ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ, 2019, том 89, № 7, с. 1033-1037
УДК 547.26.118:547.341
АЛКИЛИРОВАНИЕ ДИЭТИЛФОСФОНУКСУСНОГО
АЛЬДЕГИДА И ТРИЭТИЛФОСФОНАЦЕТАТА
α-БРОМЭТИЛПРОПИОНАТОМ
© 2019 г. B. М. Исмаилов, Г. Г. Ибрагимова, Г. Э. Аллахвердиева, Н. Д. Cадыхова,
И. А. Мамедов, А. Р. Мамедбейли, Н. Н. Юсубов*
Бакинский государственный университет, ул. З. Халилова 23, Баку, AZ-1148 Азербайджан
*e-mail: yniftali@gmail.com
Поступило в Редакцию 30 ноября 2018 г.
После доработки 30 ноября 2018 г.
Принято к печати 27 января 2019 г.
Изучены реакции алкилирования фосфонуксусного альдегида и этилового эфира фосфонуксусной
кислоты α-бромэтилпропионатом в ДМСО в присутствии K2CO3.
Ключевые слова: фосфонуксусный альдегид, α-бромэтилпропионат, этиловый эфир фосфонуксусной
кислоты, 1,3-дихлорацетон, фосфит
DOI: 10.1134/S0044460X19070072
Благодаря наличию в составе молекул высоко-
ацетатов активным алкилирующим реагентом - α-
реакционноспособных карбонильной и активной
бромэтилпропионатом.
метиленовой групп, α-фосфорили-рованые карбо-
При алкилировании фосфонуксусного альдегида
нильные соединения представляют теоретический
α-бромэтилпропионатом, которое проводили при
и практический интерес. В последнее десятилетие
относительно низкой температуре
(40-50°С) в
проведены систематические исследования по
среде диметилсульфоксида в присутствии избытка
алкилированию фосфорзамещенных СН-кислот
K2CO3 были выделены продукты конденсации по
моно- и полигалогенгеналканами [1-4]. Получен-
Дарзану
(1), О-алкилирования
(2), самокон-
ные данные свидетельствуют о низком
денсации α-бромпропионата
(3,
4) и диметил-
количественном выходе продуктов алкилирования
сульфон 5 (схема 1).
фосфонуксусного альдегида и фосфонацетатов
[1,
5,
6]. В этой связи представляло интерес
Можно предположить что, в щелочной среде
углубленное изучение реакции алкилирования
реакция начинается как с отрыва протона от
более реакционноспособного фосфонуксусного
фосфонуксусного альдегида (анион А), так и от α-
альдегида, и менее реакционноспособных фосфон-
бромпропионата (анион Б, схема 2). Анион Б,
Схема 1.
OEt
H
OEt CH3 O
OEt
CH3
H3C
O
3
K2CO
P
+
P
+
P
O
ДМСО
EtO
OEt
EtO
O
EtO
O
Br
OEt
O
O
O
O
OEt
1
2
O
EtO2C
CO2Et EtO2C
CH3
+
H3C
S CH3
+
+
H3C
CH3
H3C
CO2Et
O
3
4
5
1033
1034
ИСМАИЛОВ и др.
Схема 2.
альдегидом. Спектральные и физико-химические
O
константы полученного сульфона идентичны
описанным в работе [7].
(EtO)2P-CH-C-H CH3-C-CO2Et
В результате детального изучения данных
O
Br
реакций установлено, что причиной низкого
A
Б
выхода продуктов алкилирования является само-
конденсируясь со второй молекулой α-
конденсация фосфонуксусного альдегида под
бромпропионата образует соединения
3 и
4.
действием ДМСО, который используется в
Реакция карбаниона А с α-бромпропионатом
качестве среды. Видимо, в результате нуклео-
приводит к образованию незначительного
фильной атаки карбаниона А на атом фосфора
количества енолового эфира 2, структура которого
второй молекулы фосфонуксуного альдегида
подтверждается наличием в спектре ЯМР
1Н
образуется интермедиант В, распад которого
слабых сигналов в областях δ 5.0 и 7.1 м. д.
приводит к бис(диэтоксифосфорил)уксусному
Образование соединения 1 следует рассматривать
альдегиду 6 по схеме 4.
как результат взаимодействия аниона Б с
Также была изучена реакция триэтилового
фосфонуксусным альдегидом по реакции Дарзана
эфира фосфонуксуной кислоты с α-бром-
(схема 3).
этилпропионатом в присутствии большого избытка
Диметилсульфон
5 образуется вследствие
K2СО3 в ДМСО. Анализ продуктов реакции
взаимодействия ДМСО с фосфонуксусным
триэтилфосфонацетата с α-бромэтилпропионатом,
Схема 3.
CO2Et
H O
O
Br
O
H3C
H3C
H
H
H3C
C-
+
C P(OEt)2
C C
P(OEt)2
C C
P(OEt)2
Br
O
EtO2C
-O
EtO2C O
O
EtO
P(OEt)2
O
CH3
O
1
Схема 4.
O
H2
O
ДМСО
O
-
(EtO)2P CH2C
(EtO)2P
CH C +(EtO)2P
C
C
H+
H
O
H
H
O
O
O
H
−
(EtO)2P
CH C
+
H2C C
H
O
O
O2
CHO
6
(EtO)2P
устойчивый
P(OEt)2
O
-O
O
CH2CHO
B
×
EtOPCH2C
+
EtO-
H
(EtO)2P CHCHO
O
менее устойчивый
ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 89 № 7 2019
АЛКИЛИРОВАНИЕ ДИЭТИЛФОСФОНУКСУСНОГО АЛЬДЕГИДА
1035
Схема 5.
O
O
O
OEt
H3C
O
K2CO3
EtO
OEt
(C2H5O)2P
+
P
O P
+3
+
4
O
Br
OEt
ДМСО EtO
CH2CO2Et
2CH2C
7
Схема 6.
CH2CO2Et
CH2CO2Et
CH2CO2Et
CH2CO2Et
+
OEt
(EtO)2P
O
+
P(OEt)2
(EtO)2P
O P
OEt
EtO-
O
-O
EtO-
Et
O
O
O
O
EtO
OEt
EtO
OEt
EtO
2C
P O P CO2Et
−Et2O
EtO2C
P O P CO2Et
+
7
как сырого, так и очищенного, показало что в
фосфат, который в дальнейшем под действием
результате реакции продукт алкилированния не
второго моля фосфита подвергается замещению
образуется. Из реакционной смеси был выделен
второго атома хлора на этоксигруппу с
ангидрид тетраэтилового эфира фосфонуксусной
образованием соединения 8 (схема 7).
кислоты 7 и этиловые эфиры диметилмалеиновой
(3) и фумаровой (4) кислот (схема 5).
Таким образом, в результате проведенных
исследований установлено, что алкилирование
Вероятно, активный α-бромпропионат при
фосфонуксусного альдегида α-бромэтилпропио-
пониженных температурах самоконденсируется с
натом в ДМСО в присутствии K2CO3 протекает с
образованием соединений
3 и
4, а при более
образованием продукта О-алкилирования, про-
высокой температуре
(70-80°С) непрореагиро-
дукта конденсации по Дарзану, а также продуктов
вавший фосфонацетат за счет нуклеофильных
самоконденсации α-бромэтилпропионата (диэтило-
свойств фосфорильной группы [8] конденсируется
вого эфира диметилмалеиновой и фумаровой
по атому фосфора второй молекулы фос-
кислот) и диметилсульфона. Часть фосфон-
фонацетата, образуя продукт реакции 7 (схема 6).
уксусного альдегида в условиях реакции конденси-
Представлялось интересным также изучить
руется в бис(диэтоксифосфорил)уксусный альдегид.
реакции фосфорилированных кетонов с α-
Показано, что при алкилировании этилового эфира
бромпропионатом с целью получить по реакции
фосфонуксусной кислоты с α-бромпропионатом
Арбузова
1,3-дихлорацетона с
2 молями три-
получены также продукты самоконденсации α-
этил-фосфита
фосфорилированные
кетоны
бромэтилпропионата и фосфонацетата. Реакция
(EtO)2P(O)CH2C(O)CH2P(O)(OEt)2. Однако было
1,3-дихлорацетона с фосфитом протекает по схеме
показано, что указанная реакция в толуоле
реакции Перкова с дальнейшим замещением
протекает по схеме реакции Перкова образуя
второго атома хлора на этоксигруппу.
Схема 7.
EtO
O
CH2OEt
O
EtO
Δ
2
P OEt
+
Cl
Cl
P
C
HB
толуол
C
EtO
O
EtO
HA
8
ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 89 № 7 2019
1036
ИСМАИЛОВ и др.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
этил-α-бромпропионата, 15.3 г K2СО3 и 40 мл
ДМСО перемешивали в течение 10 ч при тем-
Спектры ЯМР
1Н и
13С в ДМСО-d6
пературе 40-50°С. После охлаждения реакционную
регистрировали на приборе Bruker AV-300 [300
смесь обрабатывали водой и экстрагировали
(1H) и 75 (13С) МГц], внутренний стандарт - ТМС.
диэтиловым эфиром. После отгонки эфира из
Температуру плавления определяли с помощью
остатка отфильтровывали белые кристаллы
прибора SMP 30.
диэтилового эфира диметилфумаровой кислоты
(4). Фильтрат представлял собой диэтиловый
Реакция фосфонуксусного альдегида этил-α-
эфир диметилмалеиновой кислоты (3).
бромпропионатом. Смесь 5 г (0.03 моль) фосфон-
уксусного альдегида,
4.6 г K2СО3 и
5.3 г
Бис(диэтоксифосфорил)уксусный альдегид
(0.03 моль) α-бромэтилпропионата в 30 мл ДМСО
(6). Смесь
5 г
(0.03 моль) фосфонуксусного
перемешивали 4 ч при температуре 40-50°С. После
альдегида и 5 мл ДМСО нагревали при 60°С в
охлаждения реакционную смесь обрабатывали
течение
10 ч. После охлаждения реакционную
водой и экстрагировали диэтиловым эфиром (3×
смесь обрабатывали водой и экстрагировали
50 мл). После отгонки эфира отфильтровывали
диэтиловым эфиром. Эфир удаляли, остаток
кристаллический осадок, фильтрат перегоняли.
перегоняли. Выход 3.4 г (68%), т. кип. 150-153°С
Первая фракция представляла собой диэтиловый
(2 мм рт. ст.), n
20 1.4300. Спектр ЯМР 1Н, δ, м. д.:
эфир диметилмалеиновой кислоты (3), выход
1.15 т (12Н, СН3, J = 6.9 Гц), 2.95 д. д (1Н, СН,
20
1.72 г (22%), т. кип. 96-98°С (6 мм рт. ст.), n
3JHH = 3.3, 2JHP = 21.9 Гц), 3.88--4.02 м (8Н, СН2О),
1.4495 [9]. Спектр ЯМР 1Н, δ, м. д.: 1.18 т (6Н,
9.46 д. т (1H, CHO, 3JHH = 3.3, 3JHP = 2.7 Гц).
СН3СН2, J = 7.1 Гц), 2.54 с (6Н, СН3С=), 4.06 к (4Н,
Найдено, %: С 37.67; Н 7.09; Р 19.87. С10Н22Р2О7.
СН2О, J = 7.1 Гц). Спектр ЯМР 13С, δС, м. д.: 14.56
Вычислено, %: С 37.97; Н 6.69; Р 19.62.
(СН3), 20.82 (С=), 60.48 (СН2О), 171.03 (СОО).
Ангидрид фосфонуксусной кислоты
(7). К
Вторая фракция представляла собой этиловый
смеси 3 г (0.02 моль) триэтилфосфонацетата, 2.4 г
эфир диметилфумаровой кислоты
(4). Выход
K2СО3 и 40 мл ДМСО при комнатной температуре
20
2.1 г (24%), т. кип. 105°С, т. пл. 62°С, n
1.4457
по каплям добавляли 3.4 г (0.02 моль) α-бром-
[10].
этилпропионата. Полученную смесь перемешивали
2-3 ч при температуре 40-50°С, затем 12 ч при 70-
Третья фракция представляла собой этиловый
80°С. После охлаждения реакционную смесь
эфир
3-метил-4-диэтоксифосфорил-2-оксобута-
обрабатывали водой и экстрагировали диэтиловым
новой кислоты (1). Выход 1.8 г (16.8%), т. кип.
эфиром (3×50 мл). После отгонки эфира отделяли
120°С (2 мм рт. ст.), n
20 1.4287. Спектр ЯМР 1H, δ,
кристаллы и перекристаллизовывали из этил-
м. д.: 1.17-1.22 м (9H, CH3, J = 6.9 Гц), 1.24 д (3H,
ацетата. Выход 2.5 г (56%), т. пл. 98°С. Спектр
CН3CH, J = 6.9 Гц), 1.75 к (1H, CHCH3, J = 6.9 Гц),
ЯМР 1Н, δ, м. д.: 1.17 т (6Н, СН3, J = 8.4 Гц), 1.22 т
2.8 д. д (2H, PCH2, 3JHH = 7.4, 2JHP = 21.3 Гц), 3.95 к
(6Н, СН3, J = 8.4 Гц), 2.85 д (4Н, СН2Р, 2JHР =
(2H, OCH2, J = 6.6 Гц), 4.08 м (4H, POCH2). Спектр
22.0 Гц), 3.95 к (4Н, СН2О, J = 7.1 Гц) (4Н, СН2О,
ЯМР 13C, δС, м. д.: 6.40 д (CН3CH, 3JCP = 8.9 Гц),
J = 7.5 Гц), 4.06 к (4Н, СН2О, J = 6.9 Гц). Спектр
14.42 (CH3), 16.56 д (CH3CH2O, 3JCP = 6.8 Гц), 21.49
ЯМР 13С, δС, м. д.: 14.41 (СН3), 16.65 (СН3), 36.04 д
д (PCH2, 1JCP = 150.6 Гц), 40.77 д (CH, 2JCP = 7.2 Гц)
(РСН2, 1JCP = 131.0 Гц), 60.83 (COOCH2), 61.60 д
60.83 (OCH2), 61.60 д (CH2OP, 2JCP = 6.0 Гц), 167.22
(ОСН2, 2JCP = 6.0 Гц), 167.31 д (СОО, 2JCP = 6.3 Гц).
(COO), 192.06 (CHCOCO). Найдено,%: С 51.24; Н
Найдено,%: С 38.21; Н 6.76; Р 16.26. С12Н24Р2О9
8.67; Р 11.45. С11Н21РО6. Вычислено, %: С 49.81; Н
Вычислено,%: С 38.50; Н 6.42; Р 16.04.
8.30; Р 11.70.
3-Этокси-2-диэтоксифосфорилоксипроп-1-ен
Бесцветные кристаллы представляли собой
(8). Смесь 6 г (0.2 моль) триэтилфосфита и 2 г
диметилсульсульфон (5). Выход 2.4 г (27.6%),
(0.1 моль) 1,3-дихлорацетона в 10 мл толуола
т. пл. 109°С. В спектре ЯМР 1Н имеется только
кипятили в течение
10 ч, затем охлаждали и
один синглет в области δ 2.84 м. д.
перегоняли. Выход 5.3 г (68.7%), т. кип. 128-130°С
Синтез диэтиловых эфиров диметилмалеино-
(2 мм рт. ст.), n
20 1.4307. Спектр ЯМР 1Н, δ, м. д.:
вой (3) и диметилфумаровой (4) кислот из α-
1.22 т (3Н, СН3, J = 7.2 Гц), 1.27 т (6H, CH3, J =
бромэтилпропионата. Смесь из 10 г (0.05 моль)
7.2 Гц), 3.98 к (2H, CH2O, J = 7.5 Гц), 4.05 к (4Н,
ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 89 № 7 2019
АЛКИЛИРОВАНИЕ ДИЭТИЛФОСФОНУКСУСНОГО АЛЬДЕГИДА
1037
CH2O, J = 6.9 Гц), 4.27 с (2H, OCH2), 4.97 д. д (1НА,
Мастрюкова Т.А., Кабачник М.И. // ЖОХ. 1993.
С=СНА, 2JHH = 2.4, 4JHP = 2.1 Гц), 5.06 д. д (1HB,
Т. 65. Вып. 3. С. 611.
C=CHB, 2JHH = 2.4, 4JHP = 1.1 Гц). Спектр ЯМР 13С,
4. Одинец И.Л., Артюшин О.И., Калянова Р.М.,
δС, м. д.: 16.14, 16.22, 16.32 (3СН3), 44.63 д (СН2,
Мастрюкова Т.А., Кабачник М.И. // ЖОХ. 1996.
3JCP = 8.3 Гц), 63.40 д (CH3CH2OP, 2JCP = 5.9 Гц),
Т. 66. Вып. 1. С. 44.
64.71 (ОСН2), 101.6 д (С=, 3JCP = 3.8 Гц), 150.63 д
5. Исмаилов В.М., Москва В.В., Садыхов Н.С., Зыкова
(=СO, 2JCP = 8.3 Гц). Найдено, %: С 45.54; Н 7.78; Р
Т.В., Кантаева М.М., Ахмедов Ш.Т. // ЖОХ. 1987. Т.
13.16. С9Н19О5Р. Вычислено,%: С 45.37; Н 7.9; Р
57. Вып. 7. С. 1668.
13.02.
6. Ismailov V.M., Adnan Aydin, Guseynov F.
//
Tetrahedron. 1999. Vol. 55. N 28. P. 8423. doi 10.1016/
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
S0040-4020(99)00429-9
7. Преч Э., Бюльманн Ф., Аффольтер К. Определение
Авторы заявляют об отсутствии конфликта
строения органических соединений. М.: Мир, 2016.
интересов.
С. 222.
8. Общая органическая химия
/ Под ред. М.И.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Кабачникa. М: Химия, 1983. Т. 5. С. 63
9. Castells J., Lopez-Calahorrea F., Yu Z.
//
1. Исмаилов В.М., Москва В.В., Зыкова Т.В., Байра-
Tetrahedron. 1994. Vol. 50. N 48. P. 13765. doi
мов Р.Н. // ЖОХ. 1984. Т. 54. Вып. 2. С. 456.
10.1016/s0040-4020(01)85688-X
2. Аладжанов И.М., Одинец И.Л., Мастрюкова Т.А. //
10. Okuma K., Yamasaki Y., Komiya T., Kodera Y., Ohta H. //
ЖОХ. 1992.Т. 62. Вып. 5. С. 1181.
Chem. Lett. 1987. Vol. 16. N 2. P. 357. doi 10.1246/
3. Аладжанов И.М., Одинец И.Л., Петровский П.В.,
Cl.1987.357
Alkylation of Diethylphosphonoacetic Aldehyde and Triethyl
Phosphonoacetate with α-Bromomethylpropionate
B. M. Ismailov, G. G. Ibragimova, G. E. Allakhverdiyeva, N. D. Sadikhova,
I. A. Mamedov, A. R. Mamedbeyli, and N. N. Yusubov*
Baku State University, ul. Z. Khalilova 23, Baku, AZ-1148 Azerbaijan
*e-mail: yniftali@gmail.com
Received November 30, 2018; revised November 30, 2018; accepted January 27, 2019
The alkylation reactions of phosphonoacetic aldehyde and phosphonoacetic acid ethyl ester with α-bromoethyl-
propionate in DMSO in the presence of K2CO3 were studied.
Keywords: phosphonoacetic aldehyde, α-bromoethylpropionate, phosphonoacetic acid ethyl ester, 1,3-dichloro-
acetone, phosphite
ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 89 № 7 2019
