Исследование синтеза и химических свойств гидрофосфорильных производных моносахаридов
Диссертация имеет традиционное строение и состоит из шести частей: введения, литературного обзора, который посвящен методам синтеза гидрофосфорильных соединений Сахаров. Третья часть — обсуждение полученных в ходе работы результатов, а четвёртая часть содержит описание проведённых экспериментов. Завершают настоящую рукопись выводы и список использованной литературы. Изучены химические свойства… Читать ещё >
Содержание
- 1. ВВЕДЕНИЕ
- 2. СИНТЕЗ ГИДРОФОСФОРИЛЬНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ МОНОСАХАРИДОВ (литературный обзор)
- 2. 1. Синтез гидрофосфорильных соединений методами этерификации и переэтерификации
- 2. 2. Синтез гидрофосфорильных соединений моносахаридов при помощи амидов кислот трёхвалентного фосфора
- 2. 3. Синтез гидрофосфорильных соединений моносахаридов при помощи ангидридов кислот трёхвалентного фосфора
- 2. 4. Синтез кислых циклофосфитов на основе моносахаридов
- 3. СИНТЕЗ И НЕКОТОРЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГИДРОФОСФОРИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ ЗАЩИЩЕННЫХ МОНОСАХАРИДОВ (обсуждение результатов)
- 3. 1. Синтез гидрофосфорильных производных моносахаридов
- 3. 1. 1. Синтез эфиров гипофосфористой кислоты
- 3. 1. 2. Синтез эфиров фосфонистой кислоты
- 3. 1. 3. Синтез эфиров фосфористой кислоты
- 3. 1. 3. 1. Синтез гидрофосфорильных соединений на основе защищенных моносахаридов с использованием хлорангидридов фосфористой кислоты
- 3. 3. 1. 2. Синтез гидрофосфорильных соединений на основе защищенных моносахаридов с использованием амидов фосфористой кислоты
- 3. 1. Синтез гидрофосфорильных производных моносахаридов
- 3. 2. Химические свойства гидрофосфорильных соединений моносахаридов
- 3. 2. 1. Поведение гидрофосфорильных соединений моносахаридов в условиях реакции Кабачника-Филдса
- 3. 2. 2. Поведение гидрофосфорильных соединений моносахаридов в условиях реакции Абрамова
- 3. 2. 3. Исследование некоторых химических свойств неполных амидофосфитов моносахаридов
- 3. 2. 4. Исследование реакции арширования гидрофосфорильных соединений моносахаридов
Исследование синтеза и химических свойств гидрофосфорильных производных моносахаридов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
К настоящему времени в химии природных соединений усилилось внимание к группе веществ с общей гидрофосфорильной функцией. Актуальность обращения к таким системам определяется достигнутыми успехами по созданию практически важных продуктов за счёт направленной химической модификации фосфорсодержащих аналогов биологически важных соединений. Заметим, что упомянутая функция обеспечивает современные стратегии синтеза. Так, неполные эфиры кислот трёхвалентного фосфора, содержащие углеводный остаток, нашли применение в качестве полупродуктов для синтеза 1—>6 связанных фосфорных аналогов дии олигосахаридов, которые являются фрагментами разного рода фосфоглюканов, гликопротеинов и других веществ. Интересные результаты получены и в области фосфолипидных и нуклеотидных структур. Все упомянутые соединения оказались весьма полезными объектами для решения насущных задач в области биоорганической химии и в смежных с ней науках. Гидрофосфорильную функцию в полной мере можно рассматривать как фосфорный аналог карбонильной группы. Это открывает второе направление использования подобных соединений, заключающиеся в получении оригинальных сложных конструкций, расширяющих структурные возможности классических групп природных веществ. В частности, также, гидрофосфорильные соединения в последнее время стали использоваться в каталитическом арилировании и гетероарилировании.
Главной целью работы был синтез и изучение основных химических свойств гидрофосфорильных производных углеводов, а именно 1,2:5,6-ди-О-изопропилиден-а-1)-глюкофуранозы, 1,2:4,5-ди-0-циклогексилиден-а-?>-фруктопиранозы и 2,3-<9-изопропилиден-а-/,-метилрамнопиранозида.
Впервые разработаны методы синтеза разнообразных гидрофосфорильных соединения Сахаров, относящихся к различным классам фосфорорганических соединений: фосфитов, амидофосфитов, фосфонитов, гипофосфитов. Изучены химические свойства вновь полученных гидрофосфорильных соединений: их поведение в условиях реакций Кабачника-Филдса, Абрамова, окисления. Совместно с лабораторией элементоорганических соединений кафедры органической химии МГУ им. М. В. Ломоносова проведено изучение каталитического арилирования гидрофосфорильных производных моносахаридов. Нами показано, что гидрофосфорильные производные углеводов могут с успехом использоваться в качестве полупродуктов для синтеза производных кислот пятивалентного фосфора, представляющих интерес как аналоги природных биологически активных соединений: фосфатов, фосфонатов, фосфинатов.
Диссертация имеет традиционное строение и состоит из шести частей: введения, литературного обзора, который посвящен методам синтеза гидрофосфорильных соединений Сахаров. Третья часть — обсуждение полученных в ходе работы результатов, а четвёртая часть содержит описание проведённых экспериментов. Завершают настоящую рукопись выводы и список использованной литературы.
Автор выражает огромную благодарность к.х.н., в.н.с. Васяниной JI.K. за регистрацию спектров ЯМР и помощь в интерпретации спектральных данныхк.х.н. Карлстэдт Н. Б. за помощь в изучении закономерностей арилирования гидрофосфорильных производных углеводовд.х.н. Нифантьеву Н. Э. за содействие в получении исходных веществ и полезные рекомендациик.х.н. Липовцину Е. В., д.х.н., проф. Коротееву М. П. за ценные советык.х.н., доц. Кухаревой Т. С. и чл.-корр. РАН Нифантьеву Э. Е. за неоценимую помощь, понимание и поддержку.
5. ВЫВОДЫ h) Показана возможность синтеза гликогипо фосфитов реакцией конденсации гипофосфит-аниона и Сахаров в присутствии конденсирующего средства пивалоилхлорида.
I^l}) Разработаны методы синтеза неполных гликофосфитов и амидофосфитов с использованием хлорангидридов и амидов фосфористой кислоты. Впервые синтезированные при этом соединения выделены в индивидуальном виде и охарактеризованы физико-химическими методами.
Синтезирован ряд первых представителей фенилфосфонитов углеводов с использованием дихлорангидрида фенилфосфонистой кислоты в качестве фосфорилирующего агента.
4. Изучены химические свойства полученных кислых фосфитов, фосфонитов и гипофосфитов углеводов. Показано, что указанные вещества являются хорошими фосфорилирующими агентами в классических реакциях Абрамова и Кабачника-Филдса. Неполные амидофосфиты могут с успехом использоваться для получения фосфатов и в качестве фосфорилирующих средств для спиртов и углеводов.
Изучено поведение гидрофосфорильных соединений углеводов в условиях каталитического арилирования. При этом получены симметричные фосфинаты и несимметричные фосфонаты, имеющие практический интерес как потенциальные биорегуляторы.
Список литературы
- Jutta Niggeman, Thisbe К. Lindhoust, Martina Walfort, Lothar Laupichler, Henry Sajus and Joachim Thiem, Synthetic approaches to 2-deoxyglycosyl phosphates, Carb. Res., 1993, 246, 173−183
- Нифантьев Э.Е. Химия гидрофосфорильных соединений, Наука, Москва, 1983, 264 с.
- Цветков Е.Н., Кабачник М.И., Методы синтеза и анализа диалкилфосфитов и их аналогов, Реакции и методы исследования органических соединений, Москва, Химия, 1964, 13, 267−427
- Пудовик А.Н., Гурьянова И. В., Ишмаева Э.А, Реакции присоединения фосфорсодержащих соединений с подвижным атомом водорода, Реакции и методы исследования органических соединений, Москва, Химия, 1968, 23, 7848
- Чан динь Дат, Дис. канд. хим. наук, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Москва, 1971
- Schofild К., Todd А.Р., Nucleotides. Part XLVI. A new method for the preparation of nucleoside phosphites, J. Chem. Soc., 1961, 6, 2316−2320
- Нифантьев Э.Е., Кухарева T.C., Алкилгликофосфиты. Синтез, комплексы палладия, ЖОХ, 1979, 49 (4), 757−760
- Nifant’ev Е.Е., Kukhareva T.S., Antipin M.Yu., Struchkov Yu. and Klabunovsky E.I., Palladium complexes of phosphorus acid disubstituted ethers. Synthesis, structure, catalysis, Tetrahedron, 1983, 39 (5), 797−803
- Don E. Gibts, Catherine Larsen, Bis2,2,2-trifluoroethyl.phosphite, a new reagent for synthesizing mono- and diesters of phosphorous acid, Synth., 1984, 410−413
- Петров К.А., Нифантьев Э. Е., Щёголев А. А., Тусеев А. П., О 6-метилфосфоните 1,2:3,4-диизопропилиденгалактозы, ЖОХ, 1964, 34 (2), 690 695
- Елепина JI.T., Балахонцева В. Н., Нифантьев Э. Е., Фосфорилирование ксилита фосфонистыми кислотами, ЖОХ, 1973, 43 (8), 1811−1819
- Пат 1 079 022 ФРГ, РЖХим., 18Л94П (1961)
- Furdik М., Masek J., Acta Fac. Rerum. Natur. Univ. Comenianae. Chim., 1961,6,611
- Петров К.А., Нифантьев Э. Е., Лысенко Т. Н., Евдаков В. П., Синтез эфиров фосфористой и фосфинистой кислот путём алкоголиза их амидов, ЖОХ, 1961, 31 (7), 2377−2380
- Нифантьев Э.Е., Грачёв М. К., Амиды кислот трёхвалентного фосфора как фосфорилирующие средства для спиртов и аминов, Усп. химии, 1994, 63 (7), 602−637
- Петров К.А., Нифантьев Э. Е., Щёголев А. А., Тусеев А. П., Синтез и химические свойства тетраэтилдиамидофосфитов углеводов, ЖОХ, 1964, 34 (10), 4096−4099
- Нифантьев Э.Е., Тусеев А. П., Кошурин Ю. Н., ЖОХ, Сб. синтез природн. соед., 1965, 38
- Николаев А.В., Шибаев В. Н., Кочетков Н. К., Синтез гликозилфосфосахаров через гликозилводородфосфонаты, Биоорган, химия, 1987,13 (11), 1591−1593
- Davide Prosperi, Luigi Panza, Laura Poletti and Luigi Lay, Boranophosphate diesters as stable synthetic analogues of 1-O-glycosylphosphates, Tetrahedron, 2000,56 (27), 4811−4815
- Yashunsky D.V., Nikolaev A.V., Hydrogenphosphonate synthesis of sugar phosphomonoesters, J. Chem. Soc., Perkin Trans 1, 2000, 1195−1198
- Garreg P.J., Hansson J., Helland A.C., Oscarson S., Formation of anomeric phosphodiester linkages using //-phosphonate acceptors, Tetrahedron Lett., 1999, 40, 3049−3052
- Николаев А.В., Уткина Н. С., Шибаев В. Н., Игнатенко А. В., Розынов Б. В., Фрагменты биополимеров, содержащих остатки гликозилфосфатов. 10.102
- Синтез циклических и линейных олиго (маннозилфосфатов) поликонденсацией производного маннозилводородфосфоната, Биоорган, химия, 1992,18 (2), 272−282
- Nikolaev A.V., Chudek J.A., Ferguson M.A.J., The chemical synthesis of Leishmania donovani phosphoglycan via polycondensation of a glycobiosyl hydrogenphosphonate monomer, Carb. Res., 1995, 272, 179−189
- Иванова И.А., Шибаев B.H., Фрагменты биополимеров, содержащих остатки гликозилфосфатов. 13. Синтез фосфодиэфирного фрагмента полимера клеточной стенки Actinoplanes sp. ИНА 3697, Биоорган, химия, 1997, 23 (4), 273−280
- Highson A.P., Tsvetkov Y.E., Ferguson M.A.J., Nikolaev A.V., The synthesis of Leishmania major phosphoglycan fragments, Tetrahedron Lett., 1999, 40, 9281−9284
- Hansson J., Garegg P.J., Oscarson S., Synthesis of anomerically phosphodiester linked oligomers of the repeating units of the Haemophilus influenzae types с and f capsular polysaccharides, J. Org. Chem., 2001, 66, 62 346 243
- Lindberg Mats, Norberg Thomas, Oscarson Stefan, Synthesis of sucros-6-yl D-glucos-2-yl phosphate via the hydrogenphosphonate approach, J. Carb. Chem., 1992,11 (3), 243−253
- Berkin A., Coxon В., Pozsgay V., Chemistry- A European J., 2002, 8, 44 244 433
- Ross A.J., Highson A.P., Ferguson M.A.J., Nikolaev A.V., Synthesis of novel glycosyl phosphate analogues: derivatives of an acceptor substrate for the Leishmania elongating a-D-mannopyranosylphosphate transferase, Tetrahedron Lett., 1999, 40, 6695−6698
- Nikolaev A.V., Utkina N.S., Shibaev V.N., Ignatenko A.V., Kochetkov N.K., Cyclic and linear oligo (mannosyl phosphates) from partially protected a-D-mannopyranosyl hydrogenphosphonate, Carb. Res., 1989,187 (1), C1-C5
- Nikolaev A.V., Ivanova I.A., Shibaev V.N., Kochetkov N.K., Application of the hydrogenphosphonate approach in the synthesis of glycosyl phosphosugars linked through secondary hydroxyl groups, Carb. Res., 1990, 204, 65−78
- Гудкова И.П., Головникова И. К., Нифантьев Э.Е., Гликозилфосфиты и гликозилфосфониты, ЖОХ, 1968, 38, 1340
- Нифантьев Э.Е., Коротеев М. П., Иванова Н. Л., Гудкова И. П., Предводителев Д. А., Ангидриды фосфонистых, амидо- и алкилфосфористых кислот, ДАН СССР, 1967,173 (6), 1345−1348
- Hermans J.P.G., de Vroom E., Elie C.J.J., van der Marel G.A., van Boom J.H., An approach to the preparation using salicylchlorophosphite as the phosphitylating reagent, Reel. Trav. Chim. Pays-Bas., 1986,105, 510−511
- Westerduin P., Veeneman G.H., van der Marel G.A., van Boom J.H., Synthesis of the fragment of the cell wall polymer of Staphylococcus lactis having repeating ./V-acetylglucosamine phosphate units, Tetrahedron Lett., 1986, 27, 62 716 274
- Knerr L., Pannecoucke X., Luu В., Efficient synthesis of hydrophilic phosphodiester derivatives of lipophilic alcohols, Tetrahedron Lett., 1998, 39, 273 274
- Sun Qi, Xiao Qiang, Ju Yong, Zhao Yu Fen, Convenient and efficient synthesis of Z-rhamnopyranosyl phosphoramidates via Я-phosphonate, Chin. Chem. Lett., 2003,14 (7), 685−688
- Нифантьев Э.Е., Кухарева T.C., Коротеев М. П., Палладиевые комплексы на основе 3,5-циклофосфитов 1,2-алкалиден-а-?)-ксилофураноз. Синтез, энантиоселективная гидрогенизация, ДАН СССР, 1980, 253 (6), 13 891 392
- Нифантьев Э.Е., Коротеев М. П., Пугашова Н.М., Циклофосфиты 1,2−0-изопропилиден-а-?>-ксилофуранозы, ЖОХ, 1981,57, 1900
- Коротеев М.П., Нифантьев Э. Е., Бисфосфорилированные углеводы, ЖОХ, 1993, 63 (3), 481−521
- Коротеев М.П., Лысенко С. А., Пугашова Н. М., Ильинец A.M., Нифантьев Э. Е., Синтез и химические свойства 2,3,4-бициклофосфита р~ метил-?)-рибопиранозида, ЖОХ, 1989, 59 (9), 2116−2123
- Коротеев М.П., Пугашова Н. М., Лидак М. Ю., Аббасов Э. М., Нифантьев Э. Е., 3,5,6-бициклофосфит 1,2-изопропилиден-?>-глюкуроновой кислоты, ЖОХ, 1985, 55 (12), 2757−2761
- Коротеев М.П., Нифантьев Э. Е., Особенности химии бициклофосфитов 1,2-алкалиденглюкофураноз, ДАН СССР, 1980, 250(6), 1395−1398
- Нифантьев Э.Е., Матвеева Л. М., Гудкова И.П., Труды IV конференции по химии и применению фосфорорганических соединений, Москва, Наука, 1972,391
- Предводителев Д.А., Нифантьев Э. Е., Роговин З.А., Труды III конференции по химии и применению фосфорорганических соединений, Москва, Наука, 1972, 409
- Нифантьев Э.Е., Елепина Л. Т., Балахонцева В. Н., Фосфорилирование ксилита, ЖОХ, 1971, 41 (3), 707−708
- Martin Bollmark, Martin Kullberg and Jacek Stawinski, Nucleoside H-phosphonates. Part 19: novel nucleotide analogues H-phosphoselenoate mono- and diesters, Tetrahedron Lett., 2002, 43, 515−518
- Юделевич В.И., Соколов Л. Б., Ионин Б. И., Гипофосфиты и их реакционная способность, Успехи химии, 1980, 49 (1), 92−117
- Иванов Б.Е., Кудрявцева Л. А., Взаимодействие эфиров фосфорноватистой кислоты с бисдиэтиламинометаном и диэтиламинометилэтиловым эфиром, Изв. АН СССР, Сер. хим., 1967, (7), 1498−1501
- Pat. 38 220 (Japan), 1973- РЖХим, 1974, 16Н212
- Pat. 17 979 (Japan), 1975- РЖХим, 1976, 17Н223
- Белецкая И.П., Неганова И. Г., Вейц Ю. А., Арилирование 10-гидроксо-10-оксо-9-окса-10-фосфа-9,10-дигидрофенантрена, ЖОрХ, 2004, 40 (12), 1831−1835
- Жукова Н.А., Коротеев М. П., Васянина JI.K., Нифантьев Э. Е., Комплексы меди, серебра и молибдена с амидофосфитами глюкофуранозы, ЖОХ, 2003, 73 (.9% 1450−1454
- Абрамов B.C., Ильина Н. А., Юлдашева И. Н., Некоторые свойства алкиламидофосфористых кислот, ЖОХ, 1969, 39 (10), 2237−2240
- Шилов И.В., Нифантьев Э. Е., Синтез кислых амидов фосфористой кислоты, Журн. прикл. химии, 1971, 44 (11), 2581−2584
- Нифантьев Э.Е., Иванова Н. Л., Синтез и химические свойства кислых амидов фосфористой кислоты, Вестник МГУ им. М. В. Ломоносова, сер. 2,1965, 6, 130
- Zwierzak A., Koziara A., Phosphorous acid amides И. Synthesis of monoalkyl phosphoroamidites (R0)(R'2N)P (0)H, Tetrahedron, 1967, 23, 22 432 252
- Пудовик A.H., Батыева Э. С., Альфонсов B.A., Синтез бис(диэтиламидо)триметилсилилфосфита, ЖОХ, 1975, 45 (1), 248−249
- Батыева Э.С., Альфонсов В. А., Пудовик А. Н., О реакции бис(диэтиламидо)триметилсилилфосфита с протонсодержащими реагентами, Изв. АН СССР, Сер. хим., 1976, 2, 463−466
- Батыева Э.С., Альфонсов В. А., Кауфман М. З., Пудовик А. Н., Об изомеризации (З-пропиолактона под действием амидов кислот трёхвалентного фосфора, Изв. АН СССР, Сер. хим., 1976, 5, 1193−1194
- Gallagher B.J., Jenkins I.D., Organophosphorus intermediates. I. The formation and decomposition of phenylphosphinic anhydride, J. Chem. Soc., C, 1966, 23,2176−2181
- P.Kafarski, B. Lejczak, Phosphorus, Sulfur, Silicon Relat. Elem., 1991, 63, 193
- Черкасов P.A., Галкин В. И., Реакция Кабачника-Филдса: синтетический потенциал и проблема механизма, Успехи химии, 1998, 67 (10), 940−968
- Пудовик А.Н., Спирина JI.B., Пудовик М. А. и др., Реакции присоединения фенилфосфонистой кислоты и её замещённых, ЖОХ, 1969, 39 (8), 1715−1719
- Campbell G.M., Raza S.M., Reaction of phenylphosphorous acid with carbonyl compounds, J. Chem. Soc., C, 1971,10, 1836−1840
- Иванов Б.Е., Кудрявцева JT.A., Эфиры бис(а-окси-р, р, р-трихлорэтил)фосфиновой кислоты, Изв. АН СССР, Сер. хим., 1968, 7, 16 331 634
- Нифантьев Э.Е., Шилов И. В., Присоединение серы к диамидам фосфористой кислоты, ЖОХ, 1973, 43 (12), 2658−2660
- Hoegberg E.J., Cassaday J.T., The reaction of 0,0-dialkyl thiophosphoric acid salts with some a-haloacyl derivatives, J. Am. Chem. Soc., 1951, 73 (2), 557 559
- Нифантьев Э.Е., Шилов И. В., Кислые амиды как фосфорилирующие реагенты, ЖОХ, 1972, 42 (9), 1936−1939
- Белецкая И.П., Казанкова М. А., Каталитические методы образования связи фосфор-углерод, ЖОрХ, 2002, 38 (10), 1447−1483
- Lei A., Stoakes M.S., Schwabacher A.W., Palladium catalyzed preparation of monoaryl and diarylphosphinates from methyl phosphinate, Synthesis, 1992,12, 1255−1260
- Xu Y., Li Z., Xia J., Palladium-catalyzed synthesis of unsymmetrical alkyl aryl-phenylphosphinates, Synthesis, 1983, 5, 377−378
- Xu Y., Zhang J., Palladium-catalyzed synthesis of functionalized alkyl alkylarylphosphihates, Synthesis, 1984, 9, 778−780
- Xu Y., Zhang J., Novel synthesis of benzoxaphosphacycloalkane derivatives via palladium-catalyzed intramolecular formation of carbon-phosphorus bond, Tetrahedron Lett., 1985, 26 (39), 4771−4774
- Новикова 3.C., Дёмик H.H., Белецкая И. П., Катализируемое палладием арилирование диалкилфосфита, ЖОрХ, 1995, 31 (1), 142
- Кабачник М.М., Солнцева М. Д., Измер В. В., Новикова З. С., Белецкая И. П., Катализируемое палладием арилирование 0,0-диалкилфосфитов в условиях межфазного катализа, ЖОрХ, 1998, 34 (1), 106−111
- Кабачник М.М., Солнцева М. Д., Белецкая И. П., Катализируемое палладием арилирование гидрофосфорильных соединений в условиях межфазного катализа, Известия АН, Сер. хим., 1997, 8, 1556−1557
- Casalnuovo A., Calabrese J., Palladium-catalyzed alkylations in aqueous media, J. Am. Chem. Soc., 1990,112 (11), 4324−4330
- Xu Y., Li Z., Palladium-catalyzed synthesis of alkyl alkenylmethyl- und alkenylphenylphosphinates, Synthesis, 1986, 3, 240−242
- Cristau H.J., Herve A., Loiseau F., Virieux D., Synthesis of new arylhydroxymethylphosphinic acids und derivatives, Synthesis, 2003, 14, 22 162 220
- Lidstrom P., Tierney J., Wathey В., Westman J., Microwave assisted organic synthesis a review, Tetrahedron, 2001, 57, 9225
- Villemin D., Simeon F., Decreus H and Jaffres P.-A., Rapid and efficient Arbuzow reaction under microwave irradiation, Phosphorus, Sulfur, Silicon Relat. Elem., 1998,133, 209−213
- Villemin D., Jaffres P.-A., Simeon F., Phosphorus, Sulfur, Silicon Relat. Elem., 1997,130, 59
- Yadav J.S., Subba Reddy B.V., Madan Ch., Montmorillonite clay-catalyzed one-pot synthesis of a-amino phosphonates, Synlett., 2001, 7, 1131
- Kaboudin В., Rahman N., Microwave-assisted synthesis of 1-aminoalkylphosphonates under solvent-free conditions, Tetrahedron Lett., 2001, 42(46), 8211−8213
- Кабачник M.M., Зобнина E.B., Белецкая И. П., Взаимодействие альд- и кетиминов с 0,0-диэтилфосфитом в присутствии Cdl2 при микроволновом содействии, ЖОрХ, 2005, 41 (4), 517−519