Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
17
Національна академія наук україни
Інститут органічної хімії
УДК 547.279
Николин
Ярема Володимирович
1,1-ДИГІДРОПОЛІФТОРОАЛКІЛСУЛЬФОНИ В СИНТЕЗАХ ФТОРОВМІСНИХ ГЕТЕРОЦИКЛІЧНИХ СПОЛУК
02.00.03- органічна хімія
автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата хімічних наук
Київ-2002
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана у відділі хімії органічних сполук сірки Інституту органічної хімії НАН України.
Науковий керівник: доктор хімічних наук, професор
Шермолович Юрій Григорович,
Інститут органічної хімії НАН України,
завідувач відділом
Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор
ЯГУПОЛЬСЬКИЙ Юрій Львович,
Інститут органічної хімії НАН України,
завідувач відділом
кандидат хімічних наук
сорочинський Олександр Євгенович,
Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН
України, старший науковий співробітник
Провідна установа: Національний університет ім. Тараса Шевченка (м. Київ)
Захист відбудеться 07.11.2002 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.217.01 при Інституті органічної хімії НАН України (02094, Київ-94, вул. Мурманська, 5).
З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Інституту органічної хімії НАН України.
Автореферат розісланий 27.09.2002 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради
доктор хімічних наук, професор Фещенко Н.Г.
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми. За останні десятиліття широкого розвитку набула фтороорганічна хімія. Такий інтенсивний розвиток цієї галузі є наслідком росту потреби в фторованих сполуках, які себе зарекомендували як препарати для фармакологічного, сільськогосподарского застосування, а також для створення нових матеріалів. Серед сірковмісних сполук, що містили фторовані замісники, в останні роки інтенсивного дослідження зазнали поліфторовані сульфіди, сульфоксиди та сульфони. Деякі з цих сполук проявляють високу біологічну активність, зокрема являються активними інгібіторами цілого ряду ферментів і можуть бути використані в якості пестицидів. Проте все це відноситься до сполук, де атом сірки зв’язаний безпосередньо з перфтороалкільною групою. Значно менш досліджені поліфтороалкільні похідні, зокрема сполуки, де атом сірки зв’язаний з 1,1-дигідрополіфтороалкільним замісником. В той же час наявність у молекулі 1,1-дигідрополіфтороалкілсульфонів активованої метиленової групи поруч з фрагментом CF дозволяє припустити легке відщеплення молекули фтороводню і утворення фторованого вінілсульфону. Використання нефторованих вінілсульфонів в органічному синтезі добре відоме. Тому вивчення синтетичних можливостей їх фторованих аналогів, що отримуються із 1,1-дигідрополіфтороалкілсульфонів, є актуальним. Адже це може привести до отримання нових фторовмісних сполук різної будови.
Мета і завдання дослідження.
Дослідження хімічних властивостей 1,1-дигідрополіфтороалкілсульфонів і створення на основі цих досліджень препаративних методів синтезу фторованих гетероциклічних сполук різних класів.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є частиною науково –дослідної теми “ Дослідження 1,1-дигідрополіфтороалкілсульфідів, -сульфоксидів, -сульфілімінів, -сульфонів та фторосульфуранів, як реагентів для синтезу поліфторованих ациклічних, циклічних та гетероциклічних сполук” (№ Держреєстрації 0100 U 002177), що виконувалася в Інституті органічної хімії НАН України (Iкв. 2000р. –IVкв. 2002р.).
Наукова новизна отриманих результатів. Запропоновано для препаративного синтетичного використання нові високореакційні синтони 1,1-дигідрополіфтороалкілсульфони, які при взаємодії з амінами утворюють 1-алкілсульфонілполіфтороалкени-1. При реакціях 1,1-дигідрополіфтороалкілсульфонів з первинними амінами, гідразинами, ефірами α-амінокислот було показано вплив довжини поліфтороалкільного замісника на будову отриманих фторовмісних єнамінів, імінів, піролів та піразолів. Встановлено каталітичний вплив азид-аніона в реакції утворення фторовмісних похідних 1,2,3-триазолів при взаємодії 1,1-дигідрополіфтороалкілсульфонів з азидом натрію. Запропоновано новий зручний метод синтезу 6-поліфтороалкілзаміщених урацилів, дихлоропіримідинів та амінопіримідинів і встановлено вплив довжини поліфтороалкільного замісника на будову та реакційну здатність отриманих сполук. Знайдено новий ефективний амінуючий і десульфонілуючий реагент для похідних 5-алкілсульфоніл-6-поліфтороалкілурацилів та десульфонілуючий реагент для 2,4-діалкіламіно-5-алкілсульфоніл-6-поліфтороалкілпіримідинів.
Практичне значення отриманих результатів. Створені препаративні методики синтезу фторовмісних єнамінів, імінів, піразолів, пірімідинів, урацилів та піролу на основі 1,1-дигідрополіфтороалкілсульфонів.
Апробація роботи. Основні результати роботи було представлено на XIII Європейському симпозіумі з хімії фторованих сполук, м.Бордо, Франція (15 –.07.2001р), XIX Українській конференції з органічної хімії, м.Львів, (10 –.09.2001р.), XIX Міжнародному симпозіумі з органічної хімії сірки, м.Шелфілд, Велика Британія (25 –.06.2000р.), XXVI Конференції молодих учених з органічної та елементоорганічної хімії, м.Київ (25 –.05.2000р.), XXVII Конференції молодих учених з органічної та елементоорганічної хімії, м.Київ (14 –.05.2001р.).
Публікації. За матеріалами роботи опубліковано 3 статті.
Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, літературного огляду, двох розділів, висновків та списку літератури. Робота викладена на 135 сторінках машинописного тексту і містить 6 таблиць та 5 малюнків. Список літератури нараховує 136 джерел.
Особистий внесок здобувача. Експериментальна частина роботи, узагальнення отриманих результатів, аналіз спектральних досліджень та встановлення будови отриманих сполук зроблено особисто здобувачем.
Основний зміст роботи
В першому розділі представлений літературний огляд методів синтезу та хімічних властивостей вінілсульфонів. Особливу увагу приділено взаємодії вінілсульфонів з нуклеофільними реагентами.
Другий розділ присвячений реакціям 1,1-дигідрополіфтороалкілсульфонів з аміносполуками та гідразинами.
Третій розділ присвячений реакціям з аніонними нуклеофілами, що приводять до утворення поліфтороалкілзаміщених азотвмісних гетероциклів.
Другий та третій розділ завершуються відповідними експериментальними частинами.
Реакції 1,1-дигідрополіфтороалкілсульфонів з аміносполуками.
Ми знайшли, що першою стадією взаємодії триетиламіну з 1,1-дигідрополіфтороалкілсульфонами a,b є дегідрофторування останніх з утворенням фторовінілсульфонів. Дегідрофторування поліфтороалкілсульфонів є рівноважним процесом. У випадку проведення реакції в умовах, які сприяють видаленню з реакційної суміші фторогідрату триетиламіну, стає можливим повністю зсунути рівновагу в сторону утворення фторвінілсульфонів a,b та виділити продукти в індивідуальному стані.
Фторовінілсульфон 2a утворюється у вигляді суміші цис- та транс- ізомерів у співвідношенні 1:5. Ці ізомери є стабільними сполуками, які не зазнають змін при перегонці у вакуумі при температурі 150 С. Фторовінілсульфон 2b утворюється виключно в формі транс-ізомеру.
Сульфони (1,2) легко реагують з аміаком. Виділяти вінілсульфони 2 при цьому нема необхідності, адже вони в свою чергу реагують з амінами, утворюючи кінцеві сполуки –єнаміни (6) та (7).
Сполуки 4a та 4b –це кристалічні речовини, які утворюються в формі тільки одного геометричного ізомеру, виходячи з даних спектрів ЯМР Н та F як реакційних сумішей, так і індивідуальних речовин, де присутній тільки один набір сигналів.
Взаємодія поліфтороалкілсульфонів з вторинними амінами приводить до утворення єнамінів. Як і у випадку реакції з аміаком при взаємодії сульфону b з більш довгим поліфтороалкільним ланцюгом утворюється виключно один ізомер єнаміну a,b, тоді як реакція сульфону з коротшим поліфтороалкільним ланцюгом дає суміш двох ізомерів a,b.
Відмінності, що викликані довжиною поліфтороалкільного замісника, проявляються в реакціях поліфтороалкілсульфонів з первинними амінами. Сульфони з більш коротким поліфтороалкільним ланцюгом 1a та 3 реагують з т-бутиламіном з утворенням транс-єнамінів 8a,b, відповідно. При взаємодії сульфонів з більш довгим поліфтороалкільним ланцюгом 1b з відповідним аміном приводить до утворення виключно іміну 9.
Нами показано, що природа первинного аміну також суттєво впливає на будову продуктів реакції з 1,1-дигідрополіфтороалкілсульфонами. Так, при реакції сульфону 1a з бензиламіном кінцевим продуктом є N-бензиліденамін 10, що утворюється в результаті серії прототропних перетворень проміжних сполук. Сполука 1 легко гідролізується розбавленою соляною кислотою з утворенням фторовмісного первинного аміну 1.
Будова продуктів реакції поліфтороалкілсульфонів a,b з гідразинами залежить в першу чергу від природи гідразину та умов проведення реакцій.
Поліфтороалкілсульфони 1a,b взаємодіють з фенілгідразином в присутності триетиламіну з утворенням відповідних дигідразонів 12a,b. Сполуку 12b вдалось виділити з реакційної маси з виходом тільки 12 %, тоді як сполука 12a була отримана з виходом 73 %.
Така різниця виходів сполук 12a та 12b пояснюється впливом на протікання реакції довжини поліфтороалкільного замісника у вихідному сульфоні. Так, бісгідразон 12b, який містить тетрафтороетильний замісник, здатний реагувати з фенілгідразином в присутності триетиламіну з протіканням послідовних процесів дегідрофторування. При цьому в залежності від співвідношення реагентів утворюються піразоли 13 та 14.
Будова продуктів взаємодії сульфонів 1a,b з гідразин-гідратом залежить від наявності в реакційній суміші триетиламіну. При реакції сульфонів 1a,b тільки з надлишком гідразин-гідрату утворюються моногідразони 15a,b.
При взаємодії сульфонів 1a,b з гідразин-гідратом в присутності триетиламіну будова продуктів залежить від довжини поліфтороалкільного замісника. Так, при використанні сполуки 1a утворюється відповідний бісгідразон 16, тоді як для сульфону 1b єдиним виділеним продуктом був гідразон 17.
Ймовірно, у випадку утворення продукту 17 гідразин-гідрат частково витрачається на відновлення сульфонільної групи.
При взаємодії поліфтороалкілсульфонів 1a,b з N,N-диметилгідразином незалежно від наявності чи відсутності триетиламіну, утворюються гідразони 18a,b, в яких процеси подальшого дегідрофторування неможливі.
Поліфтороалкілсульфони реагують також і з алкіловими ефірами α-амінокарбонових кислот. Взаємодія поліфтороалкілсульфону 1а з трикратним мольним надлишком метилового ефіру фенілгліцину приводить до утворення єнаміну 19 у вигляді суміші цис- та транс-ізомерів.
При проведенні реакції в присутності більш сильної основи –триетиламіну, в результаті серії прототропних перетворень, проходить ізомеризація сполуки 19 і дегідрофторування іміну 20 з утворенням вінілфториду 21.
У випадку взаємодії поліфтороалкілсульфону 1b з більш довгим ланцюгом з алкіловим ефіром фенілгліцину утворення сполуки 22 проходить навіть за відсутності триетиламіну. Імін 22 під дією основи легко дегідрофторується з утворенням фторолефіну 23, і виділити його в індивідуальному стані не вдається. При додаванні води до сполуки 23 чи при спробі очистити його хроматографуванням на колонці з SiO проходить гідроліз вінільного атома фтору з одночасною циклізацією до 2-поліфтороалкілкетозаміщеного похідного піролу 24.
Реакції 1,1-дигідрополіфтороалкілсульфонів з аніонними нуклеофілами.
Взаємодія 1,1-дигідрополіфторосульфонів з азидом натрію в присутності третинних амінів приводить до утворення триалкіламонієвих солей триазолів 25a-d. Ймовірно було припустити, що утворені вінілфториди 2а чи 2b взаємодіють з азид-аніоном, утворюючи вінілазиди 26а,b, які циклізують до сполук 25a-d.
Для підтвердження цієї гіпотези нами було синтезовано вінілазиди 26а,b із фтороолефінів 2а,b та силілазидів. Проте тривале нагрівання вінілазидів з третинними амінами не приводить до циклізації, і тільки додавання до суміші каталітичних кількостей ( 5% мольних ) NaN приводить до утворення солей триазолів. Цей факт дозволив нам запропонувати схему протікання реакції, яка полягає в тому, що молекула вінілазиду 26, здатна приєднувати азид-аніон. Карбаніон 27, що утворився, циклізується до сполуки 28, яка при дії основи перетворюється в солі 25a-d.
Структура сполуки 25d підтверджена методом рентгеноструктурного аналізу. Сполуки 25а,d є солями сильних органічних кислот 30a,b, які були виділені у вільному стані шляхом перетворення солей 25b,d в солі срібла 29a,b і обробки останніх соляною кислотою.
Визначення pKа сполуки 30b дало значення 2,00, яке показує, що кислотність цієї сполуки на 3-4 порядки перевищує кислотність інших відомих триазолів з електроноакцепторними замісниками.
Реакція 1,1-дигідрополіфтороалкілсульфонів 1a,b з ціанатом натрію в присутності триетиламіну приводить до утворення триетиламонійних солей урацилів 31a,b, які легко перетворюються в урацили 32a,b при обробці їх соляною кислотою.
Структура сполуки 31b в кристалічному стані встановлена за допомогою рентгеноструктурного аналізу
Для пояснення схеми протікання реакції треба взяти до уваги те, що при взаємодії поліфтороалкілсульфонів 1a,b з триетиламіном утворюються сполуки 2a,b. Ймовірно, реакція проходить через стадію нуклеофільного заміщення вінільного атома фтору в молекулі вінілфториду 2a,b на ізоціанову групу з утворенням проміжного вінілізоціанату 33a,b, який приєднує молекулу триетиламінової солі ціанової кислоти,що приводить до утворення триетиламонійних солей урацилів 31a,b. Як джерело ціанат-аніона може бути ціанатна сіль триетиламіну 34, що утворюється при взаємодії фторогідрату триетиламіну та ціанату натрію, тому що вінілфториди 2a,b в чистому вигляді не реагують з ціанатом натрію в умовах протікання реакції для сульфонів (CHCN, 70 ºC, 6 год).
У випадку проведення аналогічної реакції поліфторосульфонів 1a,b з тіоціанатом натрію утворюються вінілізотіоціанати 35a,b , які в подальшому не циклізуються.
При взаємодії амонійних солей 32a,b з алкілгалогенідами чи тозилатами алкілування не проходило. Піримідиндіони легко взаємодіють з гідроксидом калію у співвідношенні 1 : 1 з утворенням монокалієвої солі, яка через свою низьку розчинність нами не використовувалась. Застосування двох еквівалентів гідроксиду калію приводило до утворення добре розчинних дикалієвих солей пірімідиндіонів 36a,b, які, взаємодіючи з йодметаном при кімнатній температурі, приводили до утворення калієвих солей монометильованих урацилів 37a,b, відповідно. Після підкислення розчину калієвих солей монометильованих урацилів соляною кислотою утворюються монометильовані урацили 38a,b.
Структура монокалієвої солі 37b підтверджена за допомогою ренгеноструктрного аналізу
Один із шляхів синтетичного використання урацилів є перетворення їх у високореакційноздатні дихлоропіримідини. Урацили 32a,b, реагуючи з PCl, дають дихлоропіримідини 39a,b.
Атоми хлору в дихлоропіримідинах по-різному активні в реакціях нуклеофільного заміщення, як ми встановили при вивченні реакції дихлоропіримідинів з аміаком та метанолом. При цьому різниця реакційної здатності атомів хлору визначається як довжиною поліфтороалкільного замісника, так і природою нуклеофіла.
При взаємодії дихлоропіримідину 39a з аміаком основним є продукт монозаміщення 40, який через низьку розчинність виводиться з реакційного середовища. Будова продукту підтверджена за допомогою рентгеноструктурного аналізу. Отримати продукт дизаміщення в такий спосіб не вдається.
У випадку дихлоропіримідину 39b, який містить гексафторопропільний замісник, реакційна здатність обох атомів хлору стає близькою, і навіть при використанні 2 молів аміаку приводить до отримання дизаміщеного піримідину 41.
На відміну від цього, при взаємодії з метанолом утворюється монозаміщений продукт 42. Структура отриманого продукту 42 доведена методом рентгеноструктурного аналізу.
При взаємодії дихлоропіримідину 39а з еквімолярною кількістю метанолу в аналогічних умовах утворюється суміш моно –заміщених продуктів 43 та 44 у співвідношенні 1 : 1, що було доведено за допомогою спектрів ЯМР Н. Подальше заміщення атомів хлору в сполуках 43 та 44 проводиться в більш жорстких умовах: при кип’ятінні аліквоти метанолу в толуолі в присутності піридину, яке приводить до утворення 2,4-диметоксипіримідину 45.
Такі експериментальні дані також було підтверджено і за допомогою квантовохімічних розрахунків напівемпіричним методом АМ1.
При взаємодії дихлоропіримідинів 39a,b з більш сильними нуклеофілами –вторинними амінами –проходить нуклеофільне заміщення обох атомів хлору одразу. Продукти моно –заміщення в реакційній суміші не були виявлені навіть при проведенні реакції в м’яких умовах. Таким чином, при проведенні реакції з диметиламіном чи морфоліном утворюються відповідні 2,4-діалкіламінозаміщені піримідини 46a,b та 47a,b, відповідно.
2,4-Діалкіламінопіримідини можуть також бути отримані прямим амінуванням піримідиндіонів амідами фосфорної кислоти. При нагріванні урацилів 32a,b з надлишком гексаметаполу при 215 ºС утворюються продукти відновного десульфонілювання вихідних сполук –-поліфтороалкіл-2,4-біс-(диметиламіно)-піримідини 48a,b. З реакційної суміші також було виділено N,N-диметиламінобензилсульфонамід. Таким чином, одночасно з реакцією амінування проходить заміна бензилсульфонільної групи на атом водню.
Нами також було знайдено, що гексаметапол є десульфонілуючим агентом і для 2,4-діалкіламінозаміщених піримідинів 46a,b та 47a,b, утворюючи сполуки, що не містять в 5-положенні бензилсульфонільної групи. Варто зауважити, що навіть в таких жорстких умовах реакції переамідування не проходять, що приводить до утворення відповідних 6-поліфтороалкіл-2,4-біс-діалкіламінозаміщених піримідинів 48a,b та 49a,b. Подібного десульфонілювання під впливом гексаметаполу раніше в літературі описано не було.
ВИСНОВКИ
1. Запропоновані для використання у синтетичній практиці нові високореакційні синтони –,1-дигідрополітфороалкілсульфони.
. Показано, що ключовими інтермедіатами реакцій 1,1-дигідрополіфтороалкілсульфонів з амінами є 1-алкілсульфонілполіфтороалкени-1, що утворюються в результаті відщеплення фтороводню від молекули сульфону.
. Встановлено вплив довжини поліфтороалкільного ланцюга в молекулі 1,1-дигідрополіфтороалкілсульфону на перебіг реакції з первинними амінами, гідразинами, ефірами α-амінокислот, що дозволило створити методи синтезу фторовмісних єнамінів, імінів, піролів, піразолів.
. Знайдено новий метод синтезу фторовмісних похідних 1,2,3-триазолів, який полягає в реакції 1,1-дигідрополіфтороалкілсульфонів з азидом натрію в присутності триетиламіну. Встановлено каталітичний вплив азид –аніона на цю реакцію.
. Розроблено нові, препаративно зручні методи отримання похідних 6-поліфтороалкілзаміщених урацилів, дихлоропіримідинів, амінопіримідинів. Встановлено вплив поліфтороалкільного замісника на будову і реакційну здатність цих сполук.
. Знайдено, що гексаметапол є ефективним амінуючим і десульфонілуючим реагентом для похідних 5-алкілсульфоніл-6-поліфтороалкілпіримідинів.
СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
. Тимошенко В.М., Николин Я.В., Колесник Н.П., Шермолович Ю.Г. Реакции 1,1-дигидрополифторалкилсульфонов с аммиаком, аминами и гидразинами // Ж. Орг. Х.- 2001.- Т. 37.- № 5.- С. 666-673.
2. Тимошенко В.М., Николин Я.В., Чернега А.Н., Русанов Э.Б., Шермолович Ю.Г. Синтез 4-бензилсульфонил-5-полифторалкил--триазолов из 1,1-дигидрополифторалкил- бензилсульфонов // ХГС. –. –№ 4. –С. 518 –.
3. Vadim M. Timoshenko, Yarema V. Nikolin, Alexander N. Chernega, and Yuriy G. Shermolovich Reaction of 1,1-Dihydropolyfluoroalkylsulfones with Sodium Cyanate and Triethylamine: A New Method for the Synthesis of 6-Polyfluoroalkyluracils // Eur.J.Org.Chem. –. –Р. 1619 –.
4. Тимошенко В.М., Николин Я.В., Лозинський М.О., Шермолович Ю.Г. Взаимодействие 1,1,ω-тригидрополифторалкилсульфонов с метиловым эфиром α-фенилглицина // Ж.Ор.Х. –. –Т.38. - № 5. –С. 792 –.
5 Николин Я..В., Тимошенко В.М., Шермолович Ю.Г. 1,1-Дигідрополіфторалкілсульфони –зручні вихідні у синтезі 6-поліфторалкілзаміщених піримідинів // XIX Українська конференція з органічної хімії. Львів 2001р. С. 411.
5. Yu. Shermolovich, V. Timoshenko Ya. Nikolin Polyfluoroalkylvinilsulfones –versatile intermediates in the synthesis of β-functionalized polyfluoroalkyl-containing sulfones // XIX Міжнародний симпозіум з органічної хімії сірки, м.Шелфілд, Велика Британія. С. С59.
6. Yu. Shermolovich, V. Timoshenko Ya. Nikolin 1,1-Dihydropolyfluoroalkylsulfones –versatile reagents for the synthesis of polyfluoroalkyl substituted heterocycles // XIII Європейський симпозіум з хімії фторованих сполук, м.Бордо, Франція. –С. 2-Р18.
АНОТАЦІЯ
Николин Я.В. 1,1-Дигідрополіфторалкілсульфони в синтезах фторовмісних гетеро- циклічних сполук. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.03 –органічна хімія. Інститут органічної хімії НАН України, Київ, 2002.
Вивчено взаємодію 1,1-дигідрополіфтороалкілсульфонів з третинними амінами, що приводить до утворення фторовінілсульфонів.
Досліджено вплив довжини поліфтороалкільного замісника на будову продуктів реакції 1,1-дигідрополіфтороалкілсульфонів з аміносполуками різної природи, що приводить до утворення фторовмісних єнамінів, імінів, піразолів та піролів, а також на будову та реакційну здатність дихлоропіримідинів та продуктів їх взаємодії з аміаком та метанолом.
Знайдено препаративний метод отримання поліфтороалкілзаміщених 1,2,3-триазолів –сильних органічних NH –кислот ( рКа = 2,00 (вода)).
Запропоновано принципово новий метод отримання похідних 6-поліфтороалкіл-5-алкілсульфонілпіримідинів.
Знайдено новий десульфонілуючий реагент для 6-поліфтороалкіл-5-алкілсульфонілпіримідинів - гексаметапол.
Ключові слова: поліфтороалкілсульфони, фторовінілсульфони, фторовмісні гетероцикли, відновне десульфонілування.
АННОТАЦИЯ
Николин Я.В. 1,1-Дигидрополифторалкилсульфоны в синтезах фторзамещённых гетероциклических соединений. –Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.03 –органическая химия. Институт органической химии НАН Украины, Киев, 2002.
Изучено взаимодействие 1,1-дигидрополифторалкилсульфонов с третичными аминами, что приводит к образованию фторвинилсульфонов, которые выступают исходными веществами при взаимодействии с нуклеофильными реагентами.
Установлено влияние длины полифторалкильного заместителя и природы амина на строение продуктов, образующихся при взаимодействии 1,1-дигидрополифторалкилсульфонов с первичными и вторичными аминами. Обсуждена геометрия полученных соединений.
Изучено влияние природы первичного амина на строение образующихся продуктов при взаимодействии с 1,1-дигидрополифторалкилсульфонами.
Продемонстрировано влияние природы заместителя в гидразинах и соотношения реагентов на строение продуктов реакции с 1,1-дигидрополифторалкилсульфонами.
Найден метод получения триэтиламмониевых солей 5-полифторалкилзамещенных 1,2,3-триазолов при взаимодействии 1,1-дигидрополифторалкилсульфонов с азидом натрия в присутствии третичных аминов. На примере этого превращения предложена схема протекания реакции с объяснением каталитической роли азид-аниона в этом процессе.
Установлено, что 5-полифторалкилзамещенные 1,2,3-триазолы, полученые из соответствующих триэтеламмониевых солей 1,2,3-триазолов, являются очень сильными органическими NH-кислотами, для которых значение рКа в воде равно 2,00, что на 3-4 порядка выше значений рКа других известных триазолов с электроноакцепторными заместителями.
При взаимодействии 1,1-дигидрополифторалкилсульфонов с цианатом натрия в присутствии триетиламина получены триэтиламмониевые соли 6-полифторалкил-5-алкилсульфонилурацилов, из которых получены 6-полифторалкил-5-алкилсульфонилурацилы. Строение продуктов алкилирования дикалиевой соли 6-полифторалкил-5-алкилсульфонилурацила –монокалиевой соли 6-полифтороалкил-5-алкилсульфонил-3-метилурацила установлено методом рентгеноструктурного анализа.
При действии на 6-полифторалкил-5-алкилсульфонилурацилы пятихлористого фосфора образуются 6-полифторалкил-5-алкилсульфонил-2,4-дихлорпиримидины. Подвижность атомов хлора в этих соединениях зависит от длины полифторалкильной цепи и природы нуклеофильного реагента, что было продемонстрировано в реакциях с аммиаком и метанолом.
Строение амино- и метоксизамещённых продуктов доказано методом рентгеноструктурного анализа.
Найден и предложен новый десульфонилирующий агент для 6-полифторалкил-5-алкилсульфонилурацилов и 6-полифторалкил-5-алкилсульфонил-2,4-диалкиламино- пиримидинов –гексаметапол. Так, в избытке гексаметапола при 215 ºС единственным продуктом превращения 6-полифторалкил-5-алкилсульфонилурацилов является продукт востановительного десульфонилирования, который не содержит в положении 5 алкилсульфонильной группы –-полифторалкил-2,4-диметиламинопиримидин.
Аналогичному превращению подвергаются и 6-полифторалкил-5-алкилсульфонил-2,4-диалкиламинопиримидины с образованием соответствующих 6-полифторалкил-2,4-диалкиламинопиримидинов.
Ключевые слова: 1,1-дигидрополифторалкилсульфоны, фторвинилсульфоны, фторсодержащие гетероциклы, востановительное десульфонилирование.
ANNOTATION
Nikolin Ya. V. 1,1-Dihydropolyfluoroalkylsulfones in the syntheses of fluorocontaining heterocyclic compounds. The candidat’s thesis on speciality 02.00.03 – organic chemistry, Institute of Organic Chemistry NAS of Ukraine, Kiev, 2002.
Synthetic application of 1,1-dihydropolyfluoroalkylsulfones for obtaining of the fluorocontaining heterocycles was shown.
Reactions of 1,1-dihydropolyfluoroalkylsulfones with tertiary amines leading to the formation of fluorovinylsulfones which are starting compounds for the reaction with different nucleophiles, were investigated.
The influence of length of the polyfluoroalkyl substituent on the structure of the reaction’s products of 1,1-dihydropolyfluoroalkylsulfones with aminocompounds of varios nature was investigated.
It is shown that these reaction lead to the formation of fluorocontaining enamines, imines, pyrazoles and pyrrole.
A preparatory convenient method of trialkylammonium salts polyfluoroalkyl substituted 1,2,3-triazoles, the structure of which is proved by X-ray analysis, and polyfluoroalkyl substituted 1,2,3-triazoles which are strong organic NH-acid ( pKa=2,00 (water)) obtaining was found.
Actually new method of 6-polyfluoroalkyl-5-alkylsulfonylpyrimidines derivates obtaining was proposed.
The influence of length of polufluoroalkyl substituent on the structure and reaction activity of dichloropirimidines and products of their reactions with ammonia and methanol is shown.
A new desulfonilation reagents for 6-polyfluoroalkyl-5-alkylsulfonylpirimidines was found.
Key words: polyfluoroalkylsulfones, fluorovinylsulfones, fluorocontaining heterocycles, reducted desulfonylation.