Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Synthesis of (Z)-N-aryl-C-(pyrid-3-yl)-nitrones

Sadowski Mikołaj, Mudyna Agnieszka, Knap Klaudia, Demchuk Oleg M., Łapczuk Agnieszka

Scientiae Radices

|

2023

|

Vol. 2, Iss. 4

319--324

EN

In this work, new nitrones, derived from nicotinaldehyde and N-aryl-N-hydroxylamines are described, and methods for their synthesis, and purification are presented. Spectral characterisation of said nitrones is also presented.

2

Trifluorometylowane alkeny w reakcjach [2+3] cykloaddycji z nitronami

Socha J., Maziarka A., Jasiński R.

Chemik

|

2013

|

Vol. 67, nr 9

771--778

PL

Unikalne właściwości związków fluoroorganicznych, a wśród nich molekuł zawierających grupę trifluorometylenową, sprawiają, iż są one obecnie obiektem intensywnych badań. Mając na uwadze fakt, iż fluor w postaci związków organicznych w przyrodzie występują niezwykle rzadko, podstawowym źródłem tych połączeń staje się synteza organiczna. Niniejsza praca zawiera analizę możliwości wykorzystania trifluorometylowanych olefin do selektywnej syntezy trifluorometylowanych izoksazolidyn na drodze reakcji [2+3] cykloaddycji z nitronami.

EN

Fluoroorganic compounds, including molecules containing a trifluoromethylene group, are an object of intensive tests because of their unique properties. Taking into account the fact that fluorine in the form of organic compounds is extremely rare in the environment, organic synthesis becomes the fundamental source of such combinations. This paper describes the analysis of possible applications of trifluoromethylated olefins in the process of selective synthesis of trifuloromethylated isoxazolidines by means of [2+3] cycloaddition reaction with nitrones.

3

Izoksazolidynowe analogi nukleozydów

Kokosza K., Piotrowska D. G.

Wiadomości Chemiczne

|

2012

|

[Z] 66, 11-12

1041-1070

EN

Compounds having isoxazolidine moiety are of special interest since they show a broad spectrum of biological activity, including anticancer [1–5], antiviral [6], antibacterial [7–9] and antifungal activities [9–12]. Extensive studies on isoxazolidine moiety containing compounds resulted in discovery of several potentially antiviral and anticancer drugs (e.g. pyridemine-A 1 [2, 3], as well as isoxazolidines substituted with thymine and 5-fluorouracil 52a (AdT) [38–40] and 59 [(–)-AdFU] [41–43], respectively). In this review the most spectacular examples of the synthesis of isoxazolidine analogues of nucleosides are discussed and their biological activity is emphasized.

4

Synteza nitronów

Socha J., Jabłońska M., Głąb K., Mikulska M., Jasiński R., Barański A.

Czasopismo Techniczne. Chemia

|

2012

|

R. 109, z. 2-Ch

183--207

PL

W artykule przeprowadzono krytyczną analizę danych literaturowych dotyczących syntezy nitronów.

EN

The paper is a critical review of available literature data that are connected with synthesis of nitrones.

5

Regionoselektywność [2+3] cykloaddycji nitroetenu z Z-C,N-diarylonitronami w świetle teorii FMO

Jasiński R., Mikulska M., Pawlik H., Barański A.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2008

|

R. 105, z. 2-M

121-127

PL

Na podstawie danych obliczeń kwantowochemicznych przeprowadzono analizę pierwotnych efektów orbitalnych oraz coulombowskich w reakcjach [2+3] cykloaddycji diarylonitronów z nitroetenem. Ustalono, że efekty te generalnie sprzyjają powstawaniu odpowiednich 4-nitroizoksazolidyn.

EN

Using quantum-chemical calculations we have carried out an analysis of frontier molecular orbital interactions in the [2+3] cycloaddition reactions of nitroethene with diarylnitrones. In all cases the primary orbital effects and coulombic interactions favored the corresponding 4-nitroisoxazolidines.

6

Termodynamiczne aspekty [2+3] cykloaddycji C-m,m,p-trimetoksyfenylo - N-p - metylofenylonitronu z E-3,3,3-trichloro-1-nitropropenem-1

Szczepanek A., Jasiński R.

Czasopismo Techniczne. Chemia

|

2008

|

R. 105, z. 1-Ch

143-147

PL

Zbadano termodynamikę [2+3] cykloaddycji C-m,m,p-trimetoksyfenylo-N-p-metylofenylonitronu z E-3,3,3-trichloro-1-nitropropenem-1. Ustalono, że czynniki termodynamiczne najsilniej sprzyjają powstawaniu 3,4-trans-2-p-metylofenylo-3-m,m,p-trimetoksyfenylo-4-trichlorometylo- 5-nitroizoksazolidyny.

EN

The thermodynamics of [2+3] cycloaddition reaction of C-m,m,p-trimethoxyphenyl-N-pmethylophenylnitrone with E-3,3,3-trichloro-1-nitropropene-1 were carried out. The thermodynamics effects indicate that 3,4-trans-2-p-methylophenyl-3-m,m,p-trimethoxyphenyl-4- -trichloromethylo-5-nitroisoxazolidines in this reaction are favored.

7

Peri- i regioselektywność cykloprzyłączenia nitroetenu do Z-C-antranilo-N-arylonitronów w świetle teorii FMO

Pawlik H., Jasiński R., Barański A.

Czasopismo Techniczne. Chemia

|

2008

|

R. 105, z. 1-Ch

93-99

PL

Na podstawie danych obliczeń AM1 przedyskutowano charakter pierwotnych efektów orbitalnych cykloprzyłączenia Z-C-antranilo-N-arylonitronów do nitroetenu. Ustalono, że efekty te powinny sprzyjać konwersji reagentów wg mechanizmu [2+4] cykloaddycji.

EN

Using data of AM1 calculations we carried out discussion about character of FMO interaction in cycloadditions of Z-C-anthranil-N-arylonitrones to nitroethene. In all cases that effects should favored conversion of reagents in [2+4] mechanism of cycloaddition.

8

Chemoselektywność w reakcjach wybranych związków fosforu z pochodnymi hydroksyloaminy

Przychodzeń W.

Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej. Chemia

|

2007

|

Nr 55(606)

3-89

PL

Reakcja między nukleofilowymi H-fosfonianami a 1-tlenkiem 2-fenylo-3-fenyloimino-3H-indolu powinna prowa-dzić do odpowiednich adduktów, tj. a-N-hydroksyfosfonianów - odpowiednich prekursorów bardzo pożądanych rodników aminoksylowych. Jak pokazałem, reakcja ta daje jednak w pierwszym etapie indoleninę (produkt deoksygenacji), która wobec nadmiaru H-fosfonianu, w następczym procesie, ulega addycji-1,2 do 2-fosfonylowanych indoli 3. Reakcja zachodzi już w niskiej temperaturze, a jej przebieg jest inny niż reakcji opisanej kilka lat później przez Greciego. Użycie przez Greciego fosforynów trialkilowych w podwyższonej temperaturze prowadzi do N-fosforylowanych indoli jako głównych produktów reakcji. Badania kinetyczne wykazały, że szybkości obu procesów są porównywalne, a etap drugi (addycji nukleofilowej do indoleniny) jest odwracalny. Zaproponowałem mechanizm tej nowej reakcji, gdzie w kluczowym etapie deoksygenacji następuje atak atomu fosforu na atom tlenu nitronu. Potwierdziłem, że podobnie reagują też sole H-fosfotionianów i sole tlenków dialkilofosfin, a reakcji tej ulegają również azoksy związki i N-tlenki. Jest to pierwsze doniesienie w literaturze traktujące o odtleniajacych właściwościach soli H-fosfonianów wobec związków z wiązaniem N-O. Dotychczas używano do tego celu wyłącznie elektrofilowych związków fosforu lub fosforynów trialkilowych w podwyższonej temperaturze. Opisana reakcja może mieć potencjalne znaczenie jako łagodna metoda deoksygenacji N-tlenków i S-tlenków, gdzie nie jest wskazane użycie elektrofilowego PCl3. Bezpośrednie tionowanie kwasów hydroksamowych jako alternatywna do reakcji tioacylowania hydroksyloamin droga otrzymywania kwasów tiohydroksamowych nie była wcześniej przedmiotem badań. Jest to jednak metoda z wyboru transformacji naturalnych hydroksamianów (syderoforów) do ich tioanalogów. Jak wykazałem, tionowanie z wykorzystaniem odczynnika Lawessona (LR) nie jest reakcją w pełni chemoselektywną. Udowodniłem, że w zależności od struktury wyjściowego kwasu hydroksamowego i warunków reakcji otrzymuje się mieszaniny zawierające różne proporcje kwasu tiohydroksamowego, amidu i tioamidu. Umiarkowane wydajności oczekiwanych kwasów tiohydroksamowych osiąga się jedynie dla nie zatłoczonych kwasów N-alkilohydroksamowych (alkil = Me, Et, iPr, Bzl) bez ugrupowań elektronodonorowych w reszcie acylowej. Wykazałem, że kwasy N-tBu, N-arylowe, benzohydroksamowe zawierające podstawniki o silnym charakterze elektronodonorowym oraz te posiadające kwaśne protony alfa (kwasy malono-i fenyloacetohydroksamowe) dają w tej reakcji głównie lub wyłącznie amidy. Podjąłem również próby zastosowania reakcji tionowania wobec mieszanych układów amidowo-hydroksamowych (N-hydroksydipeptydy), stwierdzając, że tą drogą można jedynie otrzymywać odpowiednie pochodne z terminalną N-hydroksytioglicyną. O złożoności reakcji tionowania kwasów hydroksamowych świadczy potwierdzenie istnienia aż trzynastu procesów jednostkowych. Jednak dzięki temu, że w złożonej mieszaninie reakcyjnej znajdują się tylko dwa produkty o zdecydowanym charakterze kwasowym (kwas tiohydroksamowy i kwas anizylofosfonotiowy) procedura wyodrębniania kwasu tiohydroksamowego jest stosunkowo prosta, co czyni tę metodę atrakcyjną syntetycznie. Opierając się na analizie widm (1H, 31P i 15N NMR) mieszanin reakcyjnych oraz dzięki izolacji i identyfikacji trwałych pochodnych powstających produktów fosforowych ustaliłem mechanizm reakcji tionowania kwasów hydroksamowych. Reakcja rozpoczyna się od ataku elektrofilowego metaditiofosfonianu (AnsPSS) na atom tlenu ugrupowania N-O, który daje w odwracalnej reakcji odpowiedni kwas O-fosfoditioilohydroksamowy. Zarówno zwiększona nukleofilowość atomu tlenu, osłabienie wiązania N-O (w wypadku kwasów zawierających podstawniki elektronodonorowe), jak i zawada steryczna na sąsiednim atomie azotu (N-tBu) przesuwają stan równowagi w kierunku ww. produktu pośredniego. Ulega on dalej rozpadowi do odpowiedniego amidu, reaktywnego metatiofosfonianu AnsPOS oraz elementarnej siarki. W konkurencyjnej reakcji związany z grupą N-O reaktywny AnsPSS uwalniany jest stopniowo i atakuje atom tlenu grupy karbonylowej, co prowadzi do wymiany atomu tlenu na atom siarki i powstania kwasu tiohydroksamowego oraz AnsPOS. W wyniku następczych reakcji LR z amidem (tionowanie) i kwasem tiohydroksamowym (deoksygenacja) tworzy się dodatkowo tioamid. Wśród produktów fosforowych tej reakcji stwierdziłem obecność trzech produktów: kwasu anizylofosfonotiowego, jego bezwodnika oraz kwasu O-fosfotioilohydroksamowego. Natomiast w typowych reakcjach związków karbonylowych z LR podstawowym produktem transformacji LR jest odpowiedni trirner (AnsPSO)3, któremu towarzyszą liniowe oligomery powstające w wyniku polimeryzacji AnsPSO, zawierające mostkowe atomy tlenu i siarki. Ustaliłem, że kwas hydroksamowy w reakcji z LR pełni rolę przenośnika reaktywnych metafosfonianów: AnsPSS i AnsPOS. Dzięki temu przemiana AnsPOS jest kontrolowana i prowadzi do ww. bezwodnika, a nie produktów polimerycznych i trimeru. Derywatyzacja mieszanin reakcyjnych kwasów hydroksamowych z LR za pomocą ortomrówczanem tri metylu prowadzi niespodziewanie tylko do jedynego produktu fosforowego - odpowiedniego estru 0-metylowego kwasu anizylofosfonotiowego. Na podstawie tej obserwacji zaproponowałem mechanizm reakcji ortomrówczanów z mieszaniną ww. trzech produktów fosforowych (w typowej reakcji pomiędzy ortomrówczanami a kwasami fosfotiowymi powstają wyłącznie estry S-alkilowe). Przeprowadziłem również badania kinetyczne następczych procesów reakcji kwasów hydroksamowych z LR, stwierdzając, że kwasy tiohydroksamowe z podstawnikami elektronodonorowymi ulegają dwukrotnie szybciej deoksygenacji niż odpowiednie benzamidy są tionowane, a reakcja kwasów tiohydroksamowych z podstawnikami elektronoakceptorowymi jest dwa razy wolniejsza niż tionowanie odpowiednich benzamidów. Ze względu na supernukleofilowe właściwości, kwasy hydroksamowe jawią się jako obiecujące środki detoksykacji biocydów fosforoorganicznych, a także mogą być wykorzystywane w terapii reaktywacji unieczynnionych nimi enzymów serynowych, takich jak acetylocholinesteraza AChE. Dotychczas nie zajmowano się szczegółowo badaniami reakcji przeniesienia fosfotioilu i fosfoilu z wykorzystaniem kwasów hydroksamowych jako nukleofili. Zainicjowałem badania reakcji disulfanów bis(fosfotioilowych) z solami kwasów hydroksamowych. Opisane dotychczas w literaturze chemicznej przykłady reakcji ww. disulfanów z nukleofilami przebiegają wyłącznie na elektrofilowym atomie siarki. Punktem wyjścia do badań było otrzymanie wyjściowych disulfanów. Zastosowana droga z wykorzystaniem LR jako materiału wyjściowego pozwala wyeliminować kłopotliwe procedury syntezy i izolacji kwasów fosfoditiowych z P4S10 czy R2PCl. Dwa z otrzymanych disulfanów bis(fosfonotioilowych) [Ans(Y)PS]2S2 udało się wyodrębnić w postaci czystego optycznie stereoizomeru (Y = OMentyl, O-iPr), a wykorzystanie dioli dało interesu-jące 8- i 9-członowe disulfany cykliczne (Y = -ORO-), które można zastosować także w badaniach ważnej biologicznie reakcji przemiany tioldisulfan. Badana przeze mnie reakcja z użyciem soli kwasu N-metylo 4-chlorobenzohydroksamowego z disulfanami (prze-testowano disulfany fosforo-, fosfono- i fosfinotioilowe) prowadziła, niezależnie od struktury wyjściowego disulfanu, wyłącznie do produktów O-fosfotioilowanych. Ustaliłem, że reakcja ma charakter jonowy i przebiega według mechanizmu SN2P z inwersją konfiguracji na atomie fosforu. Z drugiej strony reakcja soli sodowej odpowiedniego kwasu N-tertbutylohydroksamowego z disulfanami nie daje odpowiednich O-fosfotioilowanych pochodnych, a wśród produktów tej reakcji znajdują się, kwas 0-4-chlorobenzoilohydroksamowy, 2-metylo-2-nitrozopropan oraz benzamid. Natychmiastowe pojawienie się głębokiego zielonego zabarwienia (rodnik acyloaminoksylowy), przechodzącego stopniowo w barwę niebieską (2-metylo-2-nitrozopropan), oraz struktura wyizolowanych ww. produktów jednoznacznie wskazywały na rodnikowy charakter reakcji z udziałem kwasu N-tertbutylohydroksamowego. Z kolei użycie soli kwasu N-izopropylobenzohydroksamowego w reakcji z disulfanami dawało zarówno produkty podstawienia nukleofilowego na atomie fosforu, jak i produkty pochodzące z przemian rodnika acyloaminoksylowego, tj.: kwas O-acylohydroksamowy, O-acyloacetoksym oraz benzamid. Zaproponowałem mechanizm reakcji inicjowany przeniesieniem pojedynczego elektronu (SET) z hydroksamianu na disulfan. Różnorodny przebieg reakcji soli kwasów hydroksamowych z disulfanami związany jest zarówno ze wzrostem zawady sterycznej na atomie azotu, jak i z różnicami potencjałów utleniających użytych soli kwasów hydroksamowych. Ustaliłem również, że produkty nie reagują z powstającą w reakcji solą kwasu fosfoditiowego. Dodatkowym dowodem na inertność związków jest trwałość pochodnej otrzymanej z cyklicznego disulfanu, zawierającej zakotwiczoną resztę fosfoditioilową. Bardzo interesująca reakcja pomiędzy O-tioacylohydroksyloaminami a kwasami fosforoditiowymi 6H została odkryta w naszym zespole podczas wyodrębniania produktów tioacylowania hydroksyloamin S-tiopiwaloiloditiofosforanem. W reakcji tiopiwaloilowania hydroksyloamin nie powstawały odpowiednie kwasy tiohydroksamowe, lecz wyłącznie produkty O-tioacylowania. Podczas oczyszczania tych produktów zamiast spodziewanej O-tioacylohydroksyloaminy izolowano jedynie disulfan piwaloilo-fosforotioilowy oraz ditiofosforan aminy. Stwierdzono, że reakcja pomiędzy O-tioacylohydroksyloaminą a kwasem ditiofosforowym jest bardzo szybka. Bez dostępu światła następuje jej znaczne spowolnienie, a użycie zmiatacza rodników (2,6-dimetylotiofenol) całkowicie ją hamuje. Te obserwacje sugerują, że reakcja ma charakter rodnikowy. Spośród dwóch możliwych hipotetycznych mechanizmów rodnikowych wybrano tę opartą na wstępnym przeniesieniu pojedynczego elektronu (SET) z soli kwasu fosforoditiowego na protonowaną O-tioacylohydroksyloaminę. Drugi mechanizm, zakładający inicjację procesu poprzez homolizę wiązania N-O, można wykluczyć wobec stwierdzonego faktu całkowitej inertności O-tioacylohydroksyloaminy wobec światła UV. Mieszane bezwodniki (tio)karboksylowo-fosfoditioilowe są bardzo użyteczne w syntezie organicznej. Ich reakcje z nukleofilami bywają chemoselektywne i prowadzą do otrzymania odpowiednich pochodnych (tio)acylowych. Zwykle syntezuje się je w reakcji chlorków kwasowych z solami kwasów fosfoditiowych. Postanowiono otrzymać je alternatywną metodą z udziałem tiokarboksylanów i elektrofilowego odczynnika Lawessona. Przeprowadzone wstępne eksperymenty acylowania z użyciem tworzonych in situ mieszanych bezwodników i ich S-metylowych pochodnych wykazały, że jedynie te drugie dają amidy i chronione dipeptydy z wysokimi wydajnościami. Natomiast w reakcji hydroksyloamin z O-acylo-S-metyloanizylofosfonoditionianami powstają mieszaniny N- i O-acylopochodnych. Ustalono, że wpływ na stosunek otrzymywanych produktów ma zarówno wielkość podstawnika na atomie azotu hydroksyloaminy jak i budowa reszty acylowej. Wykazano, że bezwodniki nie ulegają izomeryzacji P=S P=O ani C=O C=S typowej dla odpowiednich S-acyloditiofosforanów. Natomiast przeprowadzone próby aktywacji kwasów tiokarboksylowych za pomocą LR wykazały, że wbrew oczekiwaniom powstaje w tym wypadku mieszanina odpowiednich estrów 0- i S-fosfonotioilowych (w reakcji z aminami otrzymywano mieszaniny amidów i tioamidów w stosunku 5: 1). Wyniki te wykluczają możliwość zastosowania tej metody aktywacji w syntezie pochodnych tioacylowych, w tym kwasów tiohydroksamowych. Reakcje, którym ulegają prezentowane w pracy wielofunkcyjne pochodne hydroksyloaminy, rzadko bywają w pełni chemoselektywne. Opisane reakcje składają się z ciągów równoległych i następczych procesów, których efektem jest powstawanie mieszanin produktów. Wykazano, że chemoselektywność, jak i mechanizm reakcji pochodnych hydroksyloaminy ze związkami fosforu zależne są w dużym stopniu od warunków reakcji i budowy reagentów. Przykłady zaprezentowane w niniejszej pracy pokazują, że związki trójwiązalnego fosforu (III) oraz związki tri- i tetrakoordynacyjnego fosforu (V) z wiązaniem P=S mogą odtleniać pochodne hydroksyloaminy. Nitrony ulegają efektywnej deoksygenacji zarówno pod działaniem nukleofilowych (sole H-fosfonianów) jak i elektrofilowych związków fosforu (LR). Kwasy hydroksamowe pod wpływem elektrofilowego LR ulegają konkurencyjnej do reakcji tionowania deoksygenacji przy czym oba procesy zachodzą z udziałem tego samego produktu przejściowego. Natomiast działanie elektrofilowych disulfanów bis(fosfotioilowych) na kwasy hydroksamowe jest w dużym stopniu zależne od wielkości podstawnika alkilowego na atomie azotu. Reakcja może mieć charakter jonowy (trwałe kwasy O-fosfotioilohydroksamowe) lub rodnikowy - utlenienie do rodników aminoksylowych i ich następcze przemiany. Poznanie mechanizmu reakcji kwasów hydroksamowych z LR i z disulfanami bis(fosfotioilowymi) poszerzyło wiedzę na temat reaktywności elektrofilowych związków fosforu (reakcja przeniesienia fosfotioilu) z pochodnymi hydroksyloaminy. Natomiast nukleofilowe kwasy fosfoditioilowe i ich sole powodują efektywne rozszczepienie wiązania N-O w O-tioacylohydroksyloaminach i kwasach O-tosylohydroksamowych. Wynikiem przeprowadzonych badań jest także otrzymanie szerokiej gamy nowych produktów transformacji odczynnika Lawessona (5- i O-estry alkilowe i sililowe kwasu anizylofosfon(di)-tiowego, średniej wielkości 8-10 członowe cykliczne disulfany bis(fosforotioilowe), O-fosfonoditioilowane i O-fosfonotioilowane kwasy hydroksamowe) i nowych klas związków: O-fosfotioilowanych kwasów hydroksamowych oraz 2-fosfoilowanych-3-indolin i 2-fosfotioilowanych-3-indolin. Podstawowym narzędziem wykorzystanym do badań mechanizmów omówionych wyżej reakcji pochodnych hydroksyloaminy ze związkami fosforu była spektroskopia NMR. Przeprowadzona analiza widm otrzymanych połączeń pozwoliła również częściowo wyjaśnić wpływ ich budowy na obserwowane różnice reaktywności. Rezonans 31-P NMR zastosowano do detekcji i identyfikacji nietrwałych produktów przejściowych. Znalezienie korelacji przesunięć chemicznych (1H i 31P) i określenie wpływu podstawników pozwoliło dokonać analizy jakościowej i ilościowej mieszanin reakcyjnych. Opierając się na analizie widm 1H NMR, ustalono, że wykorzystane w bada-niach kwasy N-izopropylobenzohydroksamowe istnieją w roztworach chloroformowych w postaci czystych izomerów Z, natomiast w monokrysztale wyłącznie jako izomery E. Widma 15N NMR wykorzystano podczas analizy przemian O-fosfoditioilowanego kwasu hydroksamowego. Potrzeba otrzymania wzorców produktów powstających w badanych reakcjach i produktów derywatyzacji mieszanin reakcyjnych stworzyła możliwość usystematyzowania ich charakterystyk spektralnych. Znaleziono liniowe korelacje wartości przesunięć chemicznych 1H i l3C pochodnych z parametrami Hammetta. Omówiono wpływ podstawników na przesunięcia chemiczne 15N kwasów tiohydroksamowych. Porównanie zaobserwowanych różnic przesunięć chemicznych wykazało, że efekt podstawników w reszcie tioacylowej kwasów tiohydroksamowych jest dwa razy mniejszy niż w odpowiednich tioamidach. Wykazano, że jest to związane z oddziaływaniem tlenu grupy N-OH, a nie ze zjawiskiem sterycznej inhibicji wpływu rezonansowego wywołanego rozbudowaniem przestrzennym. Omówiona praca jest pierwszym opracowaniem traktującym o spektroskopii 15N NMR kwasów tiohydroksamowych.

EN

Reaction between nucleophilic sodium H-phosphonates and 2-phenyl-3-phenylimino-3H-indole 1-oxide should yield the corresponding adducts, i.e. a-N-hydroxyphosphonates - the respective precursors of very desirable ami-noxyl free radicals. However, it was demonstrated that the reaction leads at first stage to a deoxygenation product, indolenine, which in a consecutive process in the presence of excess H-phosphonate undergoes 1,2-addition to 2-phosphorylated indoles. The reaction exhibits high yield even at law temperature and its course is quite different than was reported several years later by Greci. He used trialkyl phosphites at elevated temperature, obtaining N-phosphorylated indoles as the main products. Kinetic studies indicated that the rates of both processes are comparable, and the second stage (the nucleophilic addition to indolenine) is reversible. The proposed mechanism of this unusual reaction involves as the key deoxygenation step the attack of the phosphorus atom at the oxygen atom of nitrone. It was confirmed that H-phosphonothioate salts and dialkylphosphine oxide salts react in a similar fashion, and azoxy compounds and N-oxides undergo this reaction as well. It is the first report on deoxygenation properties of H-phosphonate salts towards compounds possessing the N-O bond. Until now, only electrophilic phosphorous compounds or trialkyl phosphites at elevated temperature were used for this purpose. The reaction described may be potentiany significant as a gentle method of deoxygenating N-oxides and S-oxides when the application of electrophilic PCh is not advisable. Direct thionation of hydroxamic acids as an altemative to thioacylation of hydroxylamines in order to produce thiohydroxamic acids bas not been investigated before. However, it is the method of choice for transforming natu-rally occurring hydroxamates (siderophores) into their thio analogues. As it was shown, thionation employing Lawesson's reagent (LR) is not a runy chemoselective reaction. It was proved that depending on structure of hydroxamic acid and reaction conditions one can obtain a mixture containing different ratios of the corresponding thiohydroxamic acid, amide and thioamide. Moderate yields of target thiohydroxamic acids were achieved only for unhindered N-methyl, N-ethyl, N-benzyl and N-isopropyl hydroxamic acids without electrondonating substituents in the acyl residues. It was shown that N-aryl, N-tBu and benzohydroxamic acids possessing markedly electrondonating substituents or acidic ahydrogens (malono- and phenylacetohydroxamic acids) gave amides exclusively or as main products. Attempts were also made at thionating mixed amide-hydroxamic systems (N-hydroxydipeptides), and the conclusion was that only corresponding derivatives with terminal N-hydroxythioglycine can be obtained in such a way. Complexity of the reaction of thionation of hydroxamic acids results from existence of as many as thirteen unit processes. However, since only two significantly acidic products are present in the complex reaction mixture (thiohydroxamic acid and anisylphosphonothioic acid), the procedure for isolating thiohydroxamic acid is relatively simple, which makes the method attractive from synthetic point of view. The reaction mechanism was studied by the use of 1H, 31P and 15N NMR spectroscopy, as well as by isolating and identifying produced stable phosphorus-containing products, which led to determining the reaction mecha-nism. The reaction is initiated by electrophilic attack of metadithiophosphonate (AnsPSS) on the oxygen atom of the N-O moiety, which leads to reversible formation of the respective O-phosphodithioylhydroxamic acid. Increased nucleophilicity of the oxygen atom, weakening of the N-O bond (in the case of acids possessing electron-donating substituents), as well as steric hindrance on the adjacent nitrogen atom (N-tBu) shift the equilibrium towards the above intermediate. It further decomposes to the respective amide, reactive metathiophosphonate AnsPOS and elemental sulphur. In a competing reaction the reactive AnsPSS bound with the N-O moiety is gradually released and attacks the oxygen atom of the carboxyl group, which leads to exchange of oxygen atom for sulphur and formation of thiohydroxamic acid and AnsPOS. Subsequent reactions of LR with the amide (thionation) and thiohydroxamic acid (deoxygenation) lead to additional formation of thioarnide. Three compounds have been found among the phosphorus-containing products of this reaction: anisylphosphonothioic acid, its anhydride and O-phosphothioyl hydroxamic acid. Typical reactions of LR with carbonyl compounds, on the other hand, lead to LR transforming into the respective thiophosphine oxide trimer as the main product, accompanied by oligomeric products of AnsPSO polymerisation with bridging oxygen and sulphur atoms. It was determined that hydroxamic acid in reaction with LR acts as a transfer agent for reactive metaphosphonates: AnsPSS and AnsPOS. That is why AnsPOS transformation is controlled and leads to the above anhydride and not to polymeric products and trimer. Derivatisation of reaction mixtures of hydroxamic acids with LR using trimethyl orthoformate unexpectedly leads to a single phosphorus-containing product - the respective O-methyl ester of anisylphosphonothioic acid. This observation formed the basis for proposing the mechanism of reaction of orthoformates with the mixture of the above three phosphorus-containing products (in a typical reaction between orthoformates and phosphothioic acids only S-alkyl esters are formed). Kinetics of the subsequent reactions of hydroxamic acids with LR was investigated as well, leading to a conclusion that thiohydroxamic acids possessing electron-donating substituents undergo deoxygenation twice as fast as the corresponding benzarnides undergo thionation, and the reaction of thiohydroxamic acids possessing electron-withdrawing substituents is twice slower than thionation of the corresponding benzarnides. Due to their supemucleophilic character hydroxamates are very promising agents for detoxication of organic phosphorus biocides, and they can also be employed for reactivating serine enzymes like acetylcholine esterase AChE blocked by such biocides. Until now reactions of phosphothioyl transfer employing hydroxamic acids as nucleophiles have not been studied in detail. I undertook studying reactions between bis(phosphothioyl) disulphanes with salts of hydroxamic acids. Available literature reports have described reactions of the above sulphanes with nucleophiles as proceeding only at the electrophilic sulphur atom. The starting point for investigations was obtaining the starting disulphanes. The employed pathway using LR as starting material allows for eliminating troublesome procedures of synthesising and isolating phosphodithioic acids from P4S10 or R2PCl. Two of the synthesised bisphosphonotioyl disulphanes [Ans(Y)PS]2S2 could be iso-lated in optically pure form (Y = OMenthyl, OiPr), and moreover employing diols led to interesting 8- and 9-membered ring cyclic disulphanes (Y = -ORO-) that can also be used for investigating the biologically-important thiol-disulphane conversion. In the studied reaction employing N-methyl-4-chlorobenzohydroxarnic acid salt with disulphanes (phosphoro-, phosphcmo- and phosphinethioyl disulphanes were investigated) led exclusively to O-phosphothioylated products, irrespective of the structure of the starting disulphan. It was determined that the reaction is ionic in character and proceeds according to SN2P mechanism with complete inversion of configuration on phosphorus. On the other hand, reaction of sodium salt of the respective N-tertbutyl hydroxamic acid with disulphanes produces no corre-sponding O-phosphothioylated derivatives, with 0-4-chlorobenzoyl hydroxamic acid, 2-methyl-2-nitrosopropane and benzamide being present among the products. Reaction progress, with immediate appearance of deep green colour (acylarninoxyl radical) gradually changing to blue (2-methyl-2-nitrosopropane), as well as structures of isolated products unequivocally advertised its free radical mechanism. In turn, employing N-isopropylbenzhydroxamic acid salt in reaction with disulphanes yielded both products of nucleophilic substitution on phosphorus and products of acylaminoxyl radical conversion, i.e. O-acylhydroxamic acid, O-acylacetoxime and benzamide. This led to proposing for ibis reaction a mechanism initiated by single electron transfer from hydroxamate into disulphane. Diverse courses of reaction of hydroxamic acid salts with disulphanes is associated with both increase of steric hindrance on nitrogen and differences of oxidative potentials of employed hydroxamic acid salts. It was also determined that products do not react with phosphodithioic acid salt produced in the reaction. Inertness of compounds 8 is additionally proved by stability of the derivative obtained from cyclic disulphane possessing anchored phosphodithioyl residue. A very interesting reaction between O-thioacylhydroxylamines and phosphorodithioic acids was accidentally discovered by us during isolation of the products of thioacylation of hydroxyloamines with S-thiopivaloyl dithiophosphate. It turned out that in the course of thiopivaloylation of hydroxylamines no respective thiohydroxamic acids were formed: with O-thioacylation products being the sole ones present. Purification of these reaction products, instead of the expected O-thioacylhydroxylamine, led to isolating only pivaloyl-phosphorothioyl disulphide and amine dithiophosphate. The reaction between O-thioacylhydroxylamine and dithiophosphoric acid was determined to be very fast. It slows down significantly in darkness and is completely stopped by free radical scavenger (2,6-dimethylthiophenol). These facts led to a conclusion that ibis reaction is free-radical in character. From two possible hypotheses of free radical mechanisms we chose the one involving initial single electron transfer (SET) from salt of phosphorodithioic acid anto protonated 0-thioacylhydroxylamine. The other potential mechanism involving the process being initiated by homolysis of N-O bond was rejected in view of complete inertness of O-thioacylhydroxylamine to UV light. Mixed (thio)carboxylic-phosphodithioic anhydrides are very useful in organic synthesis. Their reactions with nueleophiles are chemoselective and lead to the respective (thio)acyl derivatives. They are usually synthesised in reaction of (thio)acyl chlorides with salts of phosphodithioic acids. We decided to synthesise them using an alternative method, involving thiocarboxylates and the electrophilic Lawesson's reagent. Preliminary acylation experiments employing mixed anhydrides and their S-methyl derivatives generated in situ showed that only the latter produce amides and protected dipeptides with good yields. Conversely, reaction of hydroxylamines with O-acyl-O-methylanisylphosphonodithioates yields mixtures of N- and O-acyl derivatives. Ratio of obtained products was determined to be influenced by both sile of substituent on hydroxylamine nitrogen and acyl group structure. Anhydrides were shown not to undergo P=S P=O or C=O C=S isomerization typical for the corresponding S-acyldithiophosphates. On the other band, attempts to activate thiocarboxylic acids using LR showed that, despite the expectations, mixture of the respective 0- and S-phosphonothioyl esters was produced (in reaction with amines 5:1 mixtures of amides and thioamides were obtained). These results exclude the possibility of employing ibis activation method for synthesising thioacyl derivatives, including thiohydroxamic acids. Reactions of multifunctional hydroxylamine derivatives described in ibis paper are seldom fully chemoselective. The described reactions involve series of parallel and sequential processes leading to mixtures of products. Both chemoselectivity and mechanism of reactions of hydroxylamine derivatives with phosphorus compounds were shown to be strongly dependent on reaction conditions and reagent structure. Examples presented in ibis paper show that compounds of trivalent phosphorus (ITI) and compounds of tri- and tetravalent phosphorus (V) with P=S bond can deoxygenate hydroxylamine derivatives. Nitrones undergo efficient deoxygenation by both nucleophilic (H-phosphonate salts) and electrophilic (LR) phosphorus compounds. Hydroxamic acids uran reaction with electrophilic LR undergo deoxygenation competitive to thionation, with both processes involving the same intermediate. In turn, action of electrophilic bis(phosphothioyl) disulphanes on hydroxamic acids is strongly dependent on the size of alkyl substituent on nitrogen. The reaction may be ionic (stable O-phosphothioylhydroxamic acids) or freeradical (oxidation to aminoxyl radicals and their subsequent transformations) in character. Learning the mechanism of reaction of hydroxamic acids with LR and with bis(phosphothioyl) disulphanes expanded the knowledge of reactivity of electrophilic phosphorus compounds (phosphothioyl transfer) with hydroxylamine derivatives. On the other hand, nucleophilic phosphodithioic acids and their salts cause efficient cleavage of the N-O bond in O-thioacyl hydroxylamines and O-tosyl hydroxamic acids. The performed research led also to synthesing a wide range of novel products of transformation of Lawesson's reagent (alkyl and silyl S- and O-esters of anisylphosphonodithioic and anisylphosphonothioic acid, medium-sized 8- to 10-membered cyclic bisphosphorothioyl disulphanes, O-phosphono(di)thioylated hydroxamic acids) and novel classes of compounds: O-phosphothioylated hydroxamic acids, 2-phosphoylated and 2-phosphothioylated 3-indolines. The primary tool used for investigating the mechanisms of the above reactions of hydroxylamine derivatives with phosphorous compounds was NMR spectroscopy. The analysis of spectral characteristics of the investigated compounds also allowed for partial explanation of how the compound structure affected the observed differences in reactivity. 31P NMR was used for detection and identification of unstable interrnediates. Correlation of 1H and 31P chemical shifts and establishing the effect of substituents enabled the qualitative and quantitative analysis of reaction mixtures. On the basis of 1H NMR spectra analysis N-isopropylbenzohydroxamic acids used in experiments were determined to exist in chloroform solutions as pure Z isomers, while there are exclusively E isomers present in crystals. 15N NMR spectra were employed for analysing the transformations of O-phosphodithioylated and O-phosphothioylated hydroxamic acid. The need for reference samples of products generated in the investigated reactions and of products of derivatisation of reaction mixtures allowed for systematising their spectral characteristics. Linear correlations of lH and 13C chemical shifts of derivatives with Hammett parameters were found. Attempts to explain how substituents influence the recorded 15N chemical shifts of thiohydroxamic acids were made. Comparison of the observed differences of chemical shifts showed that the effect of substituents in the thioacyl moiety of thiohydroxamic acids is twice smaller than that in the corresponding thioamides. This effect was shown to be associated with the influence of oxygen of the N-OH group and not with steric inhibition of the resonance influence caused by spatial expan-sion. The described paper is the first literature report covering 15N NMR spectroscopy of thiohydroxamic acids.

9

Termodynamika cykloprzyłączenia nitroetylenu do Z-C-fenylo-N-arylonitronów w świetle obliczeń AM1 i AM1/COSMO

Jasiński R., Mikulska M., Celej K., Barański A.

Czasopismo Techniczne. Chemia

|

2007

|

R. 104, z. 1-Ch

33-36

PL

Zbadano termodynamikę cykloaddycji nitroetylenu do Z-C-fenylo-N-arylonitronów. Ustalono, że czynniki termodynamiczne sprzyjają powstawaniu [2+3] cykloadduktów w niskich temperaturach i mało polarnym środowisku.

EN

The thermodynamics of nitroethene cycloaddition to Z-C-phenyl-N-arylnitrones have been studied. It has been found, that the thermodynamics parameters preffere the formation of [2+3] cycloadducts at low temperature and low polar solvents.

10

Termodynamiczne aspekty [2+3] cykloaddycji Z-C,N-difenylonitronu z 2-fenylo-1-R-1-nitroetylenami

Jasiński R.

Czasopismo Techniczne. Chemia

|

2006

|

R. 103, z. 4-Ch

37-39

PL

W niniejszym artykule przedyskutowano termodynamikę [2+3] cykloaddycji Z-C,N-difenylonitronu z 2-fenylo-1-R-1-nitroetylenami, opierając się na danych obliczeń AM1 i AM1/COSMO.

EN

The thermodynamics of Z-C,N-diphenylnitrone [2+3] cycloaddition to 2-phenyl-1-R-1-nitroethenes have been studied using data obtained by means of the AM1 and AM1/COSMO methods.

11

Regioselektywność [2+3] cykloaddycji nitronów z α-nitro- i α-metoksypropylenem w świetle teorii FMO

Jasiński R., Barański A.

Czasopismo Techniczne. Chemia

|

2001

|

R. 98, z. 4-Ch

1--5

EN

The quantum chemical analysis of alfa-nitroproprene and alfa-metoksypropene [2+3] cycloaddition to Z-C, N-distributed nitrones was carried out. It was found that studied reactions are under orbital control and their regioselectivity can be easily predicted using FMO theory.