. Кип'ятіння N-метилфентіазину на протязі 5 годин в розчині трихлориду фосфору в присутності каталітичної кількості трихлориду заліза призводить до утворення дихлорфосфіну 51 з високим виходом.


Дибромфосфін 50 та дихлорфосфін 51 були перетворені у тіоамідофосфонат 52.

Як видно з наших попередніх досліджень анелювання дифеніламіну знижує активність даних карбо- та гетероциклічних систем в реакції фосфорилювання, порівняно з дифеніламіном. Тому наступним об'єктом дослідження було обрано N-етилкарбазол, у якого відсутні анелюючі атоми. Ця гетероциклічна система є ароматичною, наслідком цього на нашу думку, мало бути значне зниження активності N-етилкарбазолу в реакції фосфорилювання.

Дійсно, фосфорилювання N-етилкарбазолу надлишком триброміду фосфору у киплячому піридині закінчується тільки за 12 годин з утворенням дибромфосфіну 53, який перетворено в ряд похідних 54-57. Здійснити синтез бісдибромфосфіну нам не вдалось.

Як і у випадку N-метилфентіазину, для N-етилкарбазолу застосовано фосфорилювання трихлоридом фосфору в присутності каталі–тичної кількості трихлориду заліза. Реакція проходить при кип'ятінні реагентів з досить високим виходом і є більш зручним методом синтезу дигалогенфосфіну N-етилкарбазолу, ніж реакція фосфорилювання трибромідом фосфору в піридині.

Фосфорилювання йде в положення 3 гетероциклічної системи, що підтверджується спектральними даними. Дихлорфосфін 57 перетворений в тіоамідофосфонат 54.

N-Вінілкарбазол фосфорилюється дифенілбромфосфіном у піридині по вінільному фрагменту з утворенням фосфіну 58.

Незважаючи на те, що монофосфорильовані похідні N-етилкарбазолу не вдавалось ввести в реакцію бісфосфорилювання, амідофосфонат 55 вступає в реакцію з більш сильним електрофільним реагентом – азотною кислотою.

Нітрування йде по положенню 6 гетероциклічної системи, що підтверджується даними спектрів ПМР.

Таким чином, вивчені можливості застосування методу прямого фосфорилювання для гетероциклічних систем, що містять дифеніламіновий фрагмент.

Для цих гетероциклічних систем властива знижена активність в реакції фосфорилювання в порівнянні з N-метилдифеніламіном, що, на наш погляд, може бути пояснено їх будовою, а саме обмеженою можливістю спряження неподіленої електронної пари атома азоту з ароматичними системами. Результати квантово-хімічних розрахунків (метод РМ3) вихідних молекул, а також енергій утворення модельних s-комплексів вивчених систем, підтверджують це припущення . Приведені значення кутів між неподіленою парою електронів атома азоту та фенільними фрагментами (j), кут відхилення від ідеального спряження (Dj), а також теплоти утворення вихідних молекул (Н) та їх s-комплексів (Н s).

Висновки:

  • Реакція фосфорилювання трибромідом фосфору в піридині N-метилдифеніламіну та трифеніламіну проходить регіоселективно по положенню 4 фенільних замісників. В залежності від співвідношення реагентів фосфорилювання проходить по одному, двох та трьох фенільних замісниках.

  • Встановлено, що фосфорилювання N-метилфеніл-1- та -2-нафтиламінів спрямовується, в першу чергу, в положення 4 фенільного замісника. При співвідношенні реагентів 1:2 фосфорилювання N-ме-тилфеніл-a-нафтиламіну проходить регіоселективно також по положенню 4 нафтильного та фенільного замісника.

  • Здійснено синтез моно- та бісфосфорильованих похідних гетероциклічних аналогів N-метилдифеніламіну: 5-метил-10,11-дигідро-5Н-дибенз[b,f]азе-піну,


  •