ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ, 2020, том 90, № 9, с. 1473-1476

КРАТКИЕ

СООБЩЕНИЯ

УДК 547.241.298.2.057

ОДНОРЕАКТОРНЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

N-ФОСФОРИЛИРОВАННЫХ МОНО- И ДИИМИДАТОВ

С. М. Леденев, Н. А. Соколов

Волгоградский государственный технический университет, пр. Ленина 28, Волгоград, 400131 Россия

*e-mail: anishchenko@vstu.ru

Поступило в Редакцию 23 марта 2020 г.

После доработки 23 марта 2020 г.

Принято к печати 1 апреля 2020 г.

Разработан эффективный однореакторный метод получения фосфорорганических производных имидо-

вых кислот, основанный на взаимодействии гидрохлоридов моно- и диимидатов с диалкилхлорфосфа-

тами в присутствии триэтиламина без выделения свободных имидатов.

Ключевые слова: гидрохлориды имидатов, N-фосфорилированные ацетимидаты, N-фосфорилирован-

ные малонодиимидаты, фосфорилирование, диалкилхлорфосфаты

DOI: 10.31857/S0044460X2009022X

В химии важное место занимают фосфорор-

Реакцией Пиннера из малонодинитрила, этилово-

ганические соединения, среди которых особый

го спирта и хлористого водорода в зависимости от

интерес представляют фосфорсодержащие произ-

мольного соотношения реагентов можно получить

водные имидовых кислот, амины и амиды [1, 2].

гидрохлориды моно- и диимидатов (схема 1).

Известны имидаты с фосфорсодержащей группой

Установлено, что превращение нитрильных

в углеводородной части - С-фосфорилированные

групп в имидные происходит ступенчато, и при со-

имидаты [3-5], которые являются биологически

отношении реагентов малонодинитрил:спирт:хло-

активными веществами. Среди них найдены ве-

ристый водород = 1:1:2 селективно удается полу-

щества с высокой инсектицидной, акарицидной,

чить гидрохлорид этил-(2-циано)ацетимидата 1 с

фунгицидной, гербицидной и росторегулирующей

выходом 97%, а при соотношении малонодини-

активностью [6]. Кроме того, в связи с высокой ре-

трил:спирт:хлористый водород = 1:2:4 с выходом

акционной способностью, соединения этих клас-

97% образуется гидрохлорид диэтилмалонодии-

сов можно использовать для получения новых ти-

мидата 2 (схема 1). Реакцию Пиннера проводили

пов фосфорорганических соединений [7, 8].

в среде безводного диоксана при барботировании

С целью получения новых производных имидо-

хлористого водорода через смесь динитрила и

вых кислот нами осуществлена реакция фосфори-

спирта при температуре 0±5°С. После насыще-

лирования гидрохлоридов этил-(2-циано)ацетими-

ния хлористым водородом как в первом, так и во

датов и диэтилмалонодиимидатов по атому азота.

втором случае реакционную массу выдерживали в

Схема 1.

1473

1474

ШИШКИН и др.

Схема 2.

течение 15-24 ч. Полученные гидрохлориды пред-

лирующими агентами проходило полностью при

ставляют собой кристаллические вещества, кото-

температуре 30-40°С в течение 2.5-3 ч. Мольное

рые могут храниться длительное время без изме-

соотношение гидрохлорид-диалкилхлорфосфат-

нений на холоду и без доступа влаги.

триэтиламин составляет 1:1:2.25 в случае получе-

ния моноимидатов и 1:2:4.2 в случае синтеза дии-

Широко используемым способом получения

мидатов. Для выделения целевого вещества соль

N-замещенных имидатов является двухстадий-

триэтиламина отделяли фильтрованием, раствори-

ный процесс, когда сначала выделяют свободный

тель и избыток триэтиламина удаляли в вакууме.

имидат, а затем проводят замещение по имино-

Выход N-фосфорилированных моно- и диимида-

группе. По этому способу свободные имидаты

тов составил свыше 90%.

количественно выделяются из гидрохлоридов

триэтиламином в среде диоксана по методике [9].

Полученные продукты очищали колоночной

Взаимодействие свободных имидатов с фосфори-

хроматографией. Индивидуальность соединений

лирующими агентами осуществляли в среде диок-

контролировали методом тонкослойной хромато-

сана в присутствии акцептора хлористого водоро-

графии. Структуру и состав синтезированных сое-

да триэтиламина. Реакции протекают энергично

динений устанавливали ИК и ЯМР ¹Н спектроско-

уже при комнатной температуре, сопровождаются

пией, и по данным элементного анализа.

экзотермическим эффектом. Для завершения про-

Полученные N-фосфорилированные моно- и

цесса требуется нагревание до 40°С в течение 2-

диимидаты 3-6 представляют собой вязкие жидко-

3 ч. N-Фосфорилированные моно- и диимидаты

сти желтого цвета, хорошо растворимые в органи-

получены с высокими выходами (более 89%).

ческих растворителях и плохо растворимые в воде.

С целью оптимизации вышеописанного про-

В присутствии триэтиламина в качестве ак-

цесса предложено проводить получение N-фосфо-

цептора хлористого водорода процесс получения

рилированных производных напрямую из гидрох-

N-фосфорилированных моно- и диимидатов не

лоридов имидатов, совмещая синтез свободных

осложняется побочными реакциями. Установлено,

имидатов и реакцию фосфорилирования в одном

что процесс можно проводить в одном реакторе

реакторе (схема 2).

с образованием продуктов фосфорилирования по

иминогруппам. Предложенный способ является

Полученные гидрохлориды 1 и 2 без выделения

свободных имидатов вводили в реакцию фосфори-

удобным, так как позволяет увеличить выход це-

лирования диалкилхлорфосфатами (схема 2). При

левых продуктов из-за отсутствия потерь свобод-

добавлении триэтиламина сразу же наблюдалось

ных имидатов на стадии их выделения, уменьшить

образование осадка соли триэтиламина. Реакция

расход растворителя, затраты на его регенерацию

сопровождалась выделением тепла, поэтому ре-

и сократить время процесса.

акционную смесь охлаждали до 10-15°С, затем

На основании компьютерного скрининга [10]

при перемешивании и охлаждении прибавляли

для синтезированных имидатов прогнозируются

диалкилхлорфосфат. Взаимодействие с фосфори-

разнообразные виды биологической активности:

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 9 2020

ОДНОРЕАКТОРНЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

1475

антипсориазная, противоопухолевая, ингибиро-

спектр, ν, см^-1: 970-1030 (РОС), 1160 (Р=О), 1216

вание гидролазы, глюконат-2-дегидрогеназы, ку-

(C-O-C), 1598 (С=N), 2278 (C≡N). Спектр ЯМР ¹Н

тиназы, ацетилэстеразы. Это свидетельствует о

(ССl₄), δ, м. д.: 1.05 т (9Н, СН₃, J_HH = 6.0 Гц), 2.52

целесообразности поиска среди N-фосфорилиро-

с (2H, CH₂), 3.78 к (2Н, СН₂О, J_HH = 6.0 Гц), 3.95

ванных производных имидатов фармакологически

д. к (4H, CH₂ОР, J_HP = 9.0, J_HH= 6.0 Гц). Найдено,

активных веществ.

%: N 11.12; P 12.66. C₉H₁₇N₂O₄P. Вычислено, %: N

11.28; P 12.49.

Гидрохлорид этил-(2-циано)ацетимидата (1).

Через смесь 3 г (0.045 моль) малонодинитрила,

Этил-N-диизопропилфосфорил-(2-циано)-

2.1 г (0.045 моль) безводного этилового спирта и

ацетимидат

(4) получали аналогично из

6 г

10 мл безводного диоксана пропускали газообраз-

(0.040 моль) гидрохлорида этил-(2-циано)аце-

ный хлористый водород (3.3 г, 0.090 моль) при

тимидата 1, 8.0 г (0.040 моль) диизопропилхлор-

0°С. Контроль поглощенного реакционной смесью

фосфата и 9.1 г (0.090 моль) триэтиламина. Выход

хлористого водорода проводили взвешиванием.

9.9 г (90%), n_D20 1.4403, d₄₂₀ 1.2040. ИК спектр, ν,

Мольное соотношение малонодинитрил:этиловый

см^-1: 950-1000 (РОС), 1026 (Р=О), 1181 (C-O-C),

спирт:хлористый водород = 1:1:2. Реакционную

1634 (С=N), 2350 (C≡N). Спектр ЯМР ¹Н (ССl₄),

смесь перемешивали в течение 15 ч при -5°С, за-

δ, м. д.: 1.07 т (3Н, СН₃, J_HH = 6.0 Гц), 1.25 д (12Н,

тем удаляли избыток хлористого водорода и ди-

СН₃, J_HH = 6.0 Гц), 2.55 с (2H, CH₂), 3.75 к (2Н,

оксан в вакууме. Остаток промывали безводным

СН₂О, J_HH = 6.0 Гц), 4.10 д. септетов (2H, CHОР,

диэтиловым эфиром и вакуумировали. Выход 6.5 г

J_HP = 9.0, J_HH= 6.0 Гц). Найдено, %: N 10.11; P

(97%).

10.99. C₁₁H₂₁N₂O₄P. Вычислено, %: N 10.13; P

11.22.

Гидрохлорид диэтилмалонодиимидата

(2)

получали аналогично из 3 г (0.045 моль) малоно-

Диэтил-N-диэтилфосфорилмалонодиими-

динитрила, 4.2 г (0.090 моль) безводного этило-

дат (5) получали аналогично из 6 г (0.026 моль)

вого спирта, 10 мл безводного диоксана и 6.6 г

гидрохлорида диэтилмалонодиимидата 2, 9.0 г

(0.180 моль) хлористого водорода. После насы-

(0.052 моль) диэтихлорфосфата и

10.5 г

щения хлористым водородом реакционную массу

(0.105 моль) триэтиламина. Выход 10.3 г (92%),

выдерживали 24 ч при -5°С. Мольное соотноше-

n_D20 1.4432, d₄₂₀ 1.2120. ИК спектр, ν, см^-1: 957-1012

ние малонодинитрил:этиловый спирт:хлористый

(РОС), 1278 (Р=О), 1216 (C-O-C), 1621 (С=N).

водород = 1:2:4. Выход 10.1 г (97%).

Спектр ЯМР ¹Н (ССl₄), δ, м. д.: 1.14 т (18Н, СН₃,

= 6.0 Гц), 2.55 с (2H, CH₂), 3.70 к (4Н, СН₂О,

Этил-N-диэтилфосфорил-(2-циано)ацетими-

= 6.0 Гц), 3.82 д. к (8H, CH₂ОР, J_HP = 9.0, J_HH=

дат (3). К смеси 6.0 г (0.040 моль) гидрохлорида

6.0 Гц). Найдено, %: N 6.41; P 7.39. C₁₅H₃₂N₂O₈P₂.

этил-(2-циано)ацетимидата 1 и 15 мл безводного

Вычислено, %: N 6.51; P 7.20.

диоксана при температуре 10-15°С при перемеши-

вании по каплям добавляли 9.2 г (0.090 моль) три-

Диэтил-N-диизопропилфосфорилмало-

этиламина. Реакционную смесь перемешивали при

нодиимидат (6) получали аналогично из 6 г

комнатной температуре 30 мин, затем по каплям

(0.026 моль) гидрохлорида диэтилмалонодиими-

добавляли раствор 6.9 г (0.040 моль) диэтилхлор-

дата 2, 10.4 г (0.052 моль) диизопропилхлорфос-

фата и 10.5 г (0,105 моль) триэтиламина. Выход

фосфата в 5 мл диоксана. Постепенно повышали

температуру до 30-40°С и продолжили переме-

11.5 г (91%), n_D20 1.4436, d₄₂₀ 1.216. ИК спектр, ν,

шивание в течение 2.5-3 ч. Образовавшуюся соль

см^-1: 945-1006 (РОС), 1227 (Р=О), 1181 (C-O-C ).

гидрохлорида триэтиламина отфильтровывали,

Спектр ЯМР ¹Н (ССl₄), δ, м. д.: 1.12 т (6Н, СН₃,

= 6.0 Гц), 1.24 д (24Н, СН₃, J_HH = 6.0 Гц), 2.55

отгоняли растворитель и избыток триэтиламина

с (2H, CH₂), 3.68 к (4Н, СН₂О, J_HH = 6.0 Гц), 4.13 д.

в вакууме (10-15 мм рт. ст.). Остаток хроматогра-

септетов (4H, CHОР, J_HP = 9.0, J_HH= 6.0 Гц). 1596

фировали на силикагеле марки μLC 5/40, элюент -

(С=N). Найдено, %: N 6.00; P 6.45. C₁₉H₄₀N₂O₈P₂.

диэтиловый эфир-хлороформ, 2:1. Индивидуаль-

ность контролировали методом ТСХ на пластин-

Вычислено, %: N 5.75; P 6.37.

ках Silufol (диэтиловый эфир-хлороформ, 2:1, R_f

Спектры ЯМР 1Н регистрировали на спектро-

0.67). Выход 9.3 г (94%), n_D20 1.4386, d₄₂₀ 1.194. ИК

метре Varian Mercury 300 BB, рабочая частота -

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 9 2020

1476

ШИШКИН и др.

300 МГц, растворитель - четыреххлористый угле-

pov Y.V., Anishchenko O.V., Shevchenko M.A.,

род. ИК спектры снимали на приборе PerkinElmer

Ledenev S.M., Moroz A.A., Kosheleva I.A. // Russ. J.

Gen. Chem. 2017. Vol. 87. N. 9 P. 2133. doi 10.1134/

в тонком слое.

S1070363217090390

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

5. Шишкин В.Е., Попов Ю.В., Анищенко О.В., Шев-

ченко М.А., Кошелева И.А., Соколов Н.А. // ЖОХ.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта ин-

2018. Т. 88. № 10. С. 1714; Shishkin V.E., Popov Y.V.,

тересов.

Anishchenko O.V., Shevchenko M.A., Kosheleva I.A. //

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Russ. J. Gen. Chem. 2018. Vol. 88. N 10 P. 2200. doi

10.1134/S0044460X18100219

1. Гейн В.Л., Замараева Т.М., Федотов А.Ю., Ба-

6. Шишкин В.Е., Медников Е.В., Юхно Ю.М. // Изв.

ландина А.В., Дмитриев М.В. // ЖОХ. 2016. Т. 86.

ВолгГТУ. 2007. Вып. 4. № 5. C. 62.

№ 11. С. 1794; Gein V.L., Zamaraeva T.M., Fedotov A.Y.,

7. Егорова А.В., Викторов Н.Б., Ляменкова Д.В., Свин-

Balandina A.V., Dmitriev M.V. // Russ. J. Gen.

цицкая Н.И., Гарабаджиу А.В., Догадина А.В. //

Chem. 2016. Vol. 86. N 11. P. 1794. doi 10.1134/

ЖОХ. 2016. Т. 86. № 11. С. 1803; Egorova A.V.,

S1070363216110062

Viktorov N.B., Lyamenkova D.V., Svintsitskaya N.I.,

2. Яркевич А.Н., Брель В.К., Махаева Г.Ф., Серебряко-

Garabadziu A.V., Dogadina A.V. // Russ. J. Gen.

ва О.Г., Болтнева Н.П., Ковалева Н.В. // ЖОХ.

Chem. 2016. Vol. 86. N 11. P. 2446. doi 10.1134/

2015. Т. 85. № 7. С. 1120; Yarkevich A.N., Brel V.K.,

S1070363216110086

Makhaeva G.F., Serebryakova O.G., Boltneva N.P.,

8. Багаутдинова Р.Х., Бурилов А.Р., Пудовик М.А.,

Kovaleva N.V. // Russ. J. Gen. Chem. 2015. Vol. 85.

Пудовик Е.М. // ЖОХ. 2015. Т. 85. № 5. С. 875;

N 7. P. 1644. doi 10.1134/S1070363215070129

Bagautdinova R.K., Burilov A.R., Pudovik M.A.,

3. Шишкин В.Е., Медников Е.В., Попов Ю.В., Шевчен-

Pudovik E.M. // Russ. J. Gen. Chem. 2015. Vol. 85. N 5.

ко М.А., Анищенко О.В. // ЖОХ. 2016. Т. 86. № 3.

P. 1204. doi 10.1134/S1070363215050370

С. 378; Shishkin V.E., Mednikov, E.V., Popov Y.V.,

9. Шишкин В.Е., Попов Ю.В., Уфимцев С.В., Анищен-

Shevchenko M.A., Anishchenko O.V. // Russ. J. Gen.

ко О.В., Шевченко М.А., Кошелева И.А., Соколов Н.А. //

Chem. 2016. Vol. 86. N. 3 P. 522. doi 10.1134/

Изв. ВолгГТУ. 2017. № 11 (206). C. 41.

S1070363216030051

10. PASS Online. Laboratory for Structure-Function

4. Шишкин В.Е., Попов Ю.В., Анищенко О.В., Шевчен-

Based Drug Design, Institute of Biomedical Chemistry

ко М.А., Леденев С.М., Мороз А.А., Кошелева И.А. //

(IBMC), Moscow, Russia. http://www.pharmaexpert.ru/

ЖОХ. 2017. Т. 87. № 9. С. 1578; Shishkin V.E., Po-

passonline/predict.php

One-Pot Method for Synthesis of N-Phosphorylated Mono-

and Diimidates

V. E. Shishkin, Y. V. Popov, O. V. Anishchenko*, M. A. Shevchenko,

S. M. Ledenev, and N. A. Sokolov

Volgograd State Technical University, Volgograd, 400131 Russia

*e-mail: anishchenko@vstu.ru

Received March 23, 2020; revised March 23, 2020; accepted April 1, 2020

An effective one-pot method was developed for the preparation of organophosphorus derivatives of imidic acids

based on the reaction of mono- and diimidates hydrochlorides with dialkyl chlorophosphates in the presence of

triethylamine without isolation of free imidates.

Keywords: imidate hydrochloride, N-phosphorylated acetimidates, N-phosphorylated malonodiimidates,

phosphorylation, dialkyl chlorophosphates

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 9 2020