CC BY
27
И.С.Низамов, О.В.Большакова, И.Д.Низамов, Ф.Д.Ямбушев
ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ ДИЕНИЛЬНЫХ СПИРТОВ
В развитие общих принципов, методов и моделей фосфорилирования функционально-замещенных регулярно построенных 1,5-полиенов на базе их низкомолекулярных аналогов [1-3] изучены реакции хлоридов трехкоординированного фосфора с диенильными спиртами. Для более полного протекания реакции и смещения равновесия в сторону образования продуктов эти реакции проведены в присутствии основания в среде органического растворителя. Применение основания необходимо для связывания выделяющегося хлористого водорода в соответствующие соли. Так, установлено, что дифе-нилхлорфосфин фосфорилирует гераниол (транс -изомер 3,7-диметил-2,6-ок-тадиен-1-ола) в бензольном растворе в присутствии эквимольного количества триэтиламина при комнатной температуре в течение 4 часов с образованием
О-геранилдифенилфосфинита.
О-Геранилдифенилфосфинитобразуется в виде белой пасты. В спектре ЯМР 31Р данного соединения в растворе бензола содержится синглетный сигнал при 5 111.8 м.д. Полученныйрезультат согласуется с литературнымиданными
о химических сдвигах ядер атомов трехкоординированного фосфора с окружением Р^РОЯ в спектрах ЯМР [4]. Так, ядро атома трехвалентного фосфора в молекуле О-аллилдифенилфосфинита ступает в резонанс с внешним магнитным полем, давая синглетныйсигнал при 5 р 113 м.д. [4]. В спектре ЯМР 'Н в растворе СБС13 О-геранилдифенилфосфинитшаряду с сигналами протонов геранильного заместителя содержатся два мультиплета при 7.28-7.58 и 7.67-
7.70 м.д. протонов двух фенильных групп, присоединенныхк атому фосфора. В ИК спектре этого вещества имеются полосы поглощения при ^ 3056 сл см-1 валентных колебаний связи ^ (С-Н, Лг), при ^ 1667 ср см-1 - валентных колебаний связи ' (С=С) геранильного заместителя и при 1591 ср и 1483 ср см" - валентных колебаний связи ^ (С=С, Лг). В масс-спектре электронного удара О-геранилдифенилфосфинита найден массовый пик 338, который соответствует его молекулярному иону [М]+ (вычислено М: 338.2). Транс-3,7-диметил-2,6-ок-тадиен-1-ил(дифенил)фосфинитне перегоняется в глубоком вакууме и гидролизуется с образованиемдифенилфосфинистойкислоты.
Представляет интерес синтезировать непредельные фосфиты, обладающие потенциальной биологической активностью. С этой целью в реакцию с неролом (цис-изомером 3,7-диметил-2,6-октадиен-1-ола) введен диэтил-хлорфосфит. Найдено, что данная реакция протекает в течение 1 часа в при-
сутствии триэтиламина в растворе бензола с экзотермическим эффектом и образованием О-нерил(диэтил)фосфита.
+ Е^Ы
Аналогичная реакция диэтилхлорфосфита с гераниолом в мягких условиях приводит к 1-(транс -3,7-диметил-2,6-октадиенил)диэтилфосфиту.
4- ЕЧ КТ
транс -изомеров диенильных фосфитов содержат синглетные сигналы практически в одной области, характерной для трехвалентного трехкоординированного атома фосфора [4]. При этом химический сдвиг ядра атома фосфора цис-изомера расположен в более сильном поле (б р 138.3 м.д.) по сравнению с транс -изомером (б 138.9 м.д.). В спектрах ЯМР 'Н в растворах СDQ триплетный сигнал метильных протонов группы СНСНОР цис-изомера находится в более низком поле (' 1.42 м.д.) относительно аналогичных
протонов транс -изомера (- 1.26 м.д.). При этом константа спин-спинового
взаимодействия цис-изомера (^НН 6.5 Гц) меньше, чем у транс -изомера (^НН 7.2 Гц). В ИК спектрах диенильных фосфитов имеются полосы поглощения валентных колебаний связей PO при ^ 745 ср. ш см"1, OC-C при ^ 931 с и 985 с см-1, РО-С при ^ 1030 о.с см-1 и С=С при ^ 1608 о.сл и 1669 сл. см-1. Можно ожидать, что полученные О-нерил- и О-геранилфосфиты могут служить полупродуктами для синтеза соединений с четырехкоординированным атомом фосфора.
Ранее нами было показано, что непредельные спирты реагируют с ди-алкилфосфитами в среде четыреххлористого углерода в присутствии триэти-ламина с образованием ненасыщенных фосфатов [1]. В ряде случаев, особенно при повышенной температуре, полученные непредельные фосфаты вовлекаются во вторичные процессы диспропорционирования. Для того чтобы избежать нежелательные вторичные явления, непредельные спирты были фосфорилированы в модифицированной форме. С этой целью синтезирован триметилсилиловый эфир гераниола в реакции транс -3,7-диметил-2,6-окта-диен-1-ола с триметилхлорсиланом в присутствии триэтиламина в растворе петролейного эфира в мягких условиях. Триметилсилиловый эфир гераниола очищен с помощью прибора для молекулярно-пленочной перегонки.
(ЕЮ)2
Можно было предположить, что введение силиловых эфиров непредельных спиртов в реакции с кислыми фосфитами позволит избежать образования вторичных и побочных продуктов. Действительно, установлено, что реакция триметилсилилового эфира гераниола с диметилфосфитом в присутствии триэтиламина в среде петролейного эфира и четыреххлористого углерода протекает с замещением триметилсилильной группы и образованием транс -3,7-диметилокта-1,6-диенил(диметил)фосфата.
+Е1зЫ
Для более полного протекания реакции смесь нагревали при перемешивании при 60оС в течение 6.5 часов. 7ранс-3,7-диметилокта-1,6-диенил(диметил)фосфат выделен хроматографированием на колонке. В спектре ЯМР 31Р полученного непредельного фосфата в растворе четыреххлористого углерода содержится синглетный сигнал 5 1.5 м.д., что соответствует
химическим сдвигам соединений фосфатного строения [4]. В ИК спектре данного вещества имеются полосы поглощения при 1670 ср, 1251 с и 1061 с см-1, принадлежащие валентным колебаниям связей С=С, P=O и [(P)O-C], соответственно. В масс-спектре электронного удара транс -3,7-диметилокта-1,6-диенил(диметил)фосфата содержится массовый пик m/z 262 его молекулярного иона [M]+' (вычислено М: 262.2).
Таким образом, применение силильной защиты гидроксильной группы непредельных спиртов с последующим снятием защитной путем введения фосфорсодержащего фрагмента является удобным методом синтеза непредельных фосфатов. Данный синтетический прием позволяет избежать образования вторичных и побочных продуктов, что повышает чистоту целевых непредельных фосфатов. Предложенные методы открывают новые подходы к фосформодифицированию природных полипренолов.
Экспериментальная часть
ИК спектры записаны на фурье-спектрометре Bruker Vector-22 в виде жидких пленок между пластинами KBr. Спектры ЯМР 31Р сняты на спектрометре Bruker CXP-100 (36.5 МГц, эталон - 85%-ная Н3РО4) в растворах С6Н6. Положительному значению химического сдвига 5 р соответствует смещение в низкое поле. Спектры ЯМР 'Н получены на спектрометре Bruker MSL-400 (400 МГц) в растворах CDCl3 с внутренним стандартом - (Me3Si)2O или без репера. Спектры ЯМР 13C записаны на спектрометре Bruker MSL-400 (100.6 МГц) в растворах CDCl3. Масс-спектры зарегистрированы на хромато-масс-спектрометре Turbomass Gold Perkin Elmer.
7ранс-3,7-диметил-2,6-октадиен-1-ил(дифенил)фосфинит . К раствору 6.4 г (41.7 ммоль) гераниола и 4.2 г (41.5 ммоль) триэтиламина в 50 мл безводного бензола при 20 оС в токе сухого аргона при перемешивании прибавляли по каплям 9.2 г (41.7 ммоль) дифенилхлорфосфина.Смесь перемешивали 4 часа при 20 оС и фильтровали.Фильтрат выдерживали 1 час при пониженном давлении (0.5 мм рт. ст.) при 40 оС и 1 час в вакууме (0.04 мм рт. ст.) при 40 оС. В остатке получили 8.5 г (60 %) ранс-3,7-диметил-2,6-октадиен-1-
ил(дифенил)фосфинитаНайдено, %: Р 8.97. C22H27OP. Вычислено, %: Р 9.15.
1-(Дис-3,7-диметил-2,6-октадиенил)диэтилфосфит. К раствору 6.0 г (38.9 ммоль) нерола и 4.7 г (46.4 ммоль) триэтиламинав 60 мл безводного бензола при 20 оС в токе сухого аргона при перемешиванииприбавляли по каплям в течение 1 часа 6.1 г (39.0 ммоль) диэтилхлорфосфита.Смесь выдерживали ~12 часов при ~20 оС и фильтровали. Осадок промывали бензолом (двумя порциями по 20 мл). Фильтрат выпаривали 1 час при пониженном давлении (0.5 мм рт. ст.) при 40 оС и 1 час в вакууме (0.06 мм рт. ст.) при 40 оС. В остатке получили10.5 г (98 %) 1-(цда-3,7-диметил-2,6-октадиенил)диэтилфосфита1 20 1.4710. Найдено, %: Р 10.54. C H OP. Вычислено, %: Р 11.29. D
14 27 3
1-( 7ранс-3,7-диметил-2,6-октадиенил)диэтилфосфит получен анало-
гично из 6.0 г (38.9 ммоль) гераниола, 4.7 г (46.4 ммоль) триэтиламина 6.1 г (39.0 ммоль) диэтилхлорфосфита. Выход 10.4 г (97 %). n 20 1.4703. Найдено, %: Р 11.38. CHOP. Вычислено, %: Р 11.29. D
14 27 3 ’
1-( 7ранс-3,7-диметил-2,6-октадиенил)триметилсилан . К раствору 20.0 г (129.6 ммоль) гераниола и 13.1 г (129.4 ммоль) триэтиламина в 100 мл безводного петролейного эфира (т. кип. 70-100 оС) при 15 оС в токе сухого аргона при перемешивании прибавляли по каплям 14.1 г (129.8 ммоль) триме-тилхлорсилана. Смесь перемешивали 4 часа при 20 оС и фильтровали. Осадок промывали петролейным эфиром. Фильтрат выдерживали 1 час при пониженном давлении (0.5 мм рт. ст.) при 40 оС и 1 час в вакууме (0.02 мм рт. ст.) при 40 оС. Из остатка (16.3 г) с помощью прибора для молекулярно-пленочной перегонки выделяли 15.3 г (52 %) триметилсилилового эфира гераниола при температуре термоэлемента 120 оС (0.05 мм рт. ст.), n 20 1.4535. Найдено, %: Si 12.01. C H OSi. Вычислено, %: Si 12.37. D
13 26 ’
7ранс-3,7-диметилокта-1,6-диенил(диметил)фосфат . Смесь 0.7 г (6.4 ммоль) диметилфосфористой кислоты, 1.4 г (6.2 ммоль) триметилсилилового эфира гераниола, 0.54 г (6.5 ммоль) триэтиламина и 1.0 г (6.5 ммоль) четыреххлористого углерода в 10 мл безводного бензола (реагенты смешивали в токе сухого аргона) нагревали при перемешивании при 60 оС в течение 6.5 часов. Смесь фильтровали. Фильтрат выдерживали 1 час при пониженном давлении (0.5 мм рт. ст.) при 40 оС и 1 час в вакууме (0.02 мм рт. ст.) при 40 оС. В остатке получили 1.0 г (59 %) транс -3,7-диметилокта-1,6-диенил(диметил)фосфата, который очищали хроматографированием на колонке (силикагель, элюент -хлористый метилен), R 0.92 (Silufol UV-254, хлористый метилен), n 20 1.4554. Найдено, %: Р 11.84. C12H23O4P. Вычислено, %: Р 11.82.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ-АНТ (№ 03-03-96208).
Литература
[1] Низамов И.С., Ямбушев Ф.Д., Низамов И.Д. // Вест. Казанск. гос. педагог. ун-та. 2004. № 2. С. 129-138.
[2] Низамов И.С., Ермолаев Е.С., Сергеенко Г.Г., Низамов И.Д., Попович Я.Е., Миронов В.Ф., Батыева Э.С. // Журн. общ. химии. 2004. Т. 74. № 8. С. 1396-1397.
[3] Миронов В.Ф., Карасева А.Н., Низамов И.С., Кедров И.С., Коновалов А.И. // Журн. орг. химии. 2004. Т. 40. № 6. С. 946-947.
[4] Crutchfield M.M., Dungan C.H., Letcher J.H., Mark V., Van Wazer J.R. Topics in phosphorus chemistry. P31 Nuclear magnetic resonance. / Eds. by M. Grayson, E.J. Griffith. New York, London, Sidney. 1967. V. 5.
