📄Работа №101775
Тема: Реакции циклизации по механизму шреш-аминоэффекта в синтезе конденсированных азинов
Характеристики работы
Тип работы
Авторефераты (РГБ)
Предмет
Химия
Объем:
24 листов
Год:
2013
Просмотров:
88
250
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ВЫВОДЫ
ПУБЛИКАЦИИ
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ВЫВОДЫ
ПУБЛИКАЦИИ
📖 Введение
Актуальность работы. Конденсированные азины входят в состав многих природных и синтетических биологически активных и лекарственных препаратов. Поэтому разработка новых удобных и селективных методов синтеза конденсированных азинов является актуальной.
Интересными как с теоретической, так и с практической точки зрения для направленного синтеза широкого ряда азотсодержащих гетероциклов и особенно конденсированных азинов являются реакции, протекающие по механизму трет-аминоэффекта. В настоящее время накоплено большое число разнообразных примеров подобных реакций. К ним относятся реакции циклизации сопряженных А-замещенных диалкиламинов, ключевой стадией которых является перенос водорода от формально неактивированного а-углеродного атома диалкиламиногруппы к одному из атомов сопряженного с ней ненасыщенного заместителя, такого, например, как С=С, С=К, N=0, С=0, и т. д. В зависимости от характера ненасыщенного заместителя выделяют реакции Мет- Кона и реакции Рейнхоудта. Оба типа реакций обладают большим синтетическим потенциалом, особенно в плане получения различных типов гетероциклических систем . Зачастую они протекают без использования металлических катализаторов в отличие от большинства других методов, включающих функционализацию относительно нереакционноспособных С-Н связей. Последние обычно требуют использования переходных металлов в качестве катализаторов, причем часто в комбинации с (супер)стехиометрическими количествами окислителя.
Несмотря на наблюдаемый в последнее время значительный интерес к реакциям, протекающим по механизму трет-аминоэффекта, остается достаточно много нерешенных вопросов, одними из которых являются вопросы стереоселективности. Практически неизученными являются реакции циклизации А-замещенных диалкиламинов, сопряженных с С=0 и С=8 двойными связями. Кроме того, большой интерес вызывают особенности X = С(ЕЛЛЭ)2, О,3,МН превращения подобных субстратов с С=N ДВОЙНЫМИ связями.
Работа выполнена при поддержке Федерального агентства по образованию (Государственный контракт № 14.740.11.1223, грант Президента РФ для обучения за рубежом студентов и аспирантов российских вузов в 2011/2012 гг.), а также при финансовой поддержке молодых ученых в рамках реализации программы развития УрФУ.
Целью работы является систематическое исследование циклизации А-замещенных диалкиламинов, сопряженных с С=С, С=^ С=0, С=8 двойными связями по механизму трет-аминоэффекта для разработки рациональных путей синтеза сложных конденсированных гетероциклических систем.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
■ изучить взаимодействие ррто-диалкиламинобензальдегидов с несимметричными нециклическими СН-активными соединениями и диалкиламинов с 2-амино-, 2- гидрокси- и 2-меркаптобензальдегидами с целью генерирования и циклизации У-замещенных диалкиламинов, сопряженных с С=С, С=К, С=О, С=8 двойными связями;
■ выявить влияние природы растворителя, температуры, соотношения реагентов на циклизацию сопряженных У-замещенных диалкиламинов с участием а-углеродного атома диалкиламиногруппы по механизму трет-аминоэффекта;
■ изучить механизмы реакций циклизации с привлечением данных кинетических, теоретических и экспериментальных исследований;
■ исследовать стереохимические особенности реакций циклизации по механизму трет-аминоэффекта и структур конечных продуктов.
Научная новизна. Исследована циклизация по механизму трет-аминоэффекта для ряда новых орто-винил-УУ-диалкиланилинов, полученных конденсацией орто-диалкиламинобензальдегидов с такими СН-активными соединениями, как амиды, тиоамиды и другие производные циануксусной кислоты. Для всех проведенных реакций изучены вопросы стереоселективности процессов. Впервые проведены кинетические исследования циклизации 2-(фенилкарбонил)-3-[2-(пиперидин-1-ил)фенил]проп-2-еннитрила, рассчитаны основные активационные параметры данной реакции. Предложен новый метод синтеза недоступных ранее монозамещенных по положению 5 тетрагидрохинолинов отщеплением бензоильной группы от 5-(фенилкарбонил)-1,2,3,4-тетрагидрохинолино-5-карбонитрилов. Впервые изучено взаимодействие пространственно затрудненных 2,3,4,5-тетрагидро-Ш- бензо[с]азепина, 1-фенил-2,3,4,9-тетрагидро-1Я-пиридо[3,4-й]индола, 6,7-диметокси-1-
фенил-1,2,3,4-тетрагидроизохинолина и 1-метил-1,2,3,4-тетрагидроизохинолина с дибромаминобензальдегидом. Исследовано влияние условий реакции на формирование конечного продукта. Исследован механизм образования частично гидрированных конденсированных хиназолинов взаимодействием аминобензальдегидов с вторичными аминами по механизму трет-аминоэффекта. Зарегистрированы интермедиаты реакции (орто-аза-хинонметид и азометинилид). Впервые показано, что в зависимости от условий реакции при взаимодействии салицилового альдегида с 1,2,3,4-тетрагидроизохинолином могут быть получены с хорошими выходами либо 2-((3,4-дигидроизохинолин-2(1Я)- ил)метил)фенол - продукт реакции восстановительного аминирования, либо 5,6,8,13а- тетрагидробензо[5,6][1,3]оксазино[2,3-а]изохинолин - продукт циклизации по механизму трет-аминоэффекта. Установлено, что реакция тиосалицилового альдегида с вторичными аминами приводит к образованию неизвестных ранее производных тетрагидро[1,3]бензтиазина.
Практическая значимость. Предложены препаративно-удобные методы получения новых неописанных ранее гетероциклических систем: бензо[3,4]азепино[2,1-й]хиназолина, индоло[2’,3’:3,4]пиридо[2,1-й]хиназолина, бензо[5,6][1,3]тиазино[2,3-а]изохинолина, бензо- [5,6][1,3]оксазино[2,3-а]изохинолина, [1,4]оксазино[3,4-й][1,3]бензтиазина, пирроло[2,1- ¿][1,3]бензтиазина, пиридо[2,1-й][1,3]бензтиазина. Показаны перспективы использования хиназолинов как прямых предшественников определенных хиназолиновых и хиназолиноновых алкалоидов. Показаны перспективы использования микроволнового облучения для реакций циклизации по механизму трет-аминоэффекта.
Апробация работы. Основные материалы диссертации опубликованы в 7 статьях в ведущих научных журналах, а также в 2 статьях в научных сборниках. Результаты работы доложены на 13 научных конференциях: XXIIIrd European Colloquium on Heterocyclic Chemistry (Antwerpen, Belgium, 2008); XVIII, XIX, XX, XXII и XXIII Российских научных конференциях “Проблемы теоретической и экспериментальной химии” (Екатеринбург, 2009, 2012 и 2013); International symposium on Advanced Science in Organic Chemistry (Miskhor, Ukraine, 2010); XI, XII, XIII и XIV Молодежных школах-конференциях по органической химии (Екатеринбург, 2008, Суздаль, 2009, Новосибирск, 2010, Екатеринбург, 2011); научной конференции “Достижения в химии и химической технологии” (Екатеринбург, 2011); Международной конференции молодых ученых “Молодежь в науке - 2011”; Шестой Всероссийской конференции молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием “Менделеев-2012” (Санкт-Петербург, 2012); Всероссийской научной конференции “Химия в федеральных университетах” (Екатеринбург, 2013).
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов, списка используемой литературы, включающего 180 наименований, изложена на 162 страницах.
Интересными как с теоретической, так и с практической точки зрения для направленного синтеза широкого ряда азотсодержащих гетероциклов и особенно конденсированных азинов являются реакции, протекающие по механизму трет-аминоэффекта. В настоящее время накоплено большое число разнообразных примеров подобных реакций. К ним относятся реакции циклизации сопряженных А-замещенных диалкиламинов, ключевой стадией которых является перенос водорода от формально неактивированного а-углеродного атома диалкиламиногруппы к одному из атомов сопряженного с ней ненасыщенного заместителя, такого, например, как С=С, С=К, N=0, С=0, и т. д. В зависимости от характера ненасыщенного заместителя выделяют реакции Мет- Кона и реакции Рейнхоудта. Оба типа реакций обладают большим синтетическим потенциалом, особенно в плане получения различных типов гетероциклических систем . Зачастую они протекают без использования металлических катализаторов в отличие от большинства других методов, включающих функционализацию относительно нереакционноспособных С-Н связей. Последние обычно требуют использования переходных металлов в качестве катализаторов, причем часто в комбинации с (супер)стехиометрическими количествами окислителя.
Несмотря на наблюдаемый в последнее время значительный интерес к реакциям, протекающим по механизму трет-аминоэффекта, остается достаточно много нерешенных вопросов, одними из которых являются вопросы стереоселективности. Практически неизученными являются реакции циклизации А-замещенных диалкиламинов, сопряженных с С=0 и С=8 двойными связями. Кроме того, большой интерес вызывают особенности X = С(ЕЛЛЭ)2, О,3,МН превращения подобных субстратов с С=N ДВОЙНЫМИ связями.
Работа выполнена при поддержке Федерального агентства по образованию (Государственный контракт № 14.740.11.1223, грант Президента РФ для обучения за рубежом студентов и аспирантов российских вузов в 2011/2012 гг.), а также при финансовой поддержке молодых ученых в рамках реализации программы развития УрФУ.
Целью работы является систематическое исследование циклизации А-замещенных диалкиламинов, сопряженных с С=С, С=^ С=0, С=8 двойными связями по механизму трет-аминоэффекта для разработки рациональных путей синтеза сложных конденсированных гетероциклических систем.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
■ изучить взаимодействие ррто-диалкиламинобензальдегидов с несимметричными нециклическими СН-активными соединениями и диалкиламинов с 2-амино-, 2- гидрокси- и 2-меркаптобензальдегидами с целью генерирования и циклизации У-замещенных диалкиламинов, сопряженных с С=С, С=К, С=О, С=8 двойными связями;
■ выявить влияние природы растворителя, температуры, соотношения реагентов на циклизацию сопряженных У-замещенных диалкиламинов с участием а-углеродного атома диалкиламиногруппы по механизму трет-аминоэффекта;
■ изучить механизмы реакций циклизации с привлечением данных кинетических, теоретических и экспериментальных исследований;
■ исследовать стереохимические особенности реакций циклизации по механизму трет-аминоэффекта и структур конечных продуктов.
Научная новизна. Исследована циклизация по механизму трет-аминоэффекта для ряда новых орто-винил-УУ-диалкиланилинов, полученных конденсацией орто-диалкиламинобензальдегидов с такими СН-активными соединениями, как амиды, тиоамиды и другие производные циануксусной кислоты. Для всех проведенных реакций изучены вопросы стереоселективности процессов. Впервые проведены кинетические исследования циклизации 2-(фенилкарбонил)-3-[2-(пиперидин-1-ил)фенил]проп-2-еннитрила, рассчитаны основные активационные параметры данной реакции. Предложен новый метод синтеза недоступных ранее монозамещенных по положению 5 тетрагидрохинолинов отщеплением бензоильной группы от 5-(фенилкарбонил)-1,2,3,4-тетрагидрохинолино-5-карбонитрилов. Впервые изучено взаимодействие пространственно затрудненных 2,3,4,5-тетрагидро-Ш- бензо[с]азепина, 1-фенил-2,3,4,9-тетрагидро-1Я-пиридо[3,4-й]индола, 6,7-диметокси-1-
фенил-1,2,3,4-тетрагидроизохинолина и 1-метил-1,2,3,4-тетрагидроизохинолина с дибромаминобензальдегидом. Исследовано влияние условий реакции на формирование конечного продукта. Исследован механизм образования частично гидрированных конденсированных хиназолинов взаимодействием аминобензальдегидов с вторичными аминами по механизму трет-аминоэффекта. Зарегистрированы интермедиаты реакции (орто-аза-хинонметид и азометинилид). Впервые показано, что в зависимости от условий реакции при взаимодействии салицилового альдегида с 1,2,3,4-тетрагидроизохинолином могут быть получены с хорошими выходами либо 2-((3,4-дигидроизохинолин-2(1Я)- ил)метил)фенол - продукт реакции восстановительного аминирования, либо 5,6,8,13а- тетрагидробензо[5,6][1,3]оксазино[2,3-а]изохинолин - продукт циклизации по механизму трет-аминоэффекта. Установлено, что реакция тиосалицилового альдегида с вторичными аминами приводит к образованию неизвестных ранее производных тетрагидро[1,3]бензтиазина.
Практическая значимость. Предложены препаративно-удобные методы получения новых неописанных ранее гетероциклических систем: бензо[3,4]азепино[2,1-й]хиназолина, индоло[2’,3’:3,4]пиридо[2,1-й]хиназолина, бензо[5,6][1,3]тиазино[2,3-а]изохинолина, бензо- [5,6][1,3]оксазино[2,3-а]изохинолина, [1,4]оксазино[3,4-й][1,3]бензтиазина, пирроло[2,1- ¿][1,3]бензтиазина, пиридо[2,1-й][1,3]бензтиазина. Показаны перспективы использования хиназолинов как прямых предшественников определенных хиназолиновых и хиназолиноновых алкалоидов. Показаны перспективы использования микроволнового облучения для реакций циклизации по механизму трет-аминоэффекта.
Апробация работы. Основные материалы диссертации опубликованы в 7 статьях в ведущих научных журналах, а также в 2 статьях в научных сборниках. Результаты работы доложены на 13 научных конференциях: XXIIIrd European Colloquium on Heterocyclic Chemistry (Antwerpen, Belgium, 2008); XVIII, XIX, XX, XXII и XXIII Российских научных конференциях “Проблемы теоретической и экспериментальной химии” (Екатеринбург, 2009, 2012 и 2013); International symposium on Advanced Science in Organic Chemistry (Miskhor, Ukraine, 2010); XI, XII, XIII и XIV Молодежных школах-конференциях по органической химии (Екатеринбург, 2008, Суздаль, 2009, Новосибирск, 2010, Екатеринбург, 2011); научной конференции “Достижения в химии и химической технологии” (Екатеринбург, 2011); Международной конференции молодых ученых “Молодежь в науке - 2011”; Шестой Всероссийской конференции молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием “Менделеев-2012” (Санкт-Петербург, 2012); Всероссийской научной конференции “Химия в федеральных университетах” (Екатеринбург, 2013).
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов, списка используемой литературы, включающего 180 наименований, изложена на 162 страницах.
✅ Заключение
1. Разработаны методы синтеза широкого ряда сложных конденсированных азинов циклизацией по механизму трет-аминоэффекта, в частности:
- расширены синтетические возможности построения конденсированных
тетрагидрохинолиновых систем путем взаимодействия орто-диалкиламинобензальдегидов с такими несимметричными СН-активными соединениями, как амиды, тиоамиды и другие производные циануксусной кислоты;
- предложены препаративно-удобные методы получения неописанных ранее гетероциклических систем на основе хиназолина, бензоксазина и бензтиазина.
2. С помощью кинетических исследований установлено, что реакция циклизации
2-(фенилкарбонил)-3-[2-(пиперидин-1-ил)фенил]проп-2-еннитрила является обратимой. В результате превращения преимущественно образуется термодинамически более устойчивый стереоизомер.
3. Расширены синтетические возможности новой реакции орто-аминобензальдегидов с циклическими диалкиламинами. Предложен механизм, подтверждено образование интермедиатов - орто-аза-хинонметида и азометинилида.
4. Обнаружены новые направления взаимодействия (тио)салицилового альдегида с
диалкиламинами. Установлено, что в зависимости от условий реакция салицилового альдегида с диалкиламинами протекает селективно с образованием продукта восстановительного аминирования, либо продукта циклизации по механизму трет-аминоэффекта. В то же время реакция тиосалицилового альдегида с циклическими диалкиламинами протекает исключительно с образованием тетрагидробензтиазинов, продуктов циклизации по механизму трет-аминоэффекта.
5. Предложен возможный механизм взаимодействия салицилового альдегида и 1,2,3,4-тетрагидроизохинолина. Проведены эксперименты, подтверждающие данный механизм.
6. Установлено, что большинство исследованных реакций циклизации по механизму трет-аминоэффекта протекает стереоселективно.
7. Показаны перспективы использования микроволнового облучения для ускорения реакций циклизации по механизму трет-аминоэффекта, а также получения малодоступных другим способом продуктов.
8. Предложен ряд реакционной способности У-замещенных диалкиламинов, сопряженных с C=C, C=N, C=O, C=S двойными связями, в реакциях, протекающих по механизму трет-аминоэффекта.
- расширены синтетические возможности построения конденсированных
тетрагидрохинолиновых систем путем взаимодействия орто-диалкиламинобензальдегидов с такими несимметричными СН-активными соединениями, как амиды, тиоамиды и другие производные циануксусной кислоты;
- предложены препаративно-удобные методы получения неописанных ранее гетероциклических систем на основе хиназолина, бензоксазина и бензтиазина.
2. С помощью кинетических исследований установлено, что реакция циклизации
2-(фенилкарбонил)-3-[2-(пиперидин-1-ил)фенил]проп-2-еннитрила является обратимой. В результате превращения преимущественно образуется термодинамически более устойчивый стереоизомер.
3. Расширены синтетические возможности новой реакции орто-аминобензальдегидов с циклическими диалкиламинами. Предложен механизм, подтверждено образование интермедиатов - орто-аза-хинонметида и азометинилида.
4. Обнаружены новые направления взаимодействия (тио)салицилового альдегида с
диалкиламинами. Установлено, что в зависимости от условий реакция салицилового альдегида с диалкиламинами протекает селективно с образованием продукта восстановительного аминирования, либо продукта циклизации по механизму трет-аминоэффекта. В то же время реакция тиосалицилового альдегида с циклическими диалкиламинами протекает исключительно с образованием тетрагидробензтиазинов, продуктов циклизации по механизму трет-аминоэффекта.
5. Предложен возможный механизм взаимодействия салицилового альдегида и 1,2,3,4-тетрагидроизохинолина. Проведены эксперименты, подтверждающие данный механизм.
6. Установлено, что большинство исследованных реакций циклизации по механизму трет-аминоэффекта протекает стереоселективно.
7. Показаны перспективы использования микроволнового облучения для ускорения реакций циклизации по механизму трет-аминоэффекта, а также получения малодоступных другим способом продуктов.
8. Предложен ряд реакционной способности У-замещенных диалкиламинов, сопряженных с C=C, C=N, C=O, C=S двойными связями, в реакциях, протекающих по механизму трет-аминоэффекта.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.