Стереоселективний метод синтезу фосфорильованих алкенів

Реферат: UA 97996 U UA 97996 U 5 10 15 20 Запропонована корисна модель належить до галузі органічного синтезу, а саме створення методу синтезу фосфорильованих алкенів реакцією триметил-силілалкілфосфінів або фосфонітів з карбонільними сполуками, що стереоселективно приводить до утворення трансфосфорильованих алкенів. Найбільш близькою за сукупністю ознак є реакція С-літійзаміщених біс-фосфонатів з карбонільними сполуками, яка також у деяких випадках приводить до утворення фосфорильованих алкенів [1]. Недоліком цього методу є необхідність застосування бутиллітію, і досить низькі виходи продуктів реакції. Крім того, цей метод не забезпечує високої чистоти продуктів та високих виходів продуктів реакції. Ще один спосіб одержання фосфорильованих алкенів використовує реакцію ацетиленів з діалкілфосфітами у присутності каталізатора цирконію. [2]. Реакція [(діетоксивініл) метил] трифенілфосфоній трифлату з карбонільними сполуками: а також арилювання діетил вінілфосфонату арилбромідами, що каталізується паладієм, утворюють 2-арилвінілфосфонати. [3, 4]. Запропоновано також синтез діетил 2(арил)вінілфосфонатів реакцією Хека, що каталізується комплексами паладію (циклічні комплекси Хермана і каталізатори Нолана) [5]. Але всі ці методи не є стереоселективними і дають суміші цис- і транс-ізомерів, а також потребують досить дорогих і важкодоступних каталізаторів комплексів паладію або платини. В основу запропонованої корисної моделі поставлено задачу створення простого стереоселективного методу фосфонілювання карбонільних сполук, який забезпечив би можливість одержання фосфорильованих алкенів різноманітної будови з високими виходами і високою хімічною чистотою. Поставлена задача вирішується тим, що реакцію третинних триметилсиліл-алкілфосфонітів з карбонільними сполуками, проводять у розчині чотирихлористого вуглецю. R R O=C 2 R P R 1 4 CH2SiMe3 CCl4 O 3 R 2 R R 4 CH=C P R 1 3 1 R1=EtO, PrO, i-PrO, Et2N, Pr2N; R2=EtO, PrO, i-PrO, Et2N, Pr2N; t-Bu; R3=Ph, C6H4Br, C6H4F,C6H4CH=O, C6H4CH=СН; R4=H, CF3 25 30 35 40 45 . Неочікуваним виявилося, що третинні фосфіни і фосфоніти можуть реагувати у середовищі чотирихлористого вуглецю з утворенням фосфорильованих алкенів. Введення в реакційне середовище чотирихлористого вуглецю, а також сполуки тривалентного фосфору та карбонільної сполуки забезпечує енергійну реакцію між реагентами, яка завершується утворенням відповідного фосфорильованого алкену з високим хімічним виходом і високою чистотою. В такій сукупності та послідовності запропоновані вище операції не використовувалися. На основі цього вважаємо, що запропоноване нами технічне рішення відповідає критерію "рівень корисної моделі". Суть запропонованої корисної моделі пояснюємо конкретними прикладами. Приклад 1. Біс(діетиламідо) (E)-стирилфосфонат (IIа). Тетраетилдіаміно триметилсилілметилфосфін (0.01 моль) при -70 °C додали до 5 мл чотирихлористого вуглецю, потім підвищили температуру реакційної суміші до 0 °C і перемішували 15 хв., додали бензальдегід (0.015 моля), підвищили температуру до кімнатної і перемішували 14 г. Випарили реакційну суміш у вакуумі при +20 °C, а потім залишок витримали протягом 15 хв у вакуумі (0.05 мм рт. ст.) при 100 °C для видалення надлишку бензальдегіду. Залишок перекристалізували з 1 3 гексану. Вихід 80 %, т. пл. 103.5 °C. Спектр ЯМР Н (CDCl3), , м. ч. (J, Гц): 1.38 т, JHH 7 (12Н, . 3 3 3 СН3СН2); 3.10 д.к ( JHH 7, Jрн 11, 8Н, CH2N); 6.60 д. д ( JHH 17.2, JPH 18, 1Н, PCH=C); 7.75 д. д 3 3 13 ( JHH 17.5, JPH 19, 1Н, C=CH); 7.65 м (5Н, С6Н5). Спектр ЯМР С (C6D6), , м. ч.(J, Гц): 13.70; 1 2 3 41.85; 114.50, д, ( JРC 152.0, РСН=С); 128.70; 131.66 д ( JPC 24.0, РС=С), 144.17, 161.90 (д, JPC 31 30). Спектр ЯМР Р (CDCl3), P, м. ч.: р +24.50. Приклад 2. Біс(дипропіламідо)(E)-стиролфосфонат (IIа). Тетрапропілдіаміно триметилсилілметилфосфін (0.01 моль) при -70 °C додали до 5 мл чотирихлористого вуглецю, потім підвищили температуру реакційної суміші до 0 °C і перемішували 15 хв, додали бензальдегід (0.015 моля), підвищили температуру до кімнатної і перемішували 14 г. Випарили 1 UA 97996 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 реакційну суміш у вакуумі при +20 °C, а потім залишок витримали протягом 15 хв у вакуумі (0.05 1 мм рт. ст.) при 100 °C для видалення надлишку бензальдегіду. Вихід 90 %, Спектр ЯМР Н 3 . 3 3 (CDCl3), , м. ч. (J, Гц): 1.10 т, JHH. 7 (12Н, СН3СН2); 1.58 м (8Н, СН2); 3.30 д.к ( JHH 7, Jрн 11, 3 3 3 8Н, CH2N); 6.30 д. д ( JHH 17.2, JPH 18. 1Н. РСН=С); 7.15 д. д ( JHH 17.5, .Jрн 19, 1Н, С=СН); 7.65 31 м (5Н, С6Н5). Спектр ЯМР Р (CDCl3), Р, м. ч.: Р +24.00. Приклад 3. Діетил (E)-стирилфосфонат (IIб). Діетил триметилсилілметилфосфін (0.01 моль) при -70 °C додали до 5 мл чотирихлористого вуглецю, потім підвищили температуру реакційної суміші до 0 °C і перемішували 2 г., додали бензальдегід (0.015 моля), підвищили температуру до кімнатної і перемішували 14 г. Випарили реакційну суміш у вакуумі при +20 °C, а потім залишок перегнали у вакуумі. Вихід 60 %, т. кип. 122 °C (0.06 мм рт. ст.), літ. дані [6-8]. Спектр 1 3 3 3 ЯМР Н (CDCl3), м.д., J, Гц: Н 1.28 т ( JHH 7.0, 3Н); 1.30 т ( JHH 7.0, 3Н, СН3); 4.15 д.к ( JHH 7.0, 3 3 2 3 3 JPH 11.0, 4Н, ОСН2). 6.30 д.д ( JHH 17.2, JPH 17.2, 1H, СН=С), 7.10 (дд, JHH 17.2, JPH 22, 1Н, 13 2 С=СН), 7.10-7.40 (м, 5Н, С6Н5). Спектр ЯМР С (CDCl3), , м. ч.(J, Гц):  16.30, 61.6 д ( JCP 6), 1 2 31 110.70 д ( JCP 190, СН), 128.00, 129.00, 131.10, 136.10, 149.20 д ( JCP 6.1, СН). Спектр ЯМР Р (CDCl3), P, м. ч.: +18.00. Приклад 4. Діізопропіл (E)-стирилфосфонат (IIв). Діізопропіл триметил-силілметилфосфін (0.01 моль) при -70 °C додали до 5 мл чотирихлористого вуглецю, потім підвищили температуру реакційної суміші до 0 °C і перемішували 2.5 г., додали бензальдегід (0.015 моля), підвищили температуру до кімнатної і перемішували 14 год. Випарили реакційну суміш у вакуумі при +20 °C, залишок перегнали у вакуумі. Вихід 60 %, т. кип. 122 °C (0.06 мм рт. ст.) [6]. Спектр ЯМР 1 3 3 Н (CDCl3), , м. ч., J, Гц: н 1.24 д.д ( JHH 6.0, JPH 2.5, 12Н, СН3С); 4.33 м (2H, ОСН); 6.10 д.д 3 2 3 JНH (17.5, JРН 18, 1Н, РСН=С); 7.70 д.д, ( JHH 17.5, JPH 19, 1H, РС=СН); 7.10 м (5Н, С6Н5). Спектр 13 2 1 ЯМР С (C6D6), , м. ч. (J, Гц): 23.60, 23.80; 70.21 д ( JCP 6, ОСН), 120.80 д ( JCP 180, СН), 128.35. 2 З1 129.00, 131.10, 136.10, 149.20 (д, JCP=6.1, СН). Спектр ЯМР Р (CDCl3), P, м. ч.: + 16.00. Приклад 5. Діетил (E)-2-бромстирилфосфонат (IIг). Діетил триметилсилілметилфосфін (0.01 моль) при -70 °C додали до 5 мл чотирихлористого вуглецю, потім підвищили температуру реакційної суміші до 0 °C і перемішували 2 г., додали 2-бромбензальдегід (0.015 моля), підвищили температуру до кімнатної і перемішували 10 год. Випарили реакційну суміш у вакуумі при +20 °C, а потім залишок перегнали у вакуумі і перекристалізували з гексану. (IIа). Вихід 1 3 75 %, т. топ. 82 °C. (літ. [31]. т. пл. 82 °C). Спектр ЯМР Н (CDCl3), , м. ч., J, Гц: 8н 1.29 г ( JHH 3 3 3 7.0. 6Н, СН3). 4.07 м ( JHH 7.5, 4Н, CH2O); 6.18 д.д ( JHH 17.5, VHP 17.0, 1Н, PCH=C); 7.30 д ( JHH 3 3 3 8.5, 2Н, С6Н4); 7.37 д.д ( JHH 17.5, Л, р 18.2, 1Н, РС=СН); 7.46 д ( JHH, 8.5, 2Н, о-ВrС6Н4). Спектр 13 2 2 ЯМР С (C6D6),  , м. ч.(J, Гц): 16.40, д (JPC 7.0, СН3); 61.90 д ( JPC 5.6, СН2О); 114.80 д ( JРН 3 2 192.0, РС=С); 124.40; 128.50; 132.60; 133.70 д ( JРС 24.0), 147.30 д ( JPC 6.9, РС=С). Спектр ЯМР 31 Р (CDCl3), P, м. ч.: +19.06. Приклад 6. Біс(діетиламід) (E)-2-о-фторфенілетенілфосфонат (ІIд). Діетил триметилсилілметилфосфін (0.01 моль) при -70 °C додали до 5 мл чотирихлористого вуглецю, потім підвищили температуру реакційної суміші до 0 °C і перемішували 2 г. додали бензальдегід (0.015 моля), підвищили температуру до кімнатної і перемішували 14 год. Випарили реакційну суміш у вакуумі при +20 °C, а потім залишок перегнали у вакуумі і додатково перекристалізували з гексану. Вихід 60 %, т. кип. 130 °C (0.1 мм рт ст), т. пл. 114 °C. Спектр 1 3 3 ЯМР Н (CDCl3), , м. ч., J, Гц: н 1.08 т ( JHH 7.0, 6Н, СН3), 3.08 м ( JHH 7.5, 4Н, CH2N); 6.25 д.д 3 2 3 3 ( JHH 17.5, JHP 17.0, 1Н, РСН=С); 7.03 м (2Н, С6Н4): 7.40 д.д ( J 17.5, JHP 18.0, 1H, РС=СН); 7.46 д 3 13 2 ( J 8.5, 2Н, С6Н4). Спектр ЯМР С (C6D6), , м. ч. (J, Гц): 13.77; 37.9; 114.50, 118.10 (д, JPC 152.0, 2 31 Р-СН=С); 128.70; 131.66 д (J 24.0, РС=С), 144.17, 161.90 д( JСР 247.5). Спектр ЯМР Р (CDCl3), Р, м. ч.: +19.06. Приклад 7. Біс(діетиламід) (E)-2-(1,3-бензодиоксол-5-іл) вінілфосфонат (IIе). Діетил триметилсилілметилфосфін (0.01 моль) при -70 °C додали до 5 мл чотирихлористого вуглецю, потім підвищили температуру реакційної суміші до 0 °C і перемішували 15 хв, додали піперональ (0.015 моля), підвищили температуру до кімнатної і перемішували 14 год. Випарили реакційну суміш у вакуумі при +20 °C, а потім залишок перегнали у вакуумі. Продукт 1 перекристалізували з гептану при охолодженні до -20 °C. Спектр ЯМР Н (CDCl3), , м. ч. (J, Гц): 3 3 2 1.08 т ( JHH 7,12Н, СН3); 3.07 м (4Н, CH2N); 5.96 с (2Н, ОСН2О); 6.14 дд ( JHH 17, JPH 17.5, 1H, 13 РСН=С); 6.78-7.32 м (6Н, РС=СН + С6Н5). Спектр ЯМР С (CDCl3), , м. ч.(J, Гц): С 13.86; 38.00, 100.94; 105.63, 107.97: 115.39. 116.63: 122.69, 129.93, 130.03; 145.00, 147.76, 148.32. Спектр 31 ЯМР Р (CDCl3), P, м. ч.: 24.00. Знайдено %: С 60.66; Н 8.21; Р 9.05. C17H27N2O3P. Обчислено, % С 60.34; Н 8.04; Р 9.15. Приклад 8. Біс(діетиламід) 4-феніл-(1Е,3Е)-бутадієнілфосфонової кислоти. До 0.02 моля біс(діетиламіно) триметилсилілметилфосфоніту (Iв) при -70 °C додали до 5 мл 2 UA 97996 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 чотирихлористого вуглецю, потім підвищили температуру реакційної суміші до 0 °C і перемішували 15 хв, додали цинамоновий альдегід (0.015 моля), підвищили температуру до кімнатної і перемішували 14 год. Випарили реакційну суміш у вакуумі при +20 °C, а потім 1 залишок перегнали у вакуумі. Вихід 70 %. т. кип. 170-175 °C (0.06 мм рт. ст.). Спектр ЯМР Н 3 3 (CDCl3), , м. ч. (J, Гц): 1.4 т ( JHH 7, 12Н, СН3); 3.30 д.к ( JPH 10, 8Н. CH2N); 6.30 м; 7.30 м (4Н, 31 СН=СН); 7.80 м (5Н, С6Н5). Спектр ЯМР Р (CDCl3), Р, м. ч.: + 23.30. Знайдено %: С 67.77; Н 9.20; Р 9.66. C18H29N2OP. Обчислено, % С 67.47; Н 9.12; Р 9.67. Приклад 9. Біс(діетиламід)-4-формілфеніл-(E)-вінілфосфонат (V). До 0.02 моля діетиламіно триметилсилілметилфосфоніту (Iв) в 10 мол діетилового ефіру при -70 °C додали 0.03 моля тетрахлорметану, підвищили температуру до 0- +5 °C і через 15 хв додали 0.02 моля терефталевого альдегіду. Залишили на ніч. Наступного дня випарили розчинник у вакуумі (10 мм рт. ст.). Залишок перекристалізували із суміші ефіру з пентаном при 0 °C. Вихід 50 %, т. пл. 1 92.5-94 °C. Після повторної кристалізації з гексану. т. пл. 98 °C. Спектр ЯМР Н (CDCl3). , м. 3 3 3 ч.(J, Гц): 1.40 т, JHH 7 (12Н, СН3СН, ); 3.41 д. д ( JHH 7, JPH 10.5, 8Н, CH2N); 8.10 д.д (4Н, С6Н4); 2 2 3 3 6.80 д.д ( JHH 17.5, JРН 17.5, 1Н, PCH=C); 7.85, д. д ( JHH 17.5, JPH 19, 1Н, С=СН); 8.00 д; 8.10 д, 4 13 31 JHH 9 (4Н, С6Н4); 10.30 с (1Н, С(О)Н). Спектр ЯМР С (CDCl3), , м. ч. (J, Гц): Спектр ЯМР P (CDCl3), , м. ч.: 23.7. Знайдено %: С 63.13; Н 8.41; Р 9.52. C17H27N2O2P. Обчислено, % С 63.34; Н 8.44; Р 9.61. Приклад 10. Біс(діетиламід) 3,3,3-трифтор-2-фенілпропенфосфонат (ХІб). 0.02 моля біс(діетиламіно) триметилсилілметилфосфоніту (Iв) додали при -70 °C до 5 мл чотирихлористого вуглецю, потім підвищили температуру реакційної суміші до 0 °C і перемішували 15 хв, додали трифторацетофенон (0.015 моля), підвищили температуру до кімнатної і перемішували 14 год. Випарили реакційну суміш у вакуумі при +20 °C, а потім 1 перегнали у вакуумі. Вихід 70 %, т. кип. 150 °C (0.07 мм рт. ст.). Спектр ЯМР Н (CDCl3), , м. ч. 3 3 2 4 (J, Гц): 1.38 т (12Н, JHH 7, СН3); 3.27 дк ( JPH 10, 8Н, CH2N); 6.80 д.к ( JРН 12, JHF 1.5, 1H, С=СН); 19 31 7.60 м (5Н, С6Н5). Спектр ЯМР F (CDCI3), F - 68.11 м. ч. Спектр ЯМР Р (CDCl3), 8р, м. ч.: 23.50; 16.20. Знайдено, %: С 56.35; Н 7.23; Р 8.55. C 17H26F3N2OP. Обчислено, % С 56.35; Н 7.23; Р 8.55. Приклад 11. Діізопропіл 2-феніл-3,3,3-трифторпропеніл-1-фосфонат (ХІа). Діізопропіл триметилсилілметилфосфін (0.01 моль) при -70 °C додали до 5 мл чотирихлористого вуглецю, потім підвищили температуру реакційної суміші до 0 °C і перемішували 2.5 год., додали трифторацетофенон (0.015 моля), підвищили температуру до кімнатної і перемішували 14 год. Випарили реакційну суміш у вакуумі при +20 °C, а потім залишок перегнали у вакуумі. Спектр 1 3 3 ЯМР Н (CDCl3), , м. ч. (J, Гц): H 1.03 д ( JHH 6.4, СН3С); 1.12 д ( JHH 6.2, СН3С); 4.45 м (ОСН); 4 2 6.44 д. к ( JFH 1.5, JPC 12.0, РСН=С); 7.30 м (С6Н5). 1 3 3 (Z-ізомер): спектр ЯМР Н (CDCl3), , м. ч. (J, Гц): H, 1.28 д ( JHH 6.5, СН3С); 1.32 д ( JHH 6, 2 З1 СН3С); 4.75 м (ОСН); 6.20 д ( JPH 8.8, ОСН); 7.30 м (С6Н5). Спектр ЯМР Р (CDCl3), Р, м. ч.: 9.3 и 7.68. (співвідношення 7: 1). Знайдено, %: С 53.57; Н 5.99; Р 9.21. C15H20F3O3P. Обчислено, % С 53.57; Н 5.99; Р 9.21. Приклад 12. Діетиламіно-трет-бутилстирилфосфін оксид. Діетиламіно-трет-бутилтриметилсилілметилфосфін (0.01 моль) при -70 °C додали до 5 мл чотирихлористого вуглецю, потім підвищили температуру реакційної суміші до 0 °C і перемішували 15 хв, додали бензальдегід (0.015 моля), підвищили температуру до кімнатної і перемішували 6 год. Випарили реакційну суміш у вакуумі при 120 °C, а потім залишок витримали протягом 15 хв у вакуумі (0.05 мм рг. ст.) при 100 °C для видалення надлишку бензальдегіду. Залишок перекристалізували з 1 3 гексану. Вихід 80 %, т. пл. 106 °C. ЯМР Н (CDCl3), , м. ч. (J, Гц): Н 1.35 т, JHH 7 (6Н, СH3СН); 3 3 3 3 3 1.37 д, JPH, 14.5 (9Н, СН3С); 3.35д.к, JHH 7, JPH 8(4Н, CH2N); 6.75 д. д. JHH 22.5, JPH 17 (1Н, 3 PCH=C); 7.5 д. д, JHH 22.5; 7.45 м (6Н, С=СН + С6Н5). Знайдено %: N 5.12; Р 10.97, C16H26NOP. Обчислено, %N 5.01; Р 11.09. Приведені приклади 1-10 свідчать, що запропонований метод дає можливість одержувати фосфорильовані алкени різноманітної будови з високими виходами і високою стереосективністю продуктів транс-конфігурації в м'яких умовах, зменшити затрати реагентів на проведення і спрощення процесу. Одержані фосфорильовані алкени є потенційно біологічно активними речовинами, багато представників яких використовуються як антибіотики, антибактеріальні препарати, біорегулятори, гербіциди, фунгіциди та ін. Вони також можуть використовуватись як мономери, або антипірени [9-11]. Джерела інформації: [1] Rambauda M.; del Vecchioa A.; Villierasa J. Synth. Commun., 14(9). 833-841 (1984). [2] Zhonga P.; Xionga Z. X.; Huang X. Synth. Commun., 30(2), 273-278 (2000). 3 UA 97996 U 5 10 [3] Xu, Y.; Flavin, M. T. and Xu, Z. Q. J. Org. Chem., 1996,151, 7697. [4] Xu, Y.; Jin, X.; Huang, G. Huang, Y. Synthesis, 1983,556. [5] Al-Maksoud W., Mesnager J., Jaber F., Pinel C, Djakovitch L. J.Organomet. Chem. 694 (2009)3222-3231. [6] Zhong P., Xiong Z. X., Huani X.// Synth. Commun. 2000. Vol.30. N 2. P. 273. [7] Xu Y., Flavin M. Т., Xu Z.-Q.// J. Org. Chem. 1996. Vol.61. N 21. P. 7697. [8] Blaszczyk R., Gajda T. // Heteroatom Chem. 2007. Vol.18. No 7. P.732. [9] Lennon P. J. Пат. 5,434,288 (1995) США. [10] Пат. 2102427 (1983). Великобританія; С.А. 1983. Vol. 99, P. 88368d. [11] Jin J.I. Пат 4031054 (1977) США; С.А. 1977. Vol. 87. P. 54500. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Метод синтезу фосфорильованих алкенів формули 1 реакцією триметил-силілалкілфосфонатів з альдегідами або кетонами у присутності чотирихлористого вуглецю: Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4