Проекты

Синтез фосфорилтиоамидов путем трехкомпонентного сочетания производных хлорметилфосфоновой кислоты, серы и аминов

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект - от знаний к практике, от практики к результату» в секции «Поиск» среди работ учащихся 10-11 классов

Направление работы: Органическая химия
Авторы работы: ГБОУ Школа имени Маршала В.И. Чуйкова
Предметы: Химия
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Курчатовский проект − от знаний к практике, от практики к результату» 17 апреля 2019 года

Актуальность работы

Фосфорорганические соединения очень важны как фармакологические препараты, агрохимикаты, лиганды в металлоорганических соединениях. Среди различных фосфорорганических соединений фосфорилтиоамиды актуальны в качестве ингибиторов аминопепдидазы и фосфорилазы человека, в роли лигандов, а также инициаторов или катализаторов процессов полимеризации. С другой стороны, появление в структуре фрагментов P=O, C=S и различных реакционноспособных групп в боковой цепи делает их мощным многофункциональным реагентом в органическом синтезе. Однако современные способы получения фосфорилтиоамидов сильно ограничены и имеют много недостатков, что делает актуальной разработку новых простых и гибких методов их получения.

Цель

Синтез фосфорилтиоамидов и фосфорилдитиоамидов путем трёхкомпонентного сочетания производных хлорметилфосфоновой кислоты, серы и аминов.

Описание работы

В настоящей работе авторами был предложен новый метод синтеза фосфорилдитиоамидов путем трёхкомпонентного сочетания производных хлорметилфосфоновой кислоты, серы и аминов, которое может рассматриваться как вариант реакции Вильгеродта-Киндлера. Была проведена оптимизация условий реакции с целью получения наибольшего выхода. Также с использованием трёхкомпонентного сочетания были получены фосфорилтиоамиды. Показано, что разработанный метод эффективен для синтеза синтетически труднодоступных фосфорилтиоамидов и фосфорилдитиоамидов. По сравнению с литературными подходами к синтезу фосфорилдитиоамидов, предложенная реакция обладает такими преимуществами, как отсутствие катализа солями металлов, эффективность в воде, простота выполнения и лёгкость масштабирования.

Существенной частью проведенного исследования наряду с разработкой методов синтеза фосфорилдитиоамидов и фосфорилтиоамидов является также идентификация и установление строения полученных соединений с использованием физико- химических методов. Состав и строение всех полученных соединений были подтверждены данными масс-спектрометрии и 1Н, 13С, 31Р-ЯМР-спектроскопии.

Результаты

  1. Разработан новый метод синтеза фосфорилдитиоамидов и фосфорилтиоамидов, основанный на трёхкомпонентном сочетании производных хлорметилфосфоновой кислоты с серой и аминами.
  2. Отработаны условия синтеза фосфорилдитиоамидов. Показано, что реакция гладко протекает в воде и носит общий характер для первичных и вторичных алифатических аминов с различными функциональными заместителями.
  3. Получены и охарактеризованы методами 1Н, 13С, 31Р-ЯМР-спектроскопии представительные серии фосфорилдитиоамидов и фосфорилтиоамидов (в сумме получено 11 новых соединений).

Оснащение и оборудование, использованное в работе

  • ЯМР-спектрометр Bruker AM-300
  • Масс-спектрометр высокого разрешения Bruker MicroTOF
  • ИК-спектрометр Bruker Vector 22
  • Столик Кофлера
  • Пластины для ТСХ «Merck»
  • Колонка для препаративной хроматографии на силикагеле марки 60 «Merck»
  • Химическая посуда и оборудование для органического синтеза

Награды/достижения

Диплом 3 степени — Всероссийская научно-практическая конференция-конкурс "Авангард".

Сотрудничество с вузом при создании работы

Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН.

Перспективы развития результатов работы

Дальнейшее развитие работы будет связано с детальным изучением в условиях реакции 1,2-этилендиамина и 1,3-приопилендиамина. Предполагается, что их использование позволит получить фосфорилзамещенные имидазолы и тетрагидропиримидины.