Способ получения дигалогенангидридов 1-бром-2-алкоксиэтенилфосфонистых кислот Советский патент 1985 года по МПК C07F9/52 

Изобретение относится к химии фо форорганических соединений со связь фосфор - углерод, а именно к новому способу получения дигалогенангидрид 1-бром-2-алкоксиэтенш1фосфонистык кислот общей формулы где X - хлор $ши бром; R - алкил С -С /. Соединения общей формулы (I) в литературе не описаны, являютгя новыми и могут найти применение в качестве полупродуктов фосфороргани ческого синтеза, а также в качестве мономеров для синтеза фосфорсодержа щих полимеров. Известен способ получения 1-бром 2- алкоксиэтенилдихлорфосфонатов Cl2P(0)C(Br)CHOR (где R - этил, изопропшх, бутил) взаимодействием двух эквивалентов пятихлористого фосфора с 2-бромэтенилалкиловьм эфиром в среде четыреххлористого углерода при (15)-(-18)-С с последующим разложением образ пощегося комплекса сернистым газом. Выход целевого продукта не приведен Ij . Известен та1сже способ получения 1 бром-2-алкоксизтенршдихлорфосфонатов взаимодействием дихлорангидри да 2г-бутоксиэтенилфосфонавой кислот с бромом в растворе четыреххлористоро углерода при с последующим отщеапением бромистого водорода от аддукта при температуре перегонк Выход целевого продукта 81% 2j К недостаткам указанного способа относятся его многостадийпость, поскольку исходный дихлорангидрид 2-бутоксиэтенилфосфоновой кислоты получают взаимодействием пятихлорис того фосфора с винилбутиловым эфиро .использование брома, а также выделение в системе .сильно корродирз щего бромистого водорода. Получение указанным способом соответствующих диалкиловых эфиров 1-бром-2-алкоксиэтенилфосфоиовой кислоты невозможно, поскольку броми рование диэтилового эфира 2-этоксиэтенилфосфоновой кислоты в приведен ных условиях не приводит к полученизо фосфорсод ержащих продуктов З Ни одним из указанных способов нельзя получить новые дигапогенангидриды 1-бром 2-алкоксизтенилфосфонистой кислоты. Цель изобретения - разработка доступного общего метода синтеза соединений нового типа дигалогенангидридов 1 -бром-2-алкоксизт.енилфосфонистой кислоты с Поставленная цель достигается тем, что дигалогенангидриды 1-бром-2-алкоксиэтени;тфосфонистых кислот общей формулы () получают согласно способу, которьи заключается в том, что 2-бромэтенш1алкиповый -эфир подвергают вза1-1модействию с тригалогенидом фосфора и третичным амином при зквимольном соотношении реагентов и при 20-80 С в атмосфере инертного газа в среде бензола, петролейного эфира 1-ши г:лористогр метилена для соединений, где л - бром, или в среде хлористогометилена для соединений, где X - ;лор. Несмотря на то, что предлагаемый способ сходен с известным способом получения 2-алкс1Ксиапкенилфосфонистых кислот 4, получать цел.ес.ые продукты - дихлорак:гидриды 1-бром--2-алкокс.11этенштфосфснистой кислоты этим способом не удается. Это связано с тем, что в отличие от трехбромистог:о фосфора треххлористый фосфор не взаимодействует с 2-бромэтенилалкиловьп ш эфирами в растворителях (бензоле, диэтиловом эфире, петролейном эфире), используемых согласно известному способу. Необходимым условием осуществления процесса при использовании треххлористого фосфора является проведение реакции в полярном, но малоосновном растворителе, таком как хлог ристый метилен, способствующий ионизации связи фосфор-галоген, но слабо сольватирующий фосфор. В процессе разработки описызаемого способа было установлено также, что проведение процесса в среде хлористого метилена значительно улучшает показатели способа и при получении дибромангидри дов 1-бром-2-алкоксиэтенилфосфонистых кислот. При проведении взаимодействия трехбронистого фосфора с 2-бромэтенилалкиловыми эфирами в среде хлористого метилена время реакции сокращается до 2 ч по сравнению с 24 ч (в бензоле: или петролейном эфире). Реакция может быть представлена схемой RN X2PC(Br)CHO PX, +BrCH CHOR-:-- где X и R имеют указанные значения. Прямое фосфорилирование 2-бромалкенилалкиловых эфиров тригалогени дами фосфора является неожиданной реакцией, так как вследствие акцепторных свойств брома нуклеофильност 2-бpoмэтeнилaлк шoвыx эфиров ниже нуклеофильности незамещенных винил алкиловых эфиров., что делает возмож ность получения целевых продуктов прямьм фосфорилированием заранее неочевидной. Кроме того, влияние полярности растворителя на облегчение протекания подобных реакций до сих пор известно не было. Обьино иcпoльзye aIЙ для получени алкенильных производных Р(1П) путь восстановления аддуктов пятихлористого фосфора с алкенами раствором белого фосфора в сероуглероде Sj может оказаться не, пригодньм для по лучения соединений формулы (Т), так как наличие атома галогена в органи ческом радикале делает вероятной возможность его частичного (или пол iHoro) восстановления в условиях реа Оптимальными температурами для осуществления процесса являются 20-80 С, так как при более низких те№1ературах реакция проходит медленно, а при температурах выше 80°С наблюдается сильное осмоление реакционной смеси, связанное с полимеризацией исходных и целевых продуктов В качестве третичных аминов удобно использовать наиболее доступные и дешевые амины алифатического, аро: матического или гетероциклического ряда, например триэтиламин, диэтиланилин или пиридин. Целевые продукты представляют собой бесцветные тяже.пые жидкости, они устойчивы и не изменяются при хранении без досту па влаги и кислорода, воздуха при . Данные элементного анализа ИК, IMP, ЯМР Р-спектров соответству ют формуле (I). . В приведенных примерах все операции проводят в атмосфере инертного газа, например аргона. Пример 1. К раствору 9,0 г (0.,05 моль) 2-бромэтенилбутилового эфира и 5,1 г (0,05 моль) триэтилj амина в 50 мл абсолютного петролейг ного эфира при перемешивании прибавляют по каплям 6,9 г (4,4 мл, 0,05 моль) треххлористого фосфора. Реакционную смесь выдержиБа от при 20-25 0 в течение месяца. ИКгспектр реакционной смеси содержит полосу поглощения - () 1660 см исходного 2-бромэтенилбутилового эфира, а спектр ЯМР Р содержит только сигнал SP 219 м.д. исходного треххлористого фосфора. Выдерживание реакционной смеси при этой же температуре более длительное время (до3 мес) не позволило выделить или зафиксировать спектроскопически образования даже следовы ; количеств целевого продукта. Пример 2. К раствору 9,0 г (0,05 моль) 2-бромэтепилбутилового эфира и 4,0 г (0.05 моль) пиридина в 40 мл абсолютного бензола прибавляют по каплям 6,9 г (0,05 моль) треххлористого фосфора. Реакционную смесь нагревают до. кипения (80 С) и перемешивают при этой температуре несколько недель. Данные ИК- и ЯМР Р-спектроскопии показывают отсутствие целевого продукта в реакционной смеси. После отгонки растворителя и перегонки выделено 8,5 г (95%) исходного 2-бромэтенилбутилового эфира,т.кип.86-88 С (15 мм рт.ст). Литературные данные: т.кип. (19 мм рт.ст.)t Пример З.К раствору 7.6 г (0,05 моль) 2-бромэтенилэтил вого эфира и 5,1 г триэтилами1 а в 50 мл ;абсолютного петролейного эфира (т.кип. 40-60°С) прибавляют по кап;лям 13,6 г(0,05 моль) трехбромнстого фосфора. Реакционную смесь перемешивают при 20-25 С в течение 24 ч. Об окончании реакции судят по исчезновению в ИК-спектре реакционной смеси полосы поглощения ) () 1670 см исходного бромэфира и отсутствию в спектре сигнала др 229 м.д. исходного трехбромистого фосфора. Гидробромид триэтиламина отделяют центрифугированием, осадок промьшают трижды (по 50 мл) петролейным эфиром, растворитель отгоняют в вакууме и после перегонки получают 13,3 г (80%) дибромангидрида 1-бром-2-этоксиэтенилфосфонистой ПЗ-Пб С кислоты, т.кип. (2 мм рт.ст.). Найдено, %: С 14,0; Н 1,76; Р 9,10. . С4ИлВГзОР Вычислено, %г С14.03; Н 2,08; Р 9,26., ИК-спектр S () 1590-1600 см Ьп 144 м«д. Спектр1ШР, §.м.д.: 7,50 д (HC)s J 12, ОГц, 3,65 г (OCHj), 1,05 т (СИз). Пример 4. К раствору 7,6 (0,05 моль) 2-бромэтепш1этилового эфира и 4,0 г (0,05 моль) пиридина в 25 мл абсолютного хлористого мет лена прибавляют по каплям 13,6 г (0,05 моль) трехоромистого фосфора Реаетцшнпую смесь перемешивают при 20-25 0 в твшиие 3 ч, дпбромангид рпд 1 -бром--2 этоксиэтепияфосфонис Toi-i кислоты выделяют как. в примере 3, 13,9 г (83%). Пример 5. К раствору 9,0 (Oj05 моль) 2-бромэтеннлбутилового эфира и 7,5 г (0.05 моль) диэтилан лила в 50 мл абсол С)Тного бензола п перемешивании прибавляют по каплям 13,6 г (0,05 моль) трехбромистого фосфора, реакциоЕ тую смесь нагревалот д6 кипения (80°С) и переменшвают при. этой температуре в течени 24 ч. Реакционную смесь охлаждают до комнатной температ фы, выпавший оса,цок гидробромида диэтиланилипа отделяют центри.фугированием, осадо трюкды промывают бензолом (по 50 мл из фршьтрата отгон5пот растворитель и после перего 1ки получают 15,0 (82%) дибромангидрида 1 бром 2-бу-токсиэтенилфосфонистой кислот), т.кип. 126--127°С (1 мм рт.стО. Найдено, %: С 19,52; Н 2,71; Р 8.40. Вычислено, %: С 19,82| Н 2,92j Р 8,44, ИК спектр - () 1590-1600 см Ор-148 м.д. Спектр Ш1Р,К м.д.; 7,25д(НС), 3J р.„11 2 Гц, 3.85 ( .Ь 10 f-i (CjH). Пример 6. К раствору 6,9 .(0,05 моль) 2 бромэтенил тетилового эфира и 4,0 г пиридина в 25 мл. хлористого пр.ибавляют по каплям 13,6 Г (0,05 моль) трехбромистого фосфора, о Реакционную смесь перемешивают при 20-25С в течение 2 ч до исчезнование в ИК и 5{МР Рспектрах реакционной смеси сигналов Р1СКОДНЫХ соединений. Целевой продукт выделяют аналогично примеру 5, получают 13,1 г (82,4%) диброман гидрида 1 -бром-2 1 етоксиэтенилфосфонистой кислоты, т. кип. 95-98 С (1 мм рт.ст.), Найдено, %: Р 9,27, CjH BrjOP Вычислено, %: Р 9,43. ИК-спектр- () 1590-1600 см, Sj) 143,5 м.д. Спектр Ш1Р, S м.д.: 7.50 д (НС), 3J 12 Гд, 4,03 е (ОСНз). Пример 7.К раствору 9,0 г (0,05 моль) 2-бромэтенш1бутш1ового эфира и 5,1 г (0,05 моль) триэтиламина в 50 мл абсолютного хлористого метиле-ла 11рибавл5иот по каплям 6,9 г (0,05 моль) треххлористого фосфора, реакционную смесь нагревают до 40 С Н пepe eшивa oт при этой температуре в течение 35 ч до окончания реакции, охлаж.дают до комнатной температуры, осадок гидрохлормда триэтипамипа отделяют центрифугированием, иромывают пентаном (3x50 мл), раст воритель удаляют в вакууме, после перегонки получагот 14,0 г (98%) дихлоралгидрида 1 бром-2-бутоксиэтенилфосфонистой кислоты, т. кии. 128--129с (3 мм рт ,ст,) , Найдено, %: С 25,99; Н 4,01. СьН(аВгС1,ОР Вычислено, %: С 25,71; Н 3,57 ИК-спектр л1 ( 1580-1590см , SP 157,3 м.д. Спектр ПМР, 5 м,д,: 7,27 д (НС), 3J P..IJ 5 Гд, т (ОСН,,), 1,3 м (С,Н,). Пример 8. К раствору 6,1 г (0,05 моль) 2-бромэтенил1-.;стилового эфира в 40 м.л хлористого метилена,прибавляют 5,1 г (0,05 моль) трнэтиламина и 6,9 г (0,05 моль) треххлористого фосфора, реакционную смесь нагревают до 40-45°С и перемешивают при этой температуре в течение 30 ч. Целевой продукт вьшеляют аналогично примеру 7, после перегонки получают 8,4 г (90%) дихлорангидрида 1-бром-2-метоксиэтенилосфонигтой кислоты, т. кип. 98-99 С (3 M рт. СТ , ) . Найдено, %: С 15,23; И 1,75. Вычислено, %: С 15,13; Н 1,68. ИК-спектр -Т) () 1580-1590 г.м П Р им е Р 9.. К раствору 7,6 г (0,05 моль) 2-бромг тенилэтилового 7 эфира и 5,1 г (0,05 моль) триэтиламина в 40 мл абсолютного хлористо метилена прибавляют по каплям 6,9 (0,05 моль) треххлористого фосфора реакционную смесь нагревают до 4045с и перемешивают при этой темпе ,туре в течение 3.0 ч. Об окончании реакции судят по исчезновению в :ИК я ЯМР Р-спектрах .реакционной :смеси сигналов исходных продуктов. Гидрохлорид триэтиламина отделяют центрифугированием, осадок промывают пентаном (3x50. мл), из фильтрата отгоняют растворитель и после перегонки получают 10,72 г (80%) дихлорангидрида 1-бром-2-этоксиэтенилфосфонистой кислоты, т. кип. 100-101 С (1 мм pt-.CT.): Найдено, %: Р 12,05. ...(jH BrCljOP вычислено, %: Р 12,30. ИК-сперр -() 1580-1590 см Спектр , М.Д.: 156,0. 9 Таким образом, предлагаег ый способ позволяет получать ранее не описанные соединения с высокими выходами. Он прост и не требует сложного аппаратурного оформления, при необходимости может быть внедрен в производство. Способ позволяет получать дигалогенагидриды алкенилфосфонйстых кислот - один и наиболее труднодоступных классов фосфорорганических соединений. Целевые продукты являются функционально насыщенными соединениями, и вследствие этого их можно рассматривать как полезные промежуточные продукты в синтезе новых типов фосфорорганических соединений, содержащих трех- и четырехкоординированный атом фосфора. Кроме того, наличие атомов галогена в винильном радикале позволяет рассматривать целевые продукты как .полезные исходные соединения для синтеза потенциально биологически активных соединений.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНМ ДИГАЛОГЕНАНЩЦРРЩОВ 1-БРОМ-2-АЛКОКСИЭТЕНШ1ФОСФОНИСТЫХ КИСЛОТ общей формулы :х:2Р -с сшк , Вт где X - хлор или бром; R - алкил , заключающийся в том, что 2-бромзтенилалкиловый эфир йодвергают взаимодействию с тригалогенидом фосфора и третичным амином при эквимольном соотношении реагентов и при 20-80 С в атмосфере инертного газа в среде бензола, петролейного эфира или хлористого метилена для соединений, где X - бром, или Е среде хлористого метилена для соединений, где Х-хлор. ЕС 41