Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


ГЕТЕРОЦИКЛИЗАЦИЯ АЛКЕНИЛЬНЫХ И ПРОПАРГИЛЬНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ 1,2,4-ТРИАЗОЛ-3-ТИОНОВ

Работа №101754

Тип работы

Авторефераты (РГБ)

Предмет

химия

Объем работы24
Год сдачи2013
Стоимость250 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
20
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ АВТОРОМ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Актуальность темы. Химия 1,2,4-триазол-3-тионов (3-меркапто-1,2,4-триазолов) и их конденсированных гетероциклических производных с узловым (мостиковым) атомом азота продолжает оставаться предметом устойчивого синтетического и биологического интереса. Для большого числа соединений данного ряда зарегистрированы различные виды биологической активности. Кроме того, производные 1,2,4- триазолтионов используются в качестве ингибиторов коррозии металлов и сплавов.
Вместе с тем, в литературе практически не исследованы реакции гетеро¬циклизации алкенильных и алкинильных производных 1,2,4-триазол-3-тионов, которые дают широкую возможность для синтеза целого ряда новых гетероциклических соединений с различными полезными практическими свойствами.
Немногочисленные литературные данные по электрофильной гетероциклизации алкенильных и алкинильных производных 1,2,4-триазол-3-тионов под действием галогенов и минеральных кислот зачастую носят противоречивый характер (в одних случаях, по данным авторов, гетероциклизация протекает региоспецифично, в других - с образованием смеси продуктов). Кроме того, в ранних источниках, датированных 1970-1980-ми годами, доказательство структуры полученных соединений основывается только на данных ИК и УФ спектроскопии.
В свою очередь, введение фтора или трифторметильной группы в структуру органических соединений существенно повышает их биологическую активность. Биоскрининг соединений, содержащих СБ3-группу, стал важным этапом биохимических исследований, стимулирующих работы по созданию новых подходов к синтезу фторсодержащих гетероциклических соединений.
Отмеченные аспекты отражают актуальность исследования возможностей синтеза галогенсодержащих конденсированных гетероциклических соединений на основе алкенильных и алкинильных производных 1,2,4-триазол-3-тионов.
Целью работы является разработка методов синтеза галогенсодержащих тиазоло- триазолиевых, триазолотиазиниевых и триазолотиазепиниевых гетероциклических систем с узловым атомом азота.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
1. Синтез 1,2,4-триазол-3-тионов и разработка методов их 8-алкилирования различными алкенилгалогенидами и пропаргилбромидом.
2. Разработка методов гетероциклизации алкенильных и пропаргильных производных 1,2,4-триазол-3-тионов под действием иода и брома.
3. Разработка подходов к осуществлению контроля над качественным и количественным составом смесей образующихся продуктов галогенциклизации.
Научная новизна. Синтезирован ряд новых 3-алкенилтио- и 3-пропаргилтио-производных 4-метил-2,4-дигидро-3Я-1,2,4-триазол-3-тиона и 5-Я-2,4-дигидро-3Я-1,2,4- триазол-3-тионов (Я = Н, СН3, СБ3), в том числе производные, содержащие бутенильный и пентенильный заместители при атоме серы.
Разработаны однореакторные методы синтеза 3-аллилтио-4Я-1,2,4-триазола и 3-(2-метил-2-пропенил)тио-5-метил-4#-1,2,4-триазола, исключающие промежуточное выделение триазолтионов.
Разработаны эффективные подходы к получению ряда новых галогенсодержащих
[1,3] тиазоло[1,2,4]триазолиевых, [1,2,4]триазоло[1,3]тиазиниевых и [1,2,4]триазоло[1,3]- тиазепиниевых систем галогенциклизацией алкенильных и пропаргильных производных 1.2.4- триазол-3-тионов под действием иода и брома. Впервые в рамках ЯМР 1Н эксперимента исследовано иодирование и бромирование 3-алкенилтио-1,2,4-триазолов.
Установлено, что продукты иод- и бромциклизации 4-аллил-5-метил-2,4-дигидро- 3Н- 1,2,4-триазол-3 -тиона, галогениды 6-галогенметил-3 -метил-5,6-дигидро- 1Н-[1,3]- тиазоло[2,3-с][1,2,4]триазолия, вступают в реакции расширения цикла через дигидротиазин-тиазолиновую перегруппировку с образованием изомерных им галогенидов 6-галоген-3-метил-1,5,6,7-тетрагидро[1,2,4]триазоло[3,4-й][1,3]тиазиния.
Предложен простой и региоспецифичный метод синтеза иодсодержащих 3-трифторметил [1,2,4]триазоло[3,4-й][1,3]тиазиниевых систем реакциями 3-алкенилтио- 5-трифторметил-4Н-1,2,4-триазолов с иодом и последующей обработкой водой.
Разработан метод окислительной бромциклизации 3-аллилтио- и 3-(2-пропинил)- тио-4Н-1,2,4-триазолов в водной системе НВг - Н2О2.
Найдено, что 2-амино-5-трифторметил-1,3,4-тиадиазол в основной среде подвергается необычной реакции димеризации, сопровождающейся раскрытием одного тиадиазольного цикла.
Практическая значимость. Разработаны методы синтеза, в том числе одно-реакторные, 8-алкенильных и пропаргильных производных 1,2,4-триазол-3-тионов, которые проявили себя в качестве ценных субстратов при создании различных галогенсодержащих конденсированных гетероциклических соединений. Получено более 50 новых соединений, представляющих интерес с точки зрения их дальнейшего синтетического и практического применения. В частности, предложен простой и удобный в препаративном плане подход к синтезу 3-трифторметил[1,2,4]триазоло[3,4-й]-[1,3] тиазиниевых систем, для отдельных представителей которых выявлена значительная микробиологическая активность в отношении биопленкообразования и ростовых свойств ряда штаммов микроорганизмов, что делает перспективными дальнейшую разработку и биоскрининг биологически активных и лекарственных препаратов на их основе. Кроме того, накопленные в результате работы обширный экспериментальный материал и набор спектральных данных могут найти важное применение в области теоретической органической химии.
Основные положения, выносимые на защиту:
- синтез 1,2,4-триазол-3-тионов и химические превращения 2-амино-5-трифтор- метил-1,3,4-тиадиазола в основной среде;
- алкилирование 4-метил-2,4-дигидро-3Н-1,2,4-триазол-3-тиона и 5-замещенных
2.4- дигидро-3Н-1,2,4-триазол-3-тионов алкенилгалогенидами и пропаргилбромидом и результаты исследования структуры полученных 8-производных методами ГХ-МС и ЯМР 1Н спектроскопии;
- реакции расширения цикла продуктов иод- и бромциклизации 4-аллил-5-метил-
2.4- дигидро-3Н-1,2,4-триазол-3-тиона, галогенидов 6-галогенметил-3-метил-5,6-дигидро- 1Н-[1,3]тиазоло[2,3-с][1,2,4]триазолия;
- результаты исследования гетероциклизации 3-алкенилтио- и 3-(2-пропинил)тио-
1.2.4- триазолов под действием иода и брома, в том числе в рамках ЯМР 1Н эксперимента.
Апробация работы. Основные результаты и положения диссертации представлены с опубликованием тезисов и обсуждены в рамках Российской молодежной научной конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной химии» (Екатеринбург, 2007, 2008, 2009); IV Международной конференции «Современные аспекты химии гетероциклов» (Санкт-Петербург, 2010); Всероссийской молодежной конференции-школы «Идеи и наследие А. Е. Фаворского в органической и металло-органической химии XXI века» (Санкт-Петербург, 2010); Второй научной конференции аспирантов и докторантов ЮУрГУ (Челябинск, 2010); Международной научной конференции «Current Topics in Organic Chemistry» (Новосибирск, 2011); Всероссийской рабочей химической конференции «Бутлеровское наследие-2011» (Казань, 2011); V Всероссийской конференции студентов и аспирантов с международным участием «Химия в современном мире» (Санкт-Петербург, 2011); Второй Международной конференции «Новые направления в химии гетероциклических соединений» (Железноводск, 2011); XIX Менделеевского съезда по общей и прикладной химии (Волгоград, 2011); Международной конференции «FloHet-2012. Florida Heterocyclic and Synthetic Conference» (Гейнсвилл, Флорида, США, 2012); Всероссийской конференции «Органический синтез: химия и технология» (Екатеринбург, 2012).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 11 статей, в том числе 10 статей в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ, а также 12 тезисов докладов на международных и всероссийских научных конференциях.
Личный вклад автора состоит в осуществлении всех синтетических экспериментов, интерпретации спектральных данных, систематизации и анализе результатов исследования, написании статей и тезисов докладов.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав (литературный обзор, обсуждение результатов проведенных исследований и экспериментальная часть), заключения, списка сокращений и условных обозначений и списка литературы. Работа изложена на 190 страницах, содержит 31 таблицу и 47 рисунков. Список цитируемой литературы включает 270 наименований.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


Итоги исследования. По результатам проведенных исследований в работе сделаны следующие выводы:
1. Разработаны методы синтеза, в том числе однореакторные, ряда новых 3-алкенилтио- и 3-пропаргилтиопроизводных 4-метил-2,4-дигидро-3Н-1,2,4-триазол- 3-тиона и 5-замещенных 2,4-дигидро-3Н-1,2,4-триазол-3-тионов.
2. Осуществлен синтез новых галогенсодержащих [1,3]тиазоло[1,2,4]триазолиевых, [1,2,4]триазоло[1,3]тиазиниевых и [1,2,4]триазоло[1,3]тиазепиниевых гетеро-циклических систем с узловым атомом азота, представляющих интерес с точки зрения их дальнейшего синтетического и практического применения:
- предложен простой и региоспецифичный метод синтеза иодсодержащих 3-трифторметил[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3]тиазиниевых систем реакциями 3-алкенилтио-
5- трифторметил-4Н-1,2,4-триазолов с иодом и последующей обработкой водой;
- впервые осуществлена гетероциклизация 3-пропаргилтио-4-метил-4Н-1,2,4- триазола под действием иода и брома, в результате чего получены производные
6- галогенметилен-3-метил-5,6-дигидро [ 1,3]тиазоло[3,2-^ [ 1,2,4]триазолия и 6-иодметил- 3 -метил[ ^^иазоло^Д-^ [ 1,2,4]триазолия;
- иодциклизацией 3-(4-пентенил)тио-4-метил-4Н-1,2,4-триазола синтезирована неизвестная ранее система 8-иодметил-3-метил-5,6,7,8-тетрагидро[1,2,4]триазоло[5,1-b]-
[1,3] тиазепиния;
- разработан метод окислительной бромциклизации 3-аллилтио- и 3-пропар- гилтио-4Н-1,2,4-триазолов в водной системе HBr - H2O2.
3. Найдено, что продукты иод- и бромциклизации 4-аллил-5-метил-2,4-дигидро- 3Н- 1,2,4-триазол-3 -тиона, галогениды 6-галогенметил-3 -метил-5,6-дигидро- 1Н-[1,3]- тиазоло[2,3-с][1,2,4]триазолия, вступают в реакции расширения цикла через дигидротиазин-тиазолиновую перегруппировку с образованием изомерных им галогенидов 6-галоген-3-метил-1,5,6,7-тетрагидро[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3]тиазиния.
4. Установлено ингибирующее действие иодида 3,6-диметил-6-иодметил-5,6- дигидро[1,3]тиазоло[3,2-b][1,2,4]триазолия и значительная стимулирующая активность 6-иод-3-трифторметил-6,7-дигидро-5Н-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3]тиазина и иодида 6-иод- 6-метил-3-трифторметил-1,5,6,7-тетрагидро[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3]тиазиния в отношении биопленкообразования и ростовых свойств ряда штаммов микроорганизмов.
Рекомендации и перспективы дальнейшей разработки темы. Синтезированные нами конденсированные гетероциклические 1,2,4-триазолиевые системы дают широкую возможность для получения новых соединений на их основе путем трансформации содержащихся в их структуре функциональных групп (замещение атомов галогенов, реакции окисления и восстановления). Дальнейшее развитие разработанных нами простых и удобных в препаративном плане подходов к синтезу галогенсодержащих гетероциклических систем с узловым атомом азота заключается в расширении набора доступных объектов исследования алкенильными и пропаргильными производными ряда других азолтионов (имидазолтионов, тетразолтионов, тиазол- и бензотиазолтионов).



1. Il’inykh, E. S. Synthesis of novel fluorine- and iodine-containing [1,2,4]triazolo- [3,4-¿][1,3]thiazines based 3-(alkenylthio)-5-(trifluoromethyl)-4JH-1,2,4-triazole-3-thiols / E. S. Il’inykh, D. G. Kim, M. I. Kodess, E. G. Matochkina, P. A. Slepukhin // J. Fluor. Chem. - 2013. - V. 149. - P. 24-29.
2. Ильиных, Е. С. Исследование бромциклизации S-аллильных производных 3-меркапто-1,2,4-триазолов / Е. С. Ильиных, Д. Г. Ким // Вестн. ЮУрГУ. Сер. Химия. - 2013. - Т. 5, № 3. - С. 4-9.
3. Ильиных, Е. С. Иодциклизация S-аллильных производных 3-меркапто-4- метил-1,2,4-триазола / Е. С. Ильиных, Д. Г. Ким // Химия гетероцикл. соед. - 2011. - № 5.-С. 766-769.
4. Ким, Д. Г. Новый пример дигидротиазин-тиазолиновой перегруппировки при бромировании 4-аллил-5-метил-1,2,4-триазол-3-тиона / Д. Г. Ким, Е. С. Ильиных // Химия гетероцикл. соед. - 2011. - № 4. - С. 631-632.
5. Ильиных, Е. С. Синтез и иодциклизация 4-метил-3-((2Е'{2Х})-3-хлор-2- пропенил)тио-1,2,4-триазолов / Е. С. Ильиных, Д. Г. Ким // Бутлеров. сообщ. - 2011. - Т. 26, № 12. - С. 6-9.
6. Ильиных, Е. С. Исследование иодциклизации 4-аллил-5-метил-1,2,4- триазол-3-тиона / Е. С. Ильиных, А. Л. Фролов, Д. Г. Ким // Изв. вузов. Химия и хим. технол. - 2011. - Т. 54, № 9. - С. 32-33.
7. Ильиных, Е. С. Исследование реакций 2-амино-5-трифторметил-1,3,4- тиадиазола в основной среде / Е. С. Ильиных, Д. Г. Ким // Вестн. ЮУрГУ. Сер. Химия. -2011.- Вып. 5. - № 12. - С. 18-22.
8. Ким, Д. Г. Тандемная гетероциклизация в синтезе нового производного имидазо[1,5-^][1,3,4]тиадиазина / Д. Г. Ким, Е. С. Ильиных, П. А. Слепухин // Химия гетероцикл. соед. - 2010. - № 11. - С. 1742-1743.
9. Ким, Д. Г. Необычная реакция димеризации 2-амино-5-трифторметил-1,3,4- тиадиазола / Д. Г. Ким, Е. С. Ильиных // Химия гетероцикл. соед. - 2010. - № 9. - С. 1425-1426.
10. Ильиных, Е. С. Исследование иодциклизации S-аллильных производных 3-меркапто-1,2,4-триазолов / Е. С. Ильиных, Д. Г. Ким // Вестн. ЮУрГУ. Сер. Химия. - 2010. - Вып. 4. - № 31. - С. 18-23.
Другая публикация:
11. Ильиных, Е. С. Галогенциклизация 4-аллил-5-метил-1,2,4-триазол-3-тиона / Е. С. Ильиных, Д. Г. Ким // Научный поиск: материалы второй научной конференции аспирантов и докторантов. Естественные науки. - Челябинск: Изд. центр ЮУрГУ, 2010.
-C. 119-123.
Тезисы докладов:
12. Ильиных, Е. С. Синтез и свойства аллильных производных 3-меркапто-4- метил-1,2,4-триазола / Е. С. Ильиных, Д. Г. Ким // Проблемы теоретической и экспериментальной химии: тез. докл. XVII Российской молодежной научной конференции. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2007. - С. 283.
13. Ильиных, Е. С. Синтез и галогенциклизация N- и S-аллильных производных 5-метил-3-меркапто-1,2,4-триазола / Е. С. Ильиных, Е. В. Барташевич,
B. И. Шмыгарев, Д. Г. Ким // Проблемы теоретической и экспериментальной химии: тез. докл. XVIII Российской молодежной научной конференции, посвященной 90-летию со дня рождения проф. В. А. Кузнецова. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2008. - С. 335.
14. Ильиных, Е. С. Синтез и галогенциклизация 5-трифторметил-3-аллилтио- 1,2,4-триазола / Е. С. Ильиных, Д. Г. Ким // Проблемы теоретической и экспериментальной химии: тез. докл. XIX Российской молодежной научной конференции, посвященной 175-летию со дня рождения Д. И. Менделеева. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2009. - С.243.
15. Ильиных, Е. С. Исследование галогенциклизации S-аллильных, пропаргильных и бутенильных производных 4-метил-3-меркапто-1,2,4-триазола / Е. С. Ильиных, Д. Г. Ким // Химия и биологическая активность синтетических и природных соединений. «Современные аспекты химии гетероциклов» / под ред. д.х.н., акад. РАЕН В. Г. Карцева. - М.: «Научное партнерство», 2010. - С. 411.
16. Ильиных, Е. С. Синтез и галогенциклизация 4-метил-3-пропаргилтио-1,2,4- триазола / Е. С. Ильиных, Д. Г. Ким // Сборник тезисов Всероссийской молодежной конференции-школы «Идеи и наследие А. Е. Фаворского в органической и металло-органической химии XXI века». - СПб, 2010. - С. 153.
17. Il’inykh, E. S. Iodocyclization of 3-(3-butenyl)thio-4-methyl- and 3-(3-butenyl- /2-methyl-2-propenyl)thio-5-methyl-1,2,4-triazoles / E. S. Il’inykh, D. G. Kim // Book of Abstracts of the international scientific conference «Current Topics in Organic Chemistry» (CTOC-2011). - Novosibirsk, 2011. - P. 122.
18. Ильиных, Е. С. Синтез и галогенциклизация 4-метил-3-((2Е'{2Х})-3-хлор-2- пропенил)тио-1,2,4-триазолов / Е. С. Ильиных, Д. Г. Ким // Бутлеровские сообщения. Материалы Всероссийской рабочей химической конференции «Бутлеровское наследие- 2011». - 2011. - Т .25, № 8. - С. 117.
19. Ильиных, Е. С. Исследование бромциклизации S-аллильных производных 3-меркапто-1,2,4-триазолов // Химия в современном мире. Пятая всероссийская конференция студентов и аспирантов. Тез. докл. - СПб.: ВВМ, 2011. - С. 367-368.
20. Ильиных, Е. С. О галогенциклизации 4-метил-3-пренилтио-1,2,4-триазола / Е. С. Ильиных, Д. Г. Ким // Вторая Международная конференция «Новые направления в химии гетероциклических соединений»: сб. материалов конференции. - Ставрополь: Графа, 2011. - С. 153.
21. Ильиных, Е. С. Исследование гетероциклизации 3-меркапто-4-метил-1,2,4- триазола и его S-производных / Е. С. Ильиных, Д. Г. Ким // XIX Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. В 4 т. Т. 1: тез. докл. - Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2011. -C. 219.
22. Il’inykh, E. S. Synthesis and iodocyclization of S-alkenyl derivatives of 3-mercapto-5-trifluoromethyl-1,2,4-triazole / E. S. Il’inykh, D. G. Kim // Book of Abstracts of the FloHet-2012 Florida Heterocyclic and Synthetic Conference. - Gainesville (Florida, USA),2012.- P. 83.
23. Ильиных, Е. С. Синтез и галогенирование 4-метил-3-(4-пентенил)тио-1,2,4- триазола / Е. С. Ильиных, Д. Г. Ким // Всероссийская конференция «Органический синтез: химия и технология»: сб. тезисов докл. - Екатеринбург, 2012 г. - С. 37.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ