Спосіб 3-фосфорилювання піролів з вільною nн-функцією

1. Спосіб фосфорилювання піролу формули (І): 2 30385 1 3 через складний металоорганічний синтез [J. Org. Chem., 1965, 30, 97; J. Org. Chem., 1965, 30, 91; Monatsch Chem., 1967, 98, 666; Phosphorus, 1976, 6, 191]. Але про можливість практичного застосування цих сполук в літературі не повідомляється. Тому було цікавим одержання фосфорильованих піролів з вільною NH-функцією, через яку можна проводити різноманітні хімічні перетворення з одержанням нових фосфорильованих піролів з цінними властивостями. Тому, задачею корисної моделі є розробка простого способу 3-фосфорилювання піролів з вільною NH-функцією. Поставлена задача вирішується способом фосфорилювання піролу формули (І): N H (I) , в якому пірол обробляють тригалогенідом фосфору (РНаl3), де Hal означає атом галогену, в присутності основи з одержанням 3фосфорилюваного піролу формули (II): PCl2 N H (II) . В переважному втіленні корисної моделі Hal означає атом Сl, Вr та І. Більш переважно Hal означає атом Сl. Фосфорилювання, розкрите вище, проводять в розчиннику в присутності основи в інертній атмосфері. Як розчинник може бути використаний будь-який придатний органічний розчинник, який не вступає в реакцію з використовуваними реагентами, наприклад, метиленхлорид, метиленбромід, хлороформ, тетрахлорид вуглецю та ін. Як основа може бути використана будь-яка придатна основа, яка не вступає в реакцію з реагентами, що використовуються, наприклад, перевага надається органічним основам, таким як піридин, триетиламін, триізопропіламін, Nметилморфолін та ін. Основа використовується в даному способі для зв'язування галогеніду водню, що виділяється в результаті реакції. Для створення інертної атмосфери може бути використаний будь-який інертний газ, що створює сприятливі умови для протікання цільової реакції, наприклад, аргон. Очевидним для спеціаліста в цій галузі є можливість використання основи як розчинника, при використанні його у відповідній пропорції. В переважному втіленні корисної моделі, як розчинник використовують метиленхлорид і як основу використовують піридин. Температура проведення реакції лежить в досить широкому інтервалі і залежить від реакційної здатності використовуваних реагентів. Зазвичай реакцію проводять при температурі від 10°С до температури кипіння розчинника, який використовується. Найбільш переважною є температура від 0° до кімнатної температури. Однією із особливостей запропонованого 30385 4 способу є те, що спочатку відбувається фосфорилювання по атому азоту піролу з утворенням N-фосфорильованого похідного, і потім при витримуванні одержаного Nфосфорильованого похідного в розчині при кімнатній температурі відбувається міграція дихлорфосфіногрупи в 3-положення пірольного циклу, тобто, відбувається перегрупування за наступною схемою: PCl 2 PCl 3, піридин 5 днів CH2Cl2 N H N PCl2 (I) кімнатна температура N H (III) 31P=148,46 (II) м.ч. 31 P=157,80 м.ч. Таке перегрупування не було відоме раніше і дозволяє одержати багато 3-фосфорильованих піролів з вільною NН-функцією. Сполуки (III) та (II) не виділяли з реакційної суміші у зв'язку з їх нестійкістю, при цьому фіксували їх утворення за спектрами ЯМР на 31P. Одержану сполуку формули (II) можна перевести у стабільні сполуки п'ятивалентного фосфору, наприклад, шляхом обробки придатними реагентами, наприклад, спиртами, тіолами, амінами та ін., і паралельним окисленням з одержанням відповідних похідних фосфонових кислот. Одержані сполуки формули (II) є ключовими вихідними сполуками для синтезу різноманіття похідних по атому фосфору, наприклад, фосфінів, естерів, тіоестерів, амідів, які в свою чергу можна модифікувати ще і по атому азоту. Наприклад, для стабілізації сполуки формули (II) було використано морфолін та елементарну сірку або кисень. При кип'ятінні сполуки формули (II), морфоліну та елементарної сірки або кисню протягом 30 хвилин одержували сполуки формули (IV), в якій Х являє собою S або О: O PCl2 N H 1. HN O N P N O X 2. [X], де X=C або О N H (II) (IV) Реакцію проводили в тій же самій реакційній суміші, що містила дихлорофосфінопірол формули (II) і одержане похідне формули (IV) виділяли звичайним чином і підтверджували будову, використовуючи фізичні методи, такі як ЯМР на 31 P, 1H та 13С, хроматографічне розділення з масспектрометричним детектуванням. З викладеного вище зрозуміло, що запропонований спосіб 3-фосфорилювання піролів з вільною NН-функцією дозволяє одержати 3фосфорильовані NН-піроли, що містять в 3положенні високо реакційноздатну дихлорфосфіногрупу. Проводячи по цій групі хімічні перетворення можна одержати багато нових похідних. Крім того, можлива модифікація молекули по NH-функції. Тобто, 3-фосфорильовані 5 NН-піроли з дихлорфосфіногрупою є ключовими вихідними сполуками для синтезу ряду нових фосфорильованих піролів - цінних вихідних речовин для застосування в промисловості. Можливість здійснення корисної моделі підтверджується наступним прикладом. Приклад 1 1Н-пірол-3-іл[ди(4-морфоліл)]-фосфіносульфід (IVa). До розчину 0,01моль піролу і 0,01 піридину в 60мл метиленхлориду в атмосфері сухого аргону при охолодженні льодом і перемішуванні додавали 0,01моль трихлориду фосфору. Реакційну суміш витримували при кімнатній температурі протягом 5 діб (ЯМР 31Р d=157,8м.ч.). Потім до реакційної суміші додавали 0,04моль морфоліну і 0,01моль елементарної сірки і кип'ятили із зворотнім холодильником протягом 30 хвилин. Охолоджували, осад солей відфільтровували, фільтрат упарювали і залишок екстрагували сумішшю гексан:діетиловий етер 1:1. Кристалізували з ацетонітрилу. Вихід 52%. Тпл.=127-128°С. 31 Р ЯМР (ДМСО-d6) d 68,96. 1 H ЯМР (ДМСО-d6): d 3,04 (м, 8Н, O-CH2); 3,54 (м, 8Н, N-CH2); 6,24 (ш с, 1Н, Н4); 6,85 (ш с, 1Н, H5); 7,14 (ш с, 1Н, Н2); 11,39 (ш с, 1Н, N-H). 13 С ЯМР (ДМСО-d6): d 44,98 (с, O-С); 66,77 (с, N-C); 110,76 (д, JCP=10,06 Гц, C4); 112,91; 111,79 (д, JCP=145,87Гц, С3); 120,37 (д, JCP=13,83Гц, С5); 127,52 (д, JCP=23,89Гц, С2). m/z 302 [М]+. Розраховано, %: C12H20N3O2PS (301,35): С 47,83; Н 6,69; N 10,28. Знайдено, %: С 47,52; Н 6,51; N 10,36. Приклад 2 1Н-пірол-3-іл[ди(4-морфоліл)]-фосфінооксид (IVb). Одержували аналогічно методиці Прикладу 1. Після завершення міграції дихлорфосфіногрупи в 3-положення пірольного циклу (контроль за допомогою ЯМР 31P d=157,8м.ч.), в реакційну суміш прибавляли 100мл сухого пентану, відстоювали і декантували розчинник. Процедуру повторювали ще 2 рази, після чого реакційну суміш розбавляли 100мл сухого бензолу і прибавляли 0,04моль мофоліну при перемішуванні і охолодженні льодом. Через 30 хвилин осад солей відфільтровували в потоці сухого аргону, а до фільтрату додавали 0,01моль гексахлоретану. Реакційну суміш перемішували при кімнатній температурі 4 години і потім осад відфільтровували і промивали бензолом на фільтрі. Одержаний осад обробляли водним розчином гідрокарбонату натрію (NaHСО3) (50мл) і сушили. З сухого залишку продукт екстрагували бензолом (3×50мл), бензол упарювали, осад перекристалізували з гексану. Вихід 65%. Тпл.=117-118°С. 31 Р ЯМР (ДМСО-d6) d 22,40. 1 H ЯМР (ДМСО-d6): d 2,96 (м, 8Н, O-CH2); 3,51 (м, 8Н, N-СН2); 6,15 (ш с, 1Н, Н4); 6,85 (ш с, 1 Н, Н5); 7,07 (ш с, 1 Н, Н2); 11,36 (ш с, 1 H, N-H). 13 C ЯМР (ДМСО-d6): d 44,06 (с, O-С); 66,53 (с, N-C); 107,87; 110,33 (д, JCP=178,56Гц, С3); 110,40; 30385 6 (д, JCP=11,34Гц, C4); 119,86 (д, JCP=13,83Гц, C5); 125,42 (д, JCP=20,12Гц, С2). m/z 286 [М]+. Розраховано, %: C12H20N3O3P (286): С 50,34; Н 6,99; N 10,84. Знайдено, %: С 50,21 ;Н 6,89; N 10,92.