Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Синтез и биологическая активность фосфонаминокислог и фосфонопептидов 5
1.1. Основные методы синтеза а- аминофосфонатов 5
1.1.1. Синтез а-аминофосфонатов в трехкомпонентной системе (Реакция Кабачника - Филдса) 6
1.1.2. Реакции в двухкомпонентных системах 10
1.1.2.1. Присоединение гидрофосфорильных соединений к иминам (реакция Пудовика) 10
1.1.2.2. Реакции гидроксифосфонатов с аминами 13
1.1.3. Методы C,N и Р-модификации замещенных фосфонатов 14
1.1.3.1. С-модификация замещенных аминофосфонатов 14
1.1.3.2. N-модификация замещенных аминофосфонатов 16
1.1.3.3. Р-модификация замещенных аминофосфонатов 16
1.2. Основные методы синтеза фосфонаминокислот и фосфонопептидов 17
1.2.1. Синтез фосфонаминокислот 18
1.2.1.1. Синтез N-фосфорзамещенных аминокислот 18
1.2.1.2. Синтез С - фосфорзамещенных аминокислот 21
1.2.2. Синтез фосфоноди- и полипептидов 25
1.2.2.1. Синтез фосфонодипептидов 25
1.2.2.2. Синтез фосфонопептидов 37
1.3. Биологическая активность и применение фосфорзамещенных аминокислот и пептидов 49
1.3.1. Ингибирующее действие аминофосфоновых кислот 49
1.3.2. Антибактериальная активность 51
1.3.3. Регуляция роста растений 54
1.3.4. Нейроактивные аминофосфоновые кислоты 55
Глава 2. Синтез а-аминофосфонатов и эфиров фосфонаминокислот в двух- и трехкомпонентных системах 56
2.1. Взаимодействие 0,0 - диэтилфосфита с альд- и кетиминами в присутствии Cdl2 57
2.2. Взаимодействие альд- и кетиминов с 0,0-диэтилфосфитом в присутствии Cdh при микроволновом содействии 61
2.3. Синтез а-аминофосфонатов в трехкомпонентной системе: R'C(0)R2 - (Е(0)2Р(0)Н - RNH2 в условиях отсутствия катализатора при микроволновом облучении 64
2.4. Синтез а-аминофосфонатов на основе производных природных порфиринов в двух- и трехкомпонентных системах при микроволновом содействии 68
2.5. Синтез эфиров фосфонаминокислот в условиях микроволнового содействия в двух- и трехкомпонентной системах 73
2.6. Изучение биологической активности а-аминофосфонатов на основе производных природных порфиринов 86
Глава 3. Экспериментальная часть 93
Выводы 111
Список литературы 112
- Синтез а-аминофосфонатов в трехкомпонентной системе (Реакция Кабачника - Филдса)
- Биологическая активность и применение фосфорзамещенных аминокислот и пептидов
- Взаимодействие альд- и кетиминов с 0,0-диэтилфосфитом в присутствии Cdh при микроволновом содействии
- Синтез эфиров фосфонаминокислот в условиях микроволнового содействия в двух- и трехкомпонентной системах
Введение к работе
а-Аминофосфонаты и а-аминофосфоновые кислоты являются важным классом фосфорорганических соединений, представители которого встречаются в природных объектах. а-Аминофосфонаты привлекают внимание своим широким спектром биологического действия. Среди этих соединений найдены препараты, обладающие антибактериальными, противовирусными свойствами, а также антибиотики, ингибиторы ферментов, пестициды. Физиологическая активность а-аминофосфонатов и аминофосфоновых кислот во многом обусловлена их подобием биологически важным карбоновым кислотам - аминокислотам. Перспективы использования а-аминофосфонатов в различных областях науки стимулировали разработку новых методов синтеза этого класса соединений.
Существует большое число методов синтеза а-аминофосфонатов, среди которых основными являются два подхода к синтезу этого класса соединений - проведение реакции в двухкомпонентной системе: азометин - кислый фосфит (реакция Пудовика) и реакция, протекающая в трехкомпонентной системе: альдегид - амин - кислый фосфит (реакция Кабачника-Филдса). Однако возможность использования этих методов синтеза зачастую ограничена трудностью получения а-аминофосфонатов, особенно на основе природных объектов. Поэтому важной фундаментальной задачей до сих пор остается создание простого и универсального способа синтеза а-аминофосфонатов, который мог бы быть использован не только для синтеза соединений алифатического и ароматического рядов, но и для аминофосфонатов на основе биологических объектов, таких как сахара, порфирины, стероиды, аминокислоты и т.п.
В связи с этим целью настоящей работы явилась разработка новых универсальных методов синтеза а-аминофосфонатов алифатического, ароматического и гетероароматическою рядов и эфиров фосфонаминокислот в условиях двух- и трехкомпонентных реакций, а также синтез а-аминофосфонатов на основе производных природных порфиринов и изучение биологической активности полученных препаратов.
Диссертация состоит из введения, трех частей, выводов и списка литературы.
В первой части рассмотрены литературные данные, касающиеся известных к настоящему времени методов синтеза фосфонаминокислот и фосфонопептидов. Кроме того, отдельно рассмотрена биологическая активность этих классов фосфорорганических соединений и области их применения.
Вторая часть посвящена обсуждению экспериментального материала, полученного в работе, по методам синтеза а-аминофосфонатов и эфиров фосфонаминокислот в двух- и трехкомпонентных системах.
В третьей главе изложена экспериментальная часть работы.
Синтез а-аминофосфонатов в трехкомпонентной системе (Реакция Кабачника - Филдса)
Известно, что реакция Кабачника - Филдса проходит в трехкомпонентной системе: карбонильное соединение/амин/гидрофосфорильное соединение и может быть описана следующей схемой:
Возможность варьирования заместителей в карбонильной и аминной компоненте, участие в реакции производных трехвалентного фосфора различного типа, протекание процессов в относительно мяіких условиях, возможность дальнейшей модификации получающихся аминофосфонатов без их специальной очистки и выделения - эти привлекательные стороны трехкомпонентного метода синтеза аминофосфонатов по реакции Кабачника - Филдса стимулировали поиск новых субстратов и новых условий этой реакции. Прежде всего, речь идет о синтезе а - аминофосфонатов, содержащих гетероциклические заместители, а так же фрагменты природных соединений.
Обширный круг исследований посвящен поиску новых катализаторов для проведения реакции Кабачника - Филдса, в том числе для проведения реакции в асимметрическом варианте.
Широко используются в качестве катализаторов в трехкомпонентном синтезе ос-аминофосфонатов кислоты Льюиса Известны примеры реакций, катализируемых L1CIO4 [10], ІпСІз [11], TaCl5-Si02 [12], трифлатами лантанидов [13], BF3-Et20, SnCl2 и SnCl4 [14], комплексами тетра(т/?ш-бутил)фталацианина с переходными металлами (А1С1, Со(И), Ni(II))[15] и другие.
В последнее время нашла широкое применение такая мягкая кислота Льюиса, как перхлорат магния, которая позволяет проводить различные органические превращения с высокой регио-, хемо- и стереоселективностью [16, 17].
Помимо кислот Льюиса в реакции Кабачника - Филдса в качестве катализаторов эффективно используются кислоты Бренстеда [20]. Так, например, использование трифторуксусной кислоты в качестве катализатора в реакции между диэтилфосфитом, п-метоксианилином и альдегидами различного строения позволило получить а -аминофосфонаты с высокими выходами [21]. В настоящее время широко изучается возможность проведения различных органических реакций при микроволновом содействии, имеющая ряд преимуществ: многократное уменьшение времени реакции, увеличение селективности и выходов конечных продуктов, отсутствие растворителей [22].
За последние пять лет в литературе появились публикации, посвященные синтезу а-аминофосфонатов в трехкомпонентной системе при микроволновом содействии, в присутствии АЬОз, [23], монтморилонита KSF [24], на силиконовой подложке [25] и в отсутствие катализатора и растворителя [26].
В результате реакции были получены а аминофосфонаты с высокими выходами (65 - 87 %), а время реакции сократилось до 5 - 6 минут [23]. Следует особо подчеркнуть, что за исключением одного примера (П-С4Н9СНО), в представленных публикациях для получения соответствующих сс-аминофосфонатов были использованы только ароматические альдегиды. Кроме кислых диалкилфосфитов в этой реакции с успехом были использованы полные эфиры фосфористой кислоты. Из литературы известно, что в данной реакции триалкилфосфит является более реакционноспособным, нежели диэтилфосфит [27, 28] Так реакция между ароматическими карбонильными соединениями, анилином и триэтилфосфитом может быть проведена в отсутствие каких-либо катализаторов при комнатной температуре в течение 12 часов [29].
Реакции в двухкомпонентных системах, приводящие к образованию о аминофосфонатов, включают в себя либо взаимодействие і идрофосфорильных соединений с иминами (реакция Пудовика), либо реакцию а-гироксифосфонатов с аминами. Постадийное проведение реакции часто предпочтительнее трехкомпонентного процесса как с точки зрения более высоких выходов продуктов, так и с точки зрения более высокого диастериомерного избытка (д.и.).
Предпочтение «иминного» метода при выборе стратегии синтеза а-аминофосфонатов обусловлено, во-первых, стремлением достичь максимального разнообразия функциональных групп при атомах N и С и, во-вторых, создать условия для максимальной стереоселективности присоединения по двойной связи азот - углерод.
Из литературных данных известно, что взаимодействие азометинов с гидрофосфорильными соединениями может проходить в присутствии основных, кислотных катализаторов, а так же в некоторых случаях в отсутствии каких бы то ни было катализаторов [31].
Несмотря на многообразие методов синтеза а-аминофосфонатов, важной задачей до сих пор является разработка стереоселективных методов их синтеза. Первый синтез оптически активных а - аминофосфоновых кислот был осуществлен в 1972 году [32]. Наиболее полная информация о методах стереоселективного синтеза а -аминофосфонатов представлена в обзоре Кухаря с сотрудниками [3], содержащем литературные сведения до середины 1992 года. С тех пор появилось большое число публикаций, в которых описаны новые способы стереоселективного синтеза аминофосфоновых кислот. Некоторые из них так же будут представлены в этой части обзора.
Биологическая активность и применение фосфорзамещенных аминокислот и пептидов
В 1958 году П Масталерз представил работу, посвященную ингибированию глутаминсинтетазы птиц фосфорными аналої ами глутаровой кислоты, чем инициировал дальнейшие исследования в этой области [99]. Однако механизм действия фосфонаминокислот и фосфонопептидов в качестве ингибиторов ферментов был подробно изучен лишь в 70-е годы. С 1970 года по настоящее время было опубликовано более 200 работ, посвященных взаимодействию ферментов и фосфонаминокислоткислот, и более 50 ферментов было исследовано. Наиболее значимыми являются примеры ингибирования таких ферментов, как глутаминсинтетазы растений и животных [100-103], катепсина С [104], лейцинаминопептидазы [105], тромбина [106], тирозиназы [107], диалкилглицин декарбоксилазы [108].
Глутаминсинтетаза катализирует одну из важнейших реакций обмена веществ, а именно, превращение L - ілутамата в L - глутамин, источник азота для производства аминокислот в организме. Фосфоноірицин (48)- фосфорный аналог ілутаминовой кислоты, является одним из наиболее известных ингибиторов этого фермента [109, ПО] .
Механизм ингибирования ферментов фосфонопептидами и фосфонаминокислотами основан на том, что фосфорсодержащие аналоги аминокислот и пептидов имитируют высокоэнергетические переходные состояния (нестабильные тетраэдрические интермедиаты), возникающие при гидролизе субстрата [114-116].
Из литературы известно [117], что аминофосфонаты легко проникают сквозь клеточную мембрану и это отчасти обуславливает столь ярко выраженное биологическое действие, однако основным фактором является липофильность соединения. Очевидно, что фосфонопептиды за счет пептидных фрагментов обладают высокой липофильностью, что и делает эти соединения настолько биологически активными. Примерами может служить эффективное ингибирование фосфонопептидами карбоксипептидазы А [118, 119] и коллагеназы [120] (52), пепсина (53) [121] и ренина (54)[122] .
Фосфорсодержащие антибиотики, в особенности фосфонаминокислоты, представляют собой интересную группу антимикробных препаратов Однако, до 1970 года не было публикаций, посвященных этой проблеме.
Интерес к этому вопросу возник после того, как в 70-е годы некоторые фосфорсодержащие антибактериальные препараты были выделены из природных объектов. Примерами могут служить биалафос(55) (выделенный из Slreptoyces vindochromogenes) [123], фосалацин (56) (Kitasa&poriaphosalacmea) [124], плюмбиомицин (57) (S plumbeus) [125] и другие [126,127] .
Первые работы, в которых исследуется антибактериальная активность синтетических фосфонаминокислот и фосфонопетидов, связаны с изучением ингибирования ферментов и пептидных цепочек на клеточной стенке [128] и общею подавления развития бактериальных клеток [128, 129]. Большое внимание в этих работах по биологической активности фосфонопептидов уделяется алафосфалину (58) и его производным, достаточно избирательно подавляющим H,N биосинтез клеточной стенки у широкого ряда бактерий [128,129]. Особенно сильное воздействие на бактерии 58 алафосфалин оказывает, если применяется совместно с антибиотиками, такими, как сефалексин, мециллинам и, в меньшей степени, ампициллин. Среди всех тест-объектов, на которые воздействовали алафосфалином, наиболее восприимчивой к нему оказалась Е coh Высокая степень подавления ( 90%) достигается при концентрациях 1-10 мі/мл. Показано, что большинство бактерий (как грамот рицательных, так и грамположительных), устойчивых против обычных антибиотиков, подавляются алафосфалином. Из полученных результатов авторы делают вывод о механизме биологического действия алафосфалина [128]. Весь процесс можно разбить на три стадии: активная транспортировка соединения через мембрану от носителя внутрь бактериальной клетки, его внутриклеточное расщепление с выделением фосфорсодержащего аналога аланина и, наконец, собственно, подавление биосинтеза клеточной стенки путем ингибирования аланинрацемазы и уридиндифосфат-N ацетилмурамил-аланинсинтетазы Авторы отмечают, что в общем случае полипептиды, содержащие 4 и более аминокислотных остатка в цепи, проявляют более высокую биологическую активность, в основном за счет того, что значительно легче переносятся в клетку.
В настоящее время ведутся акгивные исследования, связанные с изучением противовирусной активности фосфонаминокислот и фосфонопептидов. Следует отметить, что ученым уже удалось добиться определенного успеха в этой области. Сочетание двух функциональных групп в а-положении по отношению к фосфонатной группе (а-амино -а -гидрокси-(62) или а, а -диаминопроизводные (63, 64) (рис.9)) позволило получить эффективные ингибиторы протеазы вируса иммунодефицита человека (HIV - 1)[131].
В своих публикациях исследователи обращают особое внимание на выявление конкретных ферментов, участвующих в процессах обмена в живых клетках, которые ингибируются фосфонопептидами и фосфонаминоки слотами Например, гербицид глифосат (N-фосфонометилглицин) (65), имеющий торговое название «Roundup» [59], ингибирует действие регулятора клеточного цикла (CDKl/циклин В), действующего по принципу «все или ничего». Именно благодаря этой особенности происходит столь эффективное подавление клеточного цикла растений, что приводит к их іибели. Имеются данные о подавлении различными фосфонопептидами роста болезнетворных бактерий, зависящих от активации фактора роста [132].
Взаимодействие альд- и кетиминов с 0,0-диэтилфосфитом в присутствии Cdh при микроволновом содействии
В настоящее время широкое применение в синтетической органической и элементорганической химии нашло микроволновое (MW) излучение [22, 144]. Проведение реакций при микроволновом содействии многократно уменьшает время реакции, увеличивает селективность процессов и выходы конечных продуктов. Кроме того, проведение реакций в условиях микроволнового облучения удовлетворяет требованиям "Green Chemistry", позволяя проводить синтез различных органических соединений в отсутствие растворителей. Этот метод нашел успешное применение и в химии фосфорорганических соединений. В условиях микроволнового содействия проведена реакция Арбузова [145], изучено арилирование диарилхлорфосфинов в условиях металлокомплексного катализа [146], осуществлена реакция Виттига [147].
С целью оптимизации условий синтеза сс-аминофосфонатов как алифатического, так и ароматического рядов, нами исследовано взаимодействие различных альд- и кетиминов с диэтилфосфитом в присутствии С іІ2 в качестве катализатора при микроволновом содействии.
Реакция азометинов с диэтилфосфитом под действием микроволнового излучения проводилась без растворителя, в присутствии 5 мол. % Cdh в бытовой микроволновой печи (Daewoo, KOR-4125G, 102 Вт). В таблице 3 представлены сравнительные данные по проведению реакции диэтилфосфита с азометинами в присутствии Cdb при микроволновом излучении и в условиях нагревания до 45 С. Найдено, что использование сочетания катализа Cdb и микроволнового содействия позволяет многократно сократить время реакции (с 3-8 ч до нескольких минут, а иногда и секунд) и значительно увеличить выходы конечных продуктов (таблица 4).
Контроль за ходом реакции осуществлялся по данным ИК и ЯМР Р спектров, а также тонкослойной хроматографии (Silufol, элюент: гексан-этилацетат, 5:1). Анализ спектров ЯМР 31Р реакционной смеси показал, что реакция азометинов как алифатического, ароматического, так и гетероциклического рядов, в условиях микроволнового облучения проходит практически с количественными выходами.
ос-Аминофосфонаты после выделения получены с высокими выходами (86-95%) Отметим, что выход конечных продуктов зависит от строения исходных азометинов лишь в незначительной степени. Следует особо подчеркнуть, что выход а-аминофосфонатов, полученных при MW содействии, во всех случаях выше, чем при нагревании (таблица 3) В случае менее реакционноспособных кетиминов реакция с диэтилфосфитом также легко проходит при микроволновом содействии в присутствии Cdb, однако для завершения процесса требуется несколько более длительное облучение (до 10 мин). Так если N-mpem-бутилбутиральимин (1а) или N-циклогексилбутиральимин (1г) реагируют с 0,0-диэтилфосфитом в условиях микроволнового излучения за 45 сек., то кетимины на основе этих же аминов реагируют с диэтилфосфитом с образованием соответствующих ос-аминофосфонатов за -2-Ю мин.
Найдено, что фосфонилирование Ы-/ире/и-бутилметил-(5-метил-2-фурил)-имина (Из) при нагревании до 45 С в течение 1 сут. проходит менее, чем на 10 %, увеличение температуры до 140 С (2ч) приводит к образованию а-аминофосфоната с выходом не более 20%. В то же время в разработанных нами условиях при микроволновом содействии реакция заканчивается за 10 мин и дает возможность получить соответствующий аминофосфонат с высоким выходом. Отметим, что в отсутствие Cdh реакция азометинов с 0,0-диэтилфосфитом при микроволновом облучений протекаег за большее количество времени, однако отсутствие катализатора незначительно сказывается на выходах конечных продуктов.
Строение всех синтезированных сх-аминофосфонатов было подтверждено данными ЯМР Р и Н-спектроскопии. а-Аминофосфонаты, синтезированные впервые охарактеризованы данными элементною анализа а-Аминофосфонаты Ша-ж, 1Уа-д,з имеют характерные ЯМР параметры. В спектрах ЯМР Р а - аминофосфонаты Ша-ж, 1Уа-д,з проявляются в области от 19 2 до 37.3 м.д. Сигналы протонов, при а-углеродном атоме аминофосфонатов на основе альдиминов проявляются в области 2.87-4.68 мд Протоны аминогруппы имеют сигналы в области 2.16-3.50 мд., которые представляют собой уширенные синглеты. Протоны метальных групп лежат в области 1.15-1.51 м д.(триплет, 2J 6-7 Гц), метиленовые протоны этоксигрупп наблюдаются в области 3.45-4.29 м.д. и представляет собой мультиплет или квадруплет с константой спин-спинового взаимодействия 7 Гц (таблица 3). Таким образом, нами показано, что проведение реакции азометинов с 0,0-диэтилфосфитом в условиях катализа Cdh и микроволнового облучения не только многократно ускоряет реакцию, но и дает возможность получать ос-аминофосфонаты различного строения с высокими выходами.
Синтез а-аминофосфонатов по реакции Кабачника - Филдса хорошо изучен и детально обсуждается в литературе [2]. Этот метод широко применяется как для альдегидов, так и для кетонов. Однако меньшая реакционная способность кетонов по сравнению с альдегидами приводит к необходимости применения в этой реакции либо жестких условий (нагревание в запаянной ампуле)[7], либо применения сложных катализаторов [15].
В продолжение работ, посвященных изучению методов синтеза а-аминофосфонатов в условиях микроволнового излучения, мы исследовали возможность как каталитического, так и некаталитического синтеза а-аминофосфонатов и аминофосфоновых кислот в трехкомпонентной системе (карбонильное соединение -диэтилфосфит - первичный амин) при микроволновом содействии.
В реакцию были введены кетон ы как алифатического и ароматического, так и гетероциклического и карбоциклического строения (таблица 5). Реакцию проводили в бытовой микроволновой печи (102 W) при соотношении реагентов 1:1:1 в присутствии молекулярных сит (4А). Найдено, что реакция с диэтилфосфитом и первичными аминами при микроволновом облучении позволяет не только получать а-аминофосфонаты сложного строения с высокими выходами, но и многократно сократить время реакции, как и в случае двухкомпонентной системы (таблица 4). а-Аминофосфонаты были выделены с выходами 66-92%. В таблице 5 представлены сравнительные данные по синтезу а-аминофосфонатов на основе кетонов в условиях микроволнового излучения и при нагревании до 45 С
Найдено, что добавление в реакционную смесь катализаторов, в частности кислот Льюиса А1СЬ или Cdl2, как и в случае двухкомпонентной системы, несколько уменьшает время реакции при микроволновом содействии, но практически не сказывается на выходе конечных продуктов. Следует особенно отметить, что строение кетонов не существенно влияет на скорость изучаемого процесса при микроволновом облучении. В то же время этот метод позволяет с одной стороны вводить в реакцию малоактивные кетоны, такие как безофенон, и с другой стороны значительно повысить выход a-аминофосфонатов в случае 7-метокси-2-тетралона или адемантанона-2.
В спектре ЯМР Р а-аминофосфоната VI наблюдали 2 сигнала в области 23 и 23.5 м.д в соотношении 1:1, соответствующих двум стереоизомерам. В спектрах ЯМР Н также наблюдалось два набора сигналов. Так, характерными являлись сиі налы СНз-групп стероида, в области 0.88-1.06 м.д. наблюдалось четыре синглета с интегральной интенсивностью по 3 протона каждый, также в области 3.61-3.70 м.д. были зафиксированы 2 синглета, соответствующих метокси-группам двух диастериомеров, в спектрах присутствовали сигналы, соответствующие протонам фосфонатной группы: 2.25 м д, 2.30 м.д. - два квадруплета (2J 7.6 Гц), соответствующие СНг-группам, связанным с аминогруппой, 1.26 м.д., 1.29 мд - два триплета (2J 7.6 Гц) с интегральной интенсивностью по 6 протонов, соответствующие метильной группе.
Синтез эфиров фосфонаминокислот в условиях микроволнового содействия в двух- и трехкомпонентной системах
Аминофосфонаты, содержащие фрагменты аминокислот или пептидов (фосфонаминокислоты, фосфонопептиды), изучены в значительно меньшей степени, нежели обычные а-аминофосфонаты ароматического или алифатического рядов. Однако, именно к этому классу соединений относиться хорошо известный N-(фосфонометил)глицин, который является сильным регулятором роста растений и широко используется в сельском хозяйстве (торговое название «Roundup») [59] Кроме того, некоторые фосфонаминокислоты и фосфонопептиды обладают значительной антибактериальной, ингибирующей и другими видами биологической активности и используются в качестве лекарственных препаратов [94].
Несмотря на широкую известность некоторых фосфонаминокислот, достаточно важной проблемой в настоящее время остается поиск новых биологически активных препаратов - аналогов уже известных соединений, а так же разработка простых универсальных методов синтеза этого класса фосфорорганических соединений. Основным, из представленных в литературе методов синтеза фосфонаминокислот, является реакция Пудовика, т.е. проведение реакции в двухкомпонентной системе: азометин / диалкилфосфит [60]. Кроме того, в литературе существуют единичные примеры синтеза эфиров фосфонаминокислот в трехкомпонентной системе, однако показано, что реакция занимает очень длительное время (от трех до семи суток), и выходы конечных продуктов не привышают 65 % [153].
Синтез азометинов с использованием эфиров аминокислот в качестве аминной компоненты изучен в литературе на примере конденсации ароматических кетонов (ацетофенон, бензофенон) с этиловым эфиром глицина в присутствии эфирата трехфтористого бора [154]. Нами предложен удобный способ получения альд- и кетиминов Ха-н с использованием эфиров природных аминокислот в присутствии либо К2СО3, либо молекулярных сит (4 А), при нагревании. Найденные условия этого процесса позволили значительно расширить круг азометинов на основе аминокислот, исследовать их строение и использовать в дальнейшем в качестве реагентов в реакции фосфонилирования в синтезе биологически активных фосфонаминокислот.
Полученные соединения охарактеризованы данными ЯМР Н, ИК-спектроскопии и элементного анализа. В ИК-спектрах соединений Ха-н наблюдаются полосы поглощения, относящиеся к фрагментам ON (1690-1635 см1), ОО в COOEt (1755-1730 см 1). В спектрах ЯМР Н этих соединений имеются характерные сигналы протонов при атоме углерода аминокислотного остатка: 3.80- 4.30 м.д. - сигналы (=N-CHj-) групп остатка глицина (Ха-и) (рис.1); 3.83-4.16 м.д - сигналы (=N-CH-) группы остатка аланина (Хк,л) и остатка фенилаланина (Хм,н). Кроме того, альдимины имеют сигналы протонов при двойной (HON) связи, причем для азометинов на основе алифатических альдегидов эти сигналы лежат в области 7.50-8.86 м.д. (рис. 1), а в для азометинов на основе ароматических альдегидов - в области 8 20-9.15 м.д. Рис. 1. Спектры ЯМР II этил 1Ч-(2-метилпропилиден)глицината (Хб) и этил N бензилиденглицината (Хв).
Chem cal Shift (ppm) Известно, что основания Шиффа существуют в виде син- и апти- изомеров, причем большая часть альд- и кетиминов при комнатной температуре существует в более термодинамически стабильной шши-форме [155]. Однако для азометинов на основе аминокислот такие исследования проведены не были. Строение этилового эфира N-бензилиденаланина было изучено нами методом ЯМР Н. Был исследован ядерный эффект Оверхаузера для этого соединения (на рис. 2а,б представлены спектры соединения Хл)
Реакция азометинов Ха-н с диэтилфосфитом под действием микроволнового облучения проводилась без растворителя, в присутствии 5 мол. % СсЩ. Эфиры фосфонаминокислот XIa-н были получены с выходами от 48 до 91 % (таблица 8). Отметим, что выход конечных продуктов в определенной степени зависит от строения исходных азометинов Если альд - и кетимины алифатического ряда вступают в реакцию довольно легко, образуя эфиры фосфонаминокислот с высокими выходами (75-91 %), то менее реакционноспособные ароматические кетимины Х1е,ж образуют соответствующие фосфонаминокислоты со значительно меньшими выходами (48, 56 %, соответственно).
Нами была исследована возможность синтеза эфиров фосфонаминокислот в трехкомпонентной системе в присутствии Cdb при микроволновом содействии (схема 9, путь Б) Реакцию проводили в отсутствии растворителя при соотношении реагентов, карбонильное соединение / эфир а-аминокислоты / 0,0-диэтилфосфит = 1 1:1. В качестве водоотнимающего средства были использованы молекулярные сита (4А). Было найдено, что в этих условиях реакция проходит несколько дольше, чем в двухкомпонентной системе, и выходы конечных продуктов в некоторых случаях значительно ниже (таблица 9)
Следует отметить что при анализе спектров ЯМР Р реакционной смеси при проведении реакции в трехкомпонентной системе были зафиксированы сигналы в области 19-25 м.д., соответствующие ос-гидроксифосфонатам, причем при увеличении времени облучения интенсивность сигнала а-гидроксифосфоната уменьшался, а интенсивность сигнала а-аминофосфоната увеличивалась. Исходя из этого, можно сделать вывод, что в случае эфиров аминокислот при проведении реакции Кабачника-Филдса наряду с «иминным» механизмом реализуется «гидроксифосфонатный» механизм.
Как было отмечено в литературном обзоре, биолої ическая активность фосфонаминокислот и фосфонопептидов сильно зависит от стереохимии а-углеродного атома В связи с этим при выборе стратеїии синтеза фосфонаминокислот и фосфонопептидов важное значение имеет возможность осуществления стереоконтролируемой реакции. К настоящему времени появилось несколько публикаций, посвященных данной проблеме [33, 35, 62], однако в представленных работах синтез фосфонаминокислот требует довольно длительного времени или высокой сложности эксперимента, либо стереоселективность реакции недостаточно высока.
