НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ

УДК 547.241'77 + 547.241'68 +547.241'75

ЧЕКОТИЛО

Олексій Олександрович

ОРТО-ФОСФОРИЛЬОВАНІ ПОХІДНІ ЕЛЕКТРОНОЗБАГАЧЕНИХ АРОМАТИЧНИХ І ГЕТЕРОАРОМАТИЧНИХ КАРБОНОВИХ КИСЛОТ

02.00.08 – хімія елементоорганічних сполук

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук

Київ - 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у відділі хімії фосфороорганічних сполук Інституту органічної хімії Національної Академії Наук України.

Науковий керівник:

доктор хімічних наук Толмачов Андрій Олексійович, Науково-виробничий хіміко-біологічний центр Київського національного університету імені Тараса Шевченка, директор

Офіційні опоненти:

доктор хімічних наук Броварець Володимир Сергійович, Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, м. Київ, провідний науковий співробітник

кандидат хімічних наук Онисько Петро Петрович, Інститут органічної хімії НАН України, м. Київ, старший науковий співробітник

Провідна установа:

Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна

Захист дисертації відбудеться ”13” березня 2003р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.217.01 при Інституті органічної хімії НАН України за адресою: 02094, м. Київ, вул. Мурманська, 5. Факс (044) 573-26-43.

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Інституту органічної хімії НАН України.

Автореферат розісланий ”10” лютого 2003р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

доктор хімічних наук, професор _________________ Фещенко Н.Г. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Імід фталевої кислоти та його гетероаналоги, що містять замість однієї карбонільної групи елементи V або VI групи періодичної системи Менделеєва, привертають значну увагу в зв'язку з їх цінними хімічними та фармакологічними властивостями. Похідні фталіміду, 1,2-бензізотіазол-3-ону та 1,2-бензселеноазол-3-ону відіграють важливу роль в синтетичній органічній хімії та знаходять широке застосування у фармацевтиці та агрохімії. На відміну від вищезгаданих сполук їх фосфоровмісні аналоги – бензазафосфол-3-они – майже не вивчені. Єдиний відомий метод їх синтезу не дозволяє широко варіювати хімічним оточенням атома фосфору. Системи, в яких азафосфол-3-оновий цикл конденсований з гетероциклічним кільцем, в літературі невідомі. Тому розробка нових препаративних методів синтезу різноманітних конденсованих азафосфолонів та дослідження їх хімічних властивостей є актуальним завданням.

В Інституті органічної хімії НАН України розроблено зручний метод синтезу конденсованих фосфоровмісних гетероциклічних систем. Він базується на реакції прямого фосфорилювання галогенідами тривалентного фосфору функціоналізованих похідних електронозбагачених ароматичних та гетероароматичних сполук. Цей метод дозволяє в одну стадію синтезувати конденсовані гетероциклічні сполуки, що містять тривалентний атом фосфору зі зв'язком Р-Hal. Такі сполуки є ключовими в хімії фосфоровмісних гетероциклів та надають можливість синтезувати на їх основі різноманітні похідні як три-, так і п'ятивалентного фосфору. Можна припустити, що фосфорилювання галогенідами тривалентного фосфору анілідів та інших похідних електронозбагачених ароматичних і гетероароматичних карбонових кислот призведе до утворення конденсованих фосфол-3-онів.

Мета і задачі дослідження. Дисертаційна робота присвячена вивченню реакції галогенідів тривалентного фосфору з похідними електронозбагачених ароматичних та гетероароматичних карбонових кислот з метою розробки зручного методу синтезу конденсованих фосфоровмісних гетероциклічних систем, що містять фосфол-3-оновий фрагмент.

Для досягнення поставленої мети потрібно було розв'язати наступні задачі:

- Знайти умови гетероциклізацій анілідів та інших похідних електронозбагачених ароматичних та гетероароматичних карбонових кислот під дією галогенідів тривалентного фосфору.

- Дослідити вплив електронодонорних замісників в ароматичному кільці та природу фосфорилюючих реагентів на перебіг гетероциклізації.

- Дослідити властивості синтезованих фосфоровмісних сполук.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась у рамках бюджетної теми відділу хімії фосфороорганічних сполук (№ держреєстрації 0198U000312).

Наукова новизна. Вперше показано, що фосфорилювання бромідами тривалентного фосфору анілідів електронозбагачених ароматичних та гетероароматичних карбонових кислот є зручним методом синтезу похідних фосфоровмісних гетероциклічних систем - бенз[c][1,2]азафосфол-3-онів та піроло[3,4-c][1,2]азафосфол-3-онів. Використовуючи розроблений метод, було синтезовано похідні двох нових тетрациклічних систем з вузловим атомом фосфору - 12H-[2,1]бензазафосфоло[2,1-a][1,3,2]бензодіазафосфініно-5,12(6H)-діону та 8H-[2,1]бензазафосфоло[1,2-a][2,3,1]бензодіазафосфініно-5,8(6H)-діону відповідно.

Знайдено, що гідроліз бензазафосфол-3-онів відбувається з розкриттям фосфоровмісного циклу по зв'язку P-N і є зручним препаративним методом синтезу похідних електронозбагачених ароматичних та гетероароматичних карбонових кислот, що містять у сусідньому положенні гідрофосфорильну групу. Показані різноманітні шляхи хімічної модифікації гідрофосфорильної групи. Знайдено нову гетероциклізацію гідрофосфорильних сполук, яка веде до утворення 3,1-бензоксафосфінін-4-онів.

Вивчено взаємодію галогенідів фосфору (III) з естерами гетероароматичних карбонових кислот. Встановлено, що естери пірол-3-карбонової, 2-діалкіламінотіазол-4-карбонової та 2-діалкіламіно-4-тіазолілоцтової кислот фосфорилюються галогенідами фосфору (III). Синтезований перший гетероциклічний аналог 2-дифенілфосфінобензойної кислоти – 2-діетиламіно-5-дифенілфосфінотіазол-4-карбонова кислота.

Показано, що взаємодія триброміду фосфору з щ-(3-?иметиламіно)бензоїл-1,3,3-триметил-2-метиленіндоліном призводить до утворення фосфіндол-3-онів. Знайдено рециклізацію похідних фосфіндол-3-онової системи у фосфіндоло[3,2-c]піразоли.

Апробація роботи. Результати роботи були представлені і доповідались на національних і міжнародних конференціях:

Міжнародна конференція "Хімія азотовмісних гетероциклів" (ХАГ–2000, м. Харків, 2000 р.); II Всеукраїнська конференція студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії” (м. Київ, 2001 р.); XXVII Конференція молодих вчених з органічної та елементоорганічної хімії (м. Київ, 2001 р.); XV Міжнародна конференція з хімії фосфору (ICPC XV, м. Сендай, Японія, 2001 р.); XIX Українська конференція з органічної хімії (м. Львів, 2001 р); 13-а Міжнародна конференція з хімії сполук фосфору. 4-й Міжнародний симпозіум з хімії та використання фосфор-, сірка- та кремнійорганічних сполук “Петербурзькі зустрічі” (Санкт-Петербург, Росія, 2002); Міжнародний симпозіум, присвячений 100-річному ювілею академіка О. В. Кірсанова (м. Київ, 2002).

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 4 статті та тези 7 доповідей на наукових конференціях.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 130 сторінках і складається з вступу, трьох розділів, висновків, списку використаних джерел, що містить 90 найменувань. В роботі є 12 таблиць та 10 рисунків.

У першому розділі узагальнено та систематизовано літературні дані з методів синтезу та властивостей орто-фосфорильованих ароматичних карбонових кислот та їх похідних. Результати власних досліджень автора викладені в другому і третьому розділах.

У другому розділі описано фосфорилювання бромідами тривалентного фосфору похідних електронозбагачених бензойних кислот.

У третьому розділі представлені результати фосфорилювання галогенідами тривалентного фосфору похідних гетероциклічних карбонових кислот.

Особистий внесок здобувача. Експериментальна частина роботи, аналіз спектральних досліджень, а також висновки щодо будови синтезованих сполук здійснено особисто дисертантом.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Фосфорилювання галогенідами тривалентного фосфору похідних електронозбагачених ароматичних карбонових кислот.

В результаті проведених досліджень виявлено, що аніліди 3-диметиламінобензойної кислоти 1 при взаємодії з бромідами тривалентного фосфору утворюють похідні 1,2-дигідро-бенз[c][1,2]азафосфол-3-онової системи 3а-в. Перша стадія фосфорилювання анілідів 1 відбувається, очевидно, по атому азоту амідної групи з утворенням проміжних сполук 2, які надалі циклізуються у бензазафосфолонони 3а-в.

Запропонована схема фосфорилювання підтверджується тим, що вторинні аміди та естери 3-диметиламінобензойної кислоти, які не містять у своєму складі активного екзоциклічного центру, не реагують з бромідами тривалентного фосфору.

Взаємодія анілідів 1 з бромідами тривалентного фосфору відбувається за кімнатної температури в піридині чи хлористому метилені з обов'язковою присутністю триетиламіну. Час циклізації (в піридині) для триброміду фосфору становить 2 години, для фенілдибромофосфіну та метилдибромофосфіну – 4 години. Після закінчення реакції в спектрі ЯМР 31Р реакційної суміші спостерігається один резонансний сигнал, який належить кінцевому продукту. Необхідно зазначити, що хлориди тривалентного фосфору реагують з анілідами 1 неоднозначно, не утворюючи похідних бензазафосфолонової системи 3а-в.

Утворення азафосфолонового циклу підтверджено методами спектроскопії ЯМР 31Р, 1Н та подальшими хімічними перетвореннями. В спектрі ЯМР 1Н сполук 3а,б відсутні сигнали амідної групи та ароматичного протона в положенні 6 вихідного аміду 1. Сигнал протона в положенні 7 бензазафосфолонового циклу спостерігається в спектрі ЯМР 1Н при 7.7 м.ч. у вигляді дублету дублетів, з константами JPH = 14 Гц та JНH = 8.5 Гц, перша з яких свідчить про сусіднє розташування атома фосфору та відповідного протона. Це можливо лише у випадку замикання азафосфолонового циклу в п-положення до диметиламіногрупи. Друга константа спін-спінової взаємодії зазначеного протона JНH = 8.5 Гц є характерною для ароматичних протонів, що знаходяться в орто-положенні один до одного.

Дослідження властивостей бензазафосфолонів 3а-в показало, що реакції за участю тривалентного атома фосфору протікають як із збереженням, так і з розкриттям азафосфолонового циклу. Гідроліз бромо- та феніл- похідних 3а та 3б відбувається з розкриттям азафосфолонового циклу і є препаративним методом синтезу орто-фосфорильованих анілідів 4а,б.

Встановлено, що взаємодія гідрофосфорильної сполуки 4б з трихлоридом фосфору в присутності триетиламіну призводить до зворотної реакції - замикання азафосфолонового циклу.

Хімічна модифікація гідрофосфорильної групи в сполуках 4б є зручним методом синтезу нових типів орто-фосфорильованих похідних ароматичних карбонових кислот. Окиснення пероксидом водню призводить до утворення фосфінової кислоти 5. Взаємодією сполуки 4б з формальдегідом та 4-хлоробензилхлоридом одержані фосфіноксиди 6 та 7 відповідно.

1-Бромобензазафосфолони 3а, як і інші броміди фосфору, легко обмінюють атом брому при дії N- та С-нуклеофільних реагентів. Взаємодія з аліфатичними та ароматичними амінами, а також з гетероароматичними сполуками, що містять нуклеофільний карбон, відбувається зі збереженням азафосфолонового циклу і призводить до утворення сполук 8а-ж. Останні були перетворені окисненням пероксидом водню та елементарною сіркою в гідролітично стійкі сполуки 9а-ж.

Сполука Х R Ar Вихід, % dР, м.ч.

9а O морфоліно- p-C6H4-CH3 87 22.6

9б S діетиламіно- p-C6H4-CH3 67 63.9

9в S морфолін p-C6H4-CH3 80 63.4

9г S піролідино- p-C6H4-COOEt 74 65.5

9д S N-метиланіліно- p-C6H4-COOEt 65 66.3

9е S 3-трифторометил- аніліно- p-C6H4-CH3 44 51.7

9є S 1,2,4-триметил-3-карбетоксипірол-5-іл- p-C6H4-CH3 45 40.9

9ж S 2-метилімідазо[1,2-a]піридин-3-іл- p-C6H4-CH3 35 37.6

Приєднання елементарної сірки до 1-феніл- та 1-метилбензазафосфолонів 3б,в відбувається також зі збереженням азафосфолонового циклу і призводить до утворення тіопохідних 10а,б.

На відміну від сполук 9 та 10, що містять зв'язок Р=S або Р=О, фосфазосполуки 11а,б, які утворюються за реакцією Штаудінгера при взаємодії ароматичних азидів та бензазафосфолонів 3б, 9а, гідролітично нестабільні. Вони реагують з водою з розкриттям азафосфолонового циклу та утворенням відповідних анілідів 12а,б.

Фосфорилювання імідних похідних 13 бромідами тривалентного фосфору в присутності триетиламіну також супроводжується гетероциклізацією, однак введення електроноакцепторної сульфогрупи дестабілізує азафосфолоновий цикл. Тіопохідна 15, на відміну від відповідної сполуки 8б, є нестійкою і гідролізується навіть вологою повітря з утворенням сполуки 16. Бензазафосфолони 14а,б, як і відповідні сполуки 3а,б, реагують з водою з розкриттям азафосфолонового циклу та утворенням відповідних гідрофосфорильних сполук 17а,б. Взаємодія сполуки 17б з формальдегідом в присутності каталітичної кількості триетиламіну призводить до гетероциклізації та утворення 3,1-оксофосфінін-4-ону 18. Будова сполуки 18 підтверджена методами спектроскопії ЯМР 31Р, 1Н та елементним аналізом.

Показано, що фосфорилювання анілідів 3,5-диметоксибензойної кислоти 19 трибромідом фосфору та фенілдибромофосфіном відбувається аналогічно до фосфорилювання анілідів 3-диметиламінобензойної кислоти і призводить до утворення бензазафосфолонів 20 та 21. За допомогою стандартних методів їх було переведено в гідролітично стійкі бензазафосфолони 22, 23.

Аніліди 3-метокси- та 3,4,5-триметоксибензойної кислот при взаємодії з бромідами тривалентного фосфору бензазафосфолонів не утворюють.

Встановлено, що використання як вихідних сполук функціоналізованих амідів, що містять три активних нуклеофільних центри, дозволяє створювати нові поліциклічні системи з вузловим атомом фосфору. Взаємодія аміду 24, що містить два N- та один С-нуклеофільні центри, з трибромідом фосфору, як встановлено при дослідженні реакційної суміші методом ЯМР 31Р, відбувається поетапно. На першій стадії утворюється бензодіазафосфінінон 25, до якого потім відбувається анелювання бензазафосфолонового циклу з утворенням тетрациклічної сполуки 26. Приєднання елементарної сірки призводить до сполуки 27. Її будова доведена методами ЯМР 31Р, 1Н, мас-спектроскопії та елементним аналізом.

Поліциклічна система з вузловим атомом фосфору, що містить два Р-С та один Р-N зв'язки, утворюється при взаємодії триброміду фосфору з діацильованим метилгідразином 28.

На відміну від 1-фенілбензазафосфолону 3б, тетрациклічна сполука 29 є гідролітично стійкою. Її будова доведена методами спектроскопії ЯМР 31Р, 1Н та наступним хімічним перетворенням у сполуку 30.

Знайдену нами гетероциклізацію анілідів електронозбагачених бензойних кислот галогенідами тривалентного фосфору було поширено на ?-(3-диметиламіно)бензоїл-1,3,3-триметил-2-метиленіндолін 31, який містить два С-нуклеофільних центри: b-єнамінний атом карбону та електронозбагачений атом карбону бензольного кільця. Сполука 31 взаємодіє з трибромідом фосфору, утворюючи 1-бромо-2,3-дигідро-1Н-3-фосфіндолон 32. Циклізація відбувається за 2 доби при кімнатній температурі в середовищі піридину в присутності триетиламіну.

1-Бромофосфіндолон 32 обмінює атом брому при взаємодії з О- та N- нуклеофільними реагентами. Наступне приєднання елементарної сірки або імінування за Штаудінгером призводить відповідно до одержання тіоефіру 33, тіоаміду 34 та фосфазосполуки 35. Утворення саме E-ізомерів доведено за допомогою методу ЯМР 1Н спектроскопії з використанням лантаноїдних зсуваючих реагентів. Додавання Eu(FOD)3 до фосфіндолону 34 призводить до наступних значень лантаноїдних індукованих зсувів (ЛІЗ):

Виходячи зі структурної формули сполуки 34, слід очікувати, що Eu(FOD)3 буде координуватися з карбонільною групою. Тому, в залежності від орієнтації індоленінового фрагмента, найбільші значення ЛІЗ повинні спостерігатися або для сигналу групи N-Me, або для груп С(СН3)2. Експериментально найбільше значення ЛІЗ (1.54) виявлено для групи N-Me, що свідчить про синперіпланарне розташування групи N-Me- та карбонільної групи.

Знайдено, що при взаємодії тіоаміду 34 з гідразином відбувається розкриття індоленінового циклу та утворення фосфіндоло[3,2-c]піразолу 36. У випадку імінофосфонату 35 одночасно з рециклізацією відбувається гідроліз фосфазогрупи до фосфіноксиду 37.

Рециклізація фосфіндолону 34 у фосфіндоло[3,2-c]піразол 36 супроводжується характерними змінами в спектрах ЯМР 1Н та 13С: появою сигналів N-Н (обмінюються з D2O) – синглет d 10.1 м.ч. та квартет d 3.8 м.ч. (JНH = 4.5 Гц); зсувом у сильне поле сигналу N-СН3 групи (d 3.7 та 2.6 м.ч. відповідно); зсувом у сильне поле сигналу четвертинного карбону, що зв'язаний з двома метильними групами (d 52 м.ч. (34) до d 37 м.ч. (36)) та зникненням сигналу карбонільної групи (d 180 м.ч.). В ІЧ спектрі з'являються дві смуги поглинання N-Н (3100-3400 см-1) та зникає смуга поглинання карбонільної групи (1640 см-1). У випадку сполуки 37 у спектрі ЯМР 1Н, окрім вищенаведених змін, зникають сигнали (4-NO2)C6H4 групи, а в ІЧ спектрі з'являеться смуга поглинання Р=О групи (1190 см-1).

Фосфорилювання галогенідами тривалентного фосфору похідних гетероароматичних карбонових кислот

Знайдено, що фосфорилювання естерів p-надлишкових та p-амфотерних гетероароматичних карбонових кислот галогенідами тривалентного фосфору є зручним методом синтезу нового класу гетероциклічних сполук, що містять в сусідніх положеннях кабоксильну та фосфорну функції.

Показано, що етиловий естер 2,5-диметил-1-фенілпірол-3-карбонової кислоти 38, на відміну від естерів електронозбагачених бензойних кислот, взаємодіє з трибромідом фосфору з утворенням дибромофосфіну 39. Останній був переведений стандартними методами в тіоамід 40. Омилення естерної групи до карбоксильної супроводжується розривом С-Р зв'язку та утворенням кислоти 41, яка була також отримана омиленням естерної групи у вихідній сполуці 38.

Більш активним у реакції фосфорилювання є етиловий естер 2-діалкіламінотіазол-4-карбонової кислоти 42. Він взаємодіє навіть з дифенілбромофосфіном, що призводить до утворення відповідного фосфіну 43. В даному випадку омилення естерної групи не супроводжується розривом С-Р зв'язку. Таким чином, одержано кислоту 44, яка є першим гетероциклічним аналогом 2-дифенілфосфінобензойної кислоти, що широко використовується в металокомплексному каталізі.

Естери 2-діалкіламіно-4-тіазолілоцтових кислот 45а-в ще більш активні в реакції фосфорилювання галогенідами тривалентного фосфору. Вони легко реагують з дифенілхлоро- та дифенілбромофосфінами з утворенням відповідних фосфінів 46а-в. Омилення естерної групи призводить до одержання сполук 47а-в, що є гомологами кислоти 44.

На відміну від естерів 45, етиловий естер імідазо[2,1-b]тіазолілоцтової кислоти 48 при взаємодії з дифенілхлорофосфіном утворює лише продукт дифосфорилювання 49. Дифосфін 49 окиснюється пероксидом водню чи елементарною сіркою до відповідних похідних п'ятивалентного фосфору 50a,б.

Знайдену нами гетероциклізацію анілідів електронозбагачених бензойних кислот за участю галогенідів тривалентного фосфору було поширено на аніліди 2,5-диметил-1-фенілпірол-3-карбонової кислоти 51, які при взаємодії з трибромідом фосфору чи фенілдибромофосфіном утворюють похідні піроло[3,4-c][1,2]азафосфол-3-онової системи 53a,б.

За своїми хімічними властивостями сполуки 53a,б аналогічні до відповідних бензазафосфолонів 3a,в. 1-Бромопіролоазафосфолон 53a реагує з водою з розкриттям азафосфолонового циклу та утворенням піролфосфоністої кислоти 54. Заміщення атома брому при дії N- та С-нуклеофільних реагентів відбувається зі збереженням азафосфолонового циклу. Одержані сполуки 55 окиснюються пероксидом водню чи елементарною сіркою у відповідні сполуки 56.

Сполука Ar Х R Вихід, % dР, м.ч.

56a Ph O морфоліно- 74 15

56б p-C6H4CH3 О морфоліно- 78 14

56в Ph S піперидино- 60 54

56г p-C6H4CH3 S морфоліно- 67 54

56д p-C6H4CH3 S N-метил- імідазол-2-іл- 41 30

1-Фенілпіролоазафосфолон 53б також реагує з водою, утворюючи гідрофосфорильні сполуки 57, та приєднує елементарну сірку з утворенням тіопохідних 58.

Будову сполук 56, 58 доведено методами ЯМР 1Н, 13С та мас-спектрометрії. Показовим в спектрі ЯМР 1Н сполук 56 та 58 є відсутність сигналів протона амідної групи та протона пірольного кільця. Підтвердженям утворення азафосфолонового циклу є також спін-спінова взаємодія протонів метильної групи з ядрами фосфору (4JСР = 1 Гц).

ВИСНОВКИ

1. Розроблено новий метод синтезу фосфорних аналогів фталіміду - бенз[c][1,2]азафосфол-3-онів, що грунтується на взаємодії анілідів 3-диметиламіно- та 3,5-диметоксибензойних кислот з бромідами тривалентного фосфору. Запропонований метод поширено на аніліди 2,5-диметил-1-феніл-пірол-3-карбонової кислоти, фосфорилювання яких є зручним синтетичним підходом до піроло[3,4-c][1,2]азафосфол-3-онів.

2. Виявлено розкриття азафосфолонового циклу в P(III)-бензазафосфолонах при дії води, що дозволило розробити препаративний метод синтезу орто-фосфорильованих похідних електронозбагачених ароматичних та гетероароматичних карбонових кислот. Продемонстровано різноманітні шляхи хімічної модифікації гідрофосфорильної групи. Знайдено нову гетероциклізацію гідрофосфорильних сполук, яка призводить до утворення похідних 3,1-бензоксафосфінін-4-ону.

3. Показано, що взаємодія триброміду фосфору з щ-(3-?иметиламіно)бензоїл-1,3,3-триметил-2-метиленіндоліном призводить до утворення фосфіндол-3-онів. Знайдено, що останні рециклізуються у фосфіндоло[3,2-c]піразоли при дії гідразину.

4. Взаємодією триброміду фосфору з функціоналізованими амідами 3-диметиламінобензойної кислоти синтезовано похідні двох нових тетрациклічних систем з вузловим атомом фосфору - 12H-[2,1]бензазафосфоло[2,1-a][1,3,2]бензодіазафосфініно-5,12(6H)-діону та 8H-[2,1]бензазафосфоло[1,2-a][2,3,1]бензодіазафосфініно-5,8(6H)-діону.

5. Встановлено, що естери електронозбагачених гетероциклічних карбонових кислот, таких як 2,5-диметил-1-фенілпірол-3-карбонова, 2-діетиламінотіазол-4-карбонова та 2-діалкіламіно-4-тіазолілоцтова, незважаючи на присутність електроноакцепторної карбалкоксильної групи, фосфорилюються галогенідами тривалентного фосфору. Синтезовано перший гетероциклічний аналог 2-дифенілфосфінобензойної кислоти.

6. Показано, що етиловий естер 6-імідазо[2,1-b]тіазолілоцтової кислоти на відміну від естерів 2-діалкіламіно-4-тіазолілоцтової кислоти фосфорилюється дифенілхлорофосфіном як у гетероциклічне кільце, так і по метиленовій групі з утворенням продукту дифосфорилювання.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ ВИКЛАДЕНО В РОБОТАХ

1. А. А. Чекотило, А. А. Юрченко, А. А. Толмачев. Новый подход к синтезу 1,2-дигидробенз[c][1,2]азафосфол-3-онов. // ХГС. – 2001. – № 4. – С. 569-570.

2. A. A. Chekotylo, A. O. Pushechnikov, А. А.Yurchenko, A. A. Tolmachev, A. M. Pinchuk. Phosphorylation of Eleсtron-rich Aromatic and Heteroaromatic Carboxylic Acid Derivatives. // Phosphorus, Sulfur and Siliсon. – 2002. – Vol. 177. – P. 2185.

3. Е. В. Зарудницкий, И. И. Первак, А. А. Чекотило, А. А. Юрченко, А. А. Толмачев. С-Фосфорилирование производных 2-диалкиламинотиазола и имидазо[2,1-b]тиазола. // Укр. Хим. Журн. – 2002. – Т. 68, № 11. – С. 38-42.

4. A. A. Chekotylo, A. N. Kostyuk, A. M. Pinchuk, A. A. Tolmachev. Reaction of щ-Carbonylsubstituted 1,3,3-trimetyl-2-metyleneindolines with Phosphorus(III) Halides. // Heteroatom Chemistry. – 2003. – Vol. 14. – № 1. – P. 23-28.

5. O. O. Чекотило, І. І. Первак, О. О. Юрченко, А. О. Толмачов. Новий підхід до синтезу 2,1-бензазафосфолів. // Міжнародна конференція “Хімія азотовмісних гетероциклів” (ХАГ – 2000). Тези доповідей. – Харків. – 2000. – С. 84.

6. В. О. Ярошенко, O. O. Чекотило, А. О. Толмачов. Фосфорилювання похідних пірол-3-карбонових кислот. // Друга Всеукраїнська конференція студентів та аспірантів "Сучасні проблеми хімії" Тези доповідей. – Київ. – 2001. – С. 86.

7. O. O. Чекотило, О. О. Пушечніков, О. О. Юрченко, О. М. Пінчук, А. О. Толмачов. Фосфорилювання похідних електронозбагачених ароматичних та гетероароматичних карбонових кислот. // XIX Українська конференція з органічної хімії. Тези доповідей. – Львів. – 2001. –С. 410.

8. В. О. Ярошенко, O. O. Чекотило, А. О. Толмачов. Фосфорилювання похідних пірол-3-карбонових кислот. // XIX Українська конференція з органічної хімії. Тези доповідей. – Львів. – 2001. –С. 437.

9. A. A. Chekotylo, A. O. Pushechnikov, А. А.Yurchenko, A. A. Tolmachev, A. M. Pinchuk. Phosphorylation of Elektron Enriched Aromatic and Heteroaromatic Carboxylic Acid Derivatives. // XV-th International Conference on Phosphorus Chemistry (ICPC 15). Abstract Book. – Sendai, Japan. – 2001. – P. 238.

10. А. А. Чекотило, В. В. Иванов, А. А. Юрченко, А. М. Пинчук, А. А. Толмачев. Синтез и свойства фосфорсодержащих гетероциклических систем на основе производных электронообогащенных ароматических и гетероароматических карбоновых кислот. // 13-я Международная конференция по химии соединений фосфора. 4-й Международный симпозиум по химии и применению фосфор-, сера- и кремний органических соединений "Петербургские встречи". Сборник научных трудов. – Санкт-Петербург, Россия. – 2002. –С. 84.

11. A. A. Chekotylo, V. V. Ivanov, А. А.Yurchenko, A. M. Pinchuk, A. A. Tolmachev. Synthesis and Properties of Phosphorus-containing Heterocyclic Systems outgoing from Elektron-rich Aromatic and Heteroaromatic Carboxylic Acid Derivatives. // The International Symposium Devoted to the 100-th Anniversary of Academician A. V. Kirsanov, – Kyiv. –2002. – P. 89.

1. АНОТАЦІЯ

Чекотило О.О. Орто-Фосфорильовані похідні електронозбагачених ароматичних та гетероароматичних карбонових кислот. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.08 – хімія елементоорганічних сполук. – Інститут органічної хімії Національної Академії Наук України, Київ, 2003.

Дисертація присвячена вивченню фосфорилювання галогенідами тривалентного фосфору похідних 3-диметиламінобензойної, 3,5-диметоксибензойної, 2,5-диметил-1-фенілпірол-3-карбонової та 2-діетиламінотіазол-4-карбонової кислот. Розроблено зручні методи синтезу конденсованих фосфоровмісних гетероциклічних систем, в тому числі і з вузловим атомом фосфору, та орто-фосфорильованих похідних ароматичних та гетероароматичних карбонових кислот. Вивчено хімічні властивості отриманих сполук. Знайдено рециклізацію фосфіндолонів у фосфіндоло[3,2-c]піразоли.

Ключові слова: фосфорилювання, галогеніди фосфору (III), фосфоровмісні конденсовані гетероциклічні системи, бензазафосфолони, піролоазафосфолони, фосфіндолони, фосфіндолопіразоли, орто-фосфорильовані похідні ароматичних та гетероароматичних карбонових кислот.

ANNOTATION

Chekotylo O.O. Ortho-Phosphorylated derivatives of electron-rich aromatic and heteroaromatic carboxylic acids. - Manuscript.

Dissertation for scientific degree of Candidate of Sciences (Chemistry) in speciality 02.00.08 – the chemistry of elementoorganic compounds. – Institute of Organic Chemistry, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2003.

The present work is devoted to the investigation of direct phosphorylation of 3-dimethylamino-, 3,5-dimethoxybenzoic acids, 2,5-dimethyl-1-phenylpyrrole-carboxylic acid and diethylaminothiazole-4-carboxylic acid derivatives by phosphorus (III) halides. This reaction was shown to be a very convenient method for synthesis of both condensed phosphorus-containing heterocyclic systems and ortho-phosphorylated aromatic and heteroaromatic carboxylic acids derivatives. In particular, several novel heterocyclic systems with a bridgehead phosphorus atom were prepared. The chemical properties of the compounds obtained were studied. As a result a recyclization reaction of phosphindolones into phosphindolo[3,2-c]pyrazoles was found.

Key words: phosphorylation, phosphorus (III) halides, condenced phosphorus-containing heterocyclic systems, benzazaphospholones, pyrroloazaphospholones phosphindolones, phosphindolopyrazoles, ortho-phosphorylated aromatic and heteroaromatic carboxylic acids derivatives.

АННОТАЦИЯ

Чекотило А.А. Орто-Фосфорилированные производные электронообогащенных ароматических и гетероароматических карбоновых кислот. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.08 – химия элементорганических соединений. – Институт органической химии Национальной Академии Наук Украины, Киев, 2003.

Диссертация посвящена изучению фосфорилирования галогенидами фосфора (III) производных 3-диметиламинобензойной, 3,5-диметоксибензойной, 2,5-диметил-1-фенилпиррол-3-карбоновой и 2-диэтиламинотиазол-4-карбоновой кислот.

В работе показано, что фосфорилирование галогенидами фосфора (III) производных электронообогащенных ароматических и гетероароматических карбоновых кислот является удобным методом синтеза производных бенз[c][1,2]азафосфол-3-она, фосфиндол-3-она и пирроло[3,4-c][1,2]азафосфол-3-она – фосфорсодержащих конденсированных гетероциклических систем. В гетероциклизации принимает участие атом углерода ароматического или гетероароматического кольца и нуклеофилный центр экзоциклической функциональной группы.

Исследование свойств бензазафосфолонов и пирролоазафосфолонов показало, что они реагируют с N-, О- и С-нуклеофильными реагентами как с сохранением, так и с раскрытием азафосфолонового цикла. Низкая стабильность азафосфолонового цикла позволяет использовать бензазафосфолоны и пирролазафосфолоны в качестве исходных соединений для синтеза производных ароматических и гетероароматических карбоновых кислот, которые содержат в соседнем положении фосфорную группу. Показаны пути химической модификации фосфорной части, приводящие к труднодоступным орто-фосфорилированным производным ароматических и гетероароматических карбоновых кислот. Найдена новая гетероциклизация гидрофосфорильных соединений, которая приводит к образованию 3,1-бензоксофосфинин-4-онов.

Разработан метод синтеза тетрациклических систем с узловым атомом фосфора путем фосфорилирования галогенидами фосфора (III) функцианализированных амидов 3-диметиламинобензойной кислоты, содержащих дополнительный активный N- или С-нуклеофильный центр. Используя данный подход, получены производные двух новых гетероциклических систем – 12H-[2,1]бензазафосфоло[2,1-a][1,3,2]бензодиазафосфинино-5,12(6H)-диона и 8H-[2,1]бензазафосфоло[1,2-a][2,3,1]бензодиазафосфинино-5,8(6H)-диона соответственно.

Исследовано взаимодействие галогенидов фосфора (III) с эфирами гетероароматических карбоновых кислот. Установлено, что эфиры 2,5-диметил-1-фенилпиррол-3-карбоновой, 2-диэтиламинотиазол-4-карбоновой и 2-диалкиламино-4-тиазолилуксусной кислот фосфорилируются галогенидами фосфора (III). Синтезирован первый гетероциклический аналог 2-дифенилфосфинобензойной кислоты. Найдено, что в отличие от этилового эфира 2-диалкиламино-4-тиазолилуксусной кислоты этиловый эфир 6-имидазо[2,1-b]тиазолилуксусной кислоты дает с дифенилхлорфосфином продукт С-дифосфорилирования по гетероциклическому кольцу и по метиленовой группе.

Найдено, что синтезированные производные фосфиндол-3-она рециклизуются при взаимодействии с гидразином в фосфиндоло[3,2-c]пиразолы.

Предложенные подходы и разработанные методы имеют теоретическое и практическое значение.

Ключевые слова: фосфорилирование, галогениды фосфора, фосфорсодержащие конденсированные гетероциклические системы, бензазафосфолоны, пирролоазафосфолоны, фосфиндолоны, фосфиндолопиразолы, орто-фосфорилированные производные ароматических и гетероароматических карбоновых кислот.