Курсовая работа: Синтез бис-(триметилсилил) диметиламинометил фосфоната
Практически одновременно с реакцией Кабачника-Филдса была открыта реакция Пудовика. Это реакция между диалкилфосфитом и имином, реагенты которой являются интермедиатами реакции Кабачника-Филдса, поэтому они считаются родственными и сводятся к одному типу и механизму[3; 4]:
В качестве катализатора используют протон или кислоту Льюиса (активирует иминную компоненту), либо основание Льюиса (активирует фосфитную компоненту).
Аналогично проводится реакция с аминалями или аминоацеталями формальдегида [5]:
В данной реакции также может быть использован бис -(триметилсилил)фосфонат в качестве фосфорной компоненты [3; 4]. Данная реакция была использована нами в этой работе:
Для проведения реакции необходимо кипятить реагенты с небольшим количеством хлорида цинка в колбе Кляйзена до образования конечного продукта. После окончания реакции вещество отделяют при помощи фракционной перегонки при пониженном давлении.
Важным методом получения α-аминофосфоната также является замена ацетатного остатка природных аминокислот на фосфонатную группу при помощи триметилфосфита. Реакция проводтся в две стадии: образованию связи C-P предшествует расщепление аминокислоты тетраацетатом свинца[4]:
2.3.3 Синтез путем создания C-N связи
Введение аминогруппы может быть осуществлено при помощи перегруппировок Курциуса и Гофмана [4]. Эти перегруппировки используются для превращения карбонильной группы в аминогруппу. Для этого проводят синтез оснований Шиффа с их последующим восстановлением. Применяются оксимы и гидразоны.
Введение аминогруппы может быть произведено при помощи нуклеофильного замещения [4]. В реакцию аминирования под действием аммиака., например, вступают α-галогенофосфоновые кислоты. Вместо аммиака также вводят азидную группу, воостанавливая ее гидрированием на Pd/C или трифенилфосфином. Также используют аналогичный спирт вместо галогенпроизводных:
Атака нуклеофила по α-атому углерода также может быть осуществлена, если гидроксильную группу заменить на более сильный нуклеофуг (тозилат, трифлат).
Электрофильное аминирование может быть произведено, если на α-атоме углерода будет создан большой избыток электронной плотности. Генерация карбанионов проводится при помощи обработки бутиллитием фосфонового эфира с алкильным или арильным заместителем в α-положении. Литиевую соль переводят в купрат и обрабатывают литиевым производным трет-бутил-N-тозилкарбамата, аллил-N-тозилкарбамата или аллил-N-мезоксикарбамата[4]:
2.4 Получение N,N,N’N’-тетраметилдиаминометана
В работе [6] был предложен метод синтеза N,N,N’N’-тетраметилдиаминометана (или бис -(диметиламино)-метана) из формальдегида диметиламина. Для приготовления вещества реагенты смешивают в водном растворе при охлаждении в бане со льдом. После окончания реакции отделяют органический слой подщелачиванием гидроксидом калия. Этот слой далее отделяют, сушат над щелочью и перегоняют. Выход N,N,N’N’-тетраметилдиаминометана по данной методике составляет 77-85% от теоретического:
Также в работе [7] был описан метод получения бис -(диметиламино)-метана по следующей реакции с выходом 54% от теоретического:
N,N,N’N’-тетраметилдиаминометан можно получить по реакции, описанной Рудченко, Шевченко и Костяновским в [8], но с очень низким выходом (26%):
Ещё один синтез бис -(диметиламино)-метана из диметиламина был описан в работе [9]. Для получения этого вещества раствор диметиламина в дихлорметане нагревают до в водяной бане. После трёх часов реакции жидкую фазу выпаривают и далее разделяют при помощи фракционной перегонки.
Этот способ непрактичен, так как выход вещества небольшой (порядка 40-50%) в связи с протеканием побочных реакций.
2.5 Получение бис -(триметилсилил) фосфоната
В статье Воронкова, Колесовой и Згонник был описан простой метод получения триалкилсилиловых эфиров фосфористой кислоты [10]. По этому методу с выходом 57% от теоретического получается и бис -(триметилсилил) фосфонат (бис -(триметилсилил)-фосфит).
Для получения вещества избыток триметилхлорсилана и фосфористая кислота H3 PO3 кипятились в колбе с обратным холодильником до прекращения выделения соляной кислоты. Далее полученный фосфонат отгонялся под вакуумом. Аналогичный способ был предложен в [11].
Также российскими учеными запатентован метод получения бис -(триметилсилил) фосфината из триметилхлорсилана и фосфина в третбутаноле с количественным выходом [12]:
