📄Работа №102012

Тема: КОМБИНАЦИЯ РЕАКЦИЙ НУКЛЕОФИЛЬНОГО АРОМАТИЧЕСКОГО ЗАМЕЩЕНИЯ ВОДОРОДА (8кН) И КРОСС-СОЧЕТАНИЯ ПО СУЗУКИ ДЛЯ МОДИФИКАЦИИ ПИРИМИДИНОВ

Характеристики работы

Тип работы Авторефераты (РГБ)
Химия
Предмет Химия
📄
Объем: 24 листов
📅
Год: 2017
👁️
Просмотров: 181
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
ℹ️ 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 ДИССЕРТАЦИИ
ВЫВОДЫ
ПУБЛИКАЦИИ

📖 Введение

Актуальность темы исследования
За последние 15 лет (гет)арилзамещённые пиримидины стали активно применяться в таких сферах практической деятельности как органическая электроника и медицина. Несмотря на широкие синтетические возможности современной органической химии и разнообразие исходных субстратов, в литературе 4,5-ди(гет)арилзамещённые производные мало описаны по сравнению с другими (гет)арилпиримидинами, в связи с чем и возник интерес к эффективной стратегии их синтеза и последующему исследованию свойств.
Степень разработанности темы исследования
Получение (гет)арилзамещённых пиримидинов чаще всего осуществляют в несколько стадий трансформацией продуктов циклизации алифатических синтонов Н(1)-С(2)-№(3) и С(4)-С(5)-С(6), в результате чего не всегда удаётся достичь высоких выходов целевых соединений. Альтернативным подходом синтеза (гет)арилзамещённых пиримидинов является проведение реакций прямого (гет)арилирования доступных пиримидиновых субстратов, среди которых вследствие большого разнообразия реагентов и высокой эффективности чаще других используются металл-катализируемые процессы, в особенности, реакции кросс-сочетания по Сузуки. Вероятно только ввиду высокой стоимости 4,5-дигалогензамещённых пиримидиновых субстратов в литературе описано несколько примеров получения 4,5-ди(гет)арилзамещённых пиримидинов методами кросс-сочетания. Наиболее экономичным и, соответственно, распространённым является получение моногалогенпиримидинов, в частности, из 5-бромпиримидина.
Другой способ (гет)арилирования состоит в проведении реакций нуклеофильного ароматического замещения водорода (3№), основным методом осуществления которых в пиримидинах является активация нуклеофила посредством образования литиевых производных. Второй метод проведения 8мН-реакций - кислотная активация исходных субстратов, несмотря на существование примеров его успешного применения для (гет)арилирования пиримидина и 5-метилпиримидина (Гирке, 1979), не получил распространения. Поскольку протекание 8мН-реакций в пиримидине возможно по положениям С(2) и С(4(6)), получение 4,5-ди(гет)арилзамещённых пиримидинов только этим способом невозможно, но может быть достигнуто последовательным (гет)арилированием 5-бромпиримидина в 8мН-процессах и реакциях кросс-сочетания.
Цели диссертационной работы: развитие новых способов модификации пиримидина и его 5-бромзамещённых производных на основе комбинации реакций нуклеофильного ароматического замещения водорода и металл-катализируемых кросс-сочетаний, а также исследование фотофизических свойств, биологической активности и дальнейших химических превращений С(4) и/или С(5) (гет)арилзамещённых пиримидинов. Для достижения заданных целей были поставлены следующие задачи:
1. Определение реакционной способности 5-бромпиримидина и его производных в реакциях нуклеофильного ароматического замещения водорода в условиях кислотной активации пиримидиновых субстратов и катализируемых палладием кросс-сочетаниях в условиях микроволновой активации.
2. Использование комбинации кросс-сочетания по Сузуки и 8мН-реакции в качестве нового способа получения 4,5-ди(гет)арилзамещённых пиримидинов.
3. Исследование реакции фотоциклизации 4,5-ди(гет)арилпиримидинов.
4. Определение комплексообразующей способности новых производных пиримидина.
5. Изучение фотофизических и электрохимических свойств полученных соединений, а также их биологической активности.
Автор выражает искреннюю благодарность в.н.с., к.х.н. Русинову Геннадию Леонидовичу и с.н.с., к.х.н. Вербицкому Егору Владимировичу за постоянное внимание, ценные советы, консультации, помощь, содействие и активное участие в работе
Научная новизна и теоретическая значимость работы
• Показано, что комбинация методов нуклеофильного ароматического замещения водорода и кросс-сочетания по Сузуки является эффективной стратегией синтеза 4-(гет)арил- и 4,5-ди(гет)арилзамещённых пиримидинов.
• Проведена окислительная фотоциклизация 4,5-ди(тиенил)- и 5-(бензо[й]тиенил)-4-(2-
тиенил)замещённых пиримидинов, приводящая к образованию новых полициклических систем: дитиено[2,3-/: 3',2'-А]хиназолина, дитиено[3,2-/: 3',2'-А]хиназолина [1]бензотиено[2,3-/]тиено[3',2'-А]хиназолина и [1]бензотиено[3,2-/]тиено[3',2'-
А]хиназолина.
• Осуществлён целевой синтез красителей для цветосенсибилизированных солнечных батарей, содержащих пиримидиновый цикл в качестве акцепторной «якорной» группы.
• Продемонстрирована возможность участия 4-(2-тиенил)замещённых пиримидинов в реакции циклопалладирования.
Практическая значимость работы
Предложена эффективная стратегия синтеза 4-(гет)арил- и 4,5-ди(гет)арилзамещённых пиримидинов, состоящая в функционализации доступных пиримидиновых субстратов комбинацией 8мН-реакций и кросс-сочетания по Сузуки. Среди полученных в результате разработки данного подхода производных пиримидина выявлены соединения, обладающие высокой туберкулостатической активностью, дальнейшая модификация структуры которых может стать направлением поиска новых противотуберкулёзных агентов. В ходе целенаправленного введения донорных флуорофорных групп проведён синтез красителей-сенсибилизаторов для солнечных батарей, содержащих пиримидин в качестве нетрадиционной «якорной» группы. На примере получения дитиенохиназолинов и [1]бензотиенотиенохиназолинов показана эффективность окислительной фотоциклизации 4,5-ди(гет)арилзамещённых пиримидинов как способа получения новых полициклических систем, представляющих интерес в качестве органических полупроводников.
Объекты исследования
Пиримидин, 5-бром-пиримидин, 2-хлорпиримидин, С(4) и/или С(5) (гет)арилзамещённые пиримидины.
Достоверность полученных данных
Достоверность и надежность полученных данных обеспечена применением современных и стандартных методов исследования, а также воспроизводимостью результатов экспериментов. Анализ состава, структуры и чистоты полученных соединений осуществлялся на сертифицированных и проверенных приборах в Институте органического синтеза им. И. Я. Постовского УрО РАН.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Комбинация реакций нуклеофильного ароматического замещения водорода (8мН) и кросс-сочетания по Сузуки как эффективная стратегия синтеза
4.5- ди(гет)арилзамещённых пиримидинов.
2. Целенаправленный синтез красителей-сенсибилизаторов для солнечных батарей на основе 4-(2-тиенил)замещённых пиримидинов.
3. Получение новых полициклических систем в реакции окислительной фотоциклизации
4.5- ди(2(3)-тиенил)-замещённых пиримидинов.
4. Результаты исследования комплексообразующей способности 4-(2-тиенил)замещённых пиримидинов.
Личный вклад соискателя состоит в теоретическом обосновании целей и постановке задач исследования, планировании и проведении необходимых химических экспериментов, обработке и интерпретации экспериментальных данных, подготовке ряда публикаций по выполненной работе, написании текста диссертации и автореферата.
Апробация работы
Полученные результаты представлены диссертантом на конференциях всероссийского и международного уровня, в том числе на Всероссийской конференции «Органический синтез: химия и технология» (Екатеринбург, 2012), IX Всероссийской конференции «Химия и медицина» с молодежной научной школой по органической химии (Уфа-Абзаково, 2013), 18-м Европейском симпозиуме по органической химии (Марсель, Франция, 2013), Всероссийской с международным участием научной конференции «Полифункциональные химические материалы и технологии» (Томск, 2013), Уральском научном форуме «Современные проблемы органической химии» (Екатеринбург, 2015), 19-м Европейском симпозиуме по органической химии (Лиссабон, Португалия, 2015) и Первой всероссийской конференции по химии элементоорганических соединений и полимеров «ИНЭОС ОР1;.-2015» (Москва, 2015).
Публикации
Основное содержание исследования опубликовано в 18 научных работах, в том числе 8 научных статьях в рецензируемых научных журналах, которые рекомендованы ВАК РФ для публикации результатов диссертационных исследований, 1 патенте РФ на изобретение и 9 тезисах докладов научных конференций международного и российского уровней.
Структура и объём диссертации
Диссертационная работа выполнена на 177 страницах, состоит из введения, литературного обзора (глава 1), обсуждения результатов (глава 2), экспериментальной части (глава 3), а также списка сокращений и условных обозначений, заключения и списка литературы. Работа содержит 48 схем, 43 таблицы, 50 рисунков. Библиографический список цитируемой литературы состоит из 259 наименований.

Возникли сложности?

Нужна качественная помощь преподавателя?

👨‍🎓 Помощь в написании

✅ Заключение

1. Кислотная активация субстрата является эффективным методом проведения реакций нуклеофильного ароматического замещения водорода (SNH) в пиримидине и его производных, замещённых по положению С(5).
2. Комбинация реакций нуклеофильного ароматического замещения водорода и кросс-сочетания по Сузуки является эффективной стратегия синтеза С(4) и/или С(5) моно- и ди(гет)арилзамещённых пиримидинов.
3. В реакции окислительной фотоциклизации 4,5-ди(гет)арилзамещённые пиримидины трансформируются в полициклические системы, что показано на примере получения неописанных ранее дитиенохиназолинов и [1]бензотиенотиенохиназолинов.
4. 4-(Гет)арилзамещённые пиримидины, содержащие флуорофорные группы, могут быть использованы в качестве материалов для органической электроники, в частности, как красители-сенсибилизаторы для солнечных батарей.
5. Получение новых производных пиримидина на основе С(4) и/или С(5) моно- и ди(тиенил)замещённых структур может стать перспективным направлением в поиске новых противотуберкулёзных агентов.
6. 4-(2-Тиенил)замещённые пиримидины обладают комплексообразующими свойствами, выступая в качестве монодентатных лигандов в реакциях с ионами JJ-металлов и хелатирующих лигандов в реакциях циклопалладирования.

Нужна своя уникальная работа?
Срочная разработка под ваши требования
Рассчитать стоимость
ИЛИ

📕 Список литературы

1. Cheprakova (Dinastiya), E. M. Combination of the Suzuki-Miyaura cross-coupling and nucleophilic aromatic substitution of hydrogen (SNH) reactions as a versatile route to pyrimidines bearing thiophene fragments / E. V. Verbitskiy, E. M. Cheprakova, P. A. Slepukhin, M. I. Kodess, M. A. Ezhikova, M. G. Pervova, G. L. Rusinov, O. N. Chupakhin, V. N. Charushin // Tetrahedron.
- 2012. - V. 68. - I.27-28. - P. 5445-5452. DOI: 10.1016/j.tet.2012.04.095 (0,33 п.л./0,16 п.л.)
2. Cheprakova (Dinastiya), E. M. Consecutive SNH and Suzuki-Miyaura Cross-Coupling Reactions
- an Efficient Strategy to Pyrimidine Bearing Pyrrole and Indole Fragments / E. V. Verbitskiy, G. L. Rusinov, V. N. Charushin, O. N. Chupakhin, E. M. Cheprakova, P. A. Slepukhin, M. G. Pervova, M. A. Ezhikova, M. I. Kodess //European Journal of Organic Chemistry. - 2012. -
I. 33. - P. 6612-6621. DOI: 10.1002/ejoc.201201035 (0,42 п.л./0,2 п.л.)
3. Cheprakova (Dinastiya), E. M. Microwave-assisted palladium-catalyzed C-C coupling versus nucleophilic aromatic substitution of hydrogen (SNH) in 5-bromopyrimidine by action of bithiophene and its analogues / E. V. Verbitskiy, E. M. Cheprakova, E. F. Zhilina, M. I. Kodess, M. A. Ezhikova, M. G. Pervova, P. A. Slepukhin, J. O. Subbotina, A. V. Schepochkin, G. L. Rusinov, O. N. Chupakhin, V. N. Charushin // Tetrahedron. - 2013. - V. 69. - I. 25. - P. 5164-5172. DOI: 10.1016/j.tet.2013.04.062 (0,375 п.л./0,19 п.л.)
4. Cheprakova (Dinastiya), E. M. Synthesis, spectral and electrochemical properties of pyrimidine- containing dyes as photosensitizers for dye-sensitized solar cells / E. V. Verbitskiy, E. M. Cheprakova, J. O. Subbotina, A. V. Schepochkin, P. A. Slepukhin, G. L. Rusinov, V. N. Charushin, O. N. Chupakhin, N. I. Makarova, A. V. Metelitsa, V. I. Minkin // Dyes and Pigments. - 2014. - V. 97. - I. 1. - P. 201-214. DOI: 10.1016/j.dyepig.2013.09.006 (0,58 п.л./0,28 п.л.)
5. Cheprakova (Dinastiya), E. M. Dithienoquinazolines - A Convenient Synthesis by the Oxidative Photocyclization of 4,5-Dithienyl-Substituted Pyrimidines and Their Photophysical Properties / E. V. Verbitskiy, P. A. Slepukhin, M. S. Valova, E. M. Cheprakova, A. V. Schepochkin, G. L. Rusinov, V. N. Charushin // European Journal of Organic Chemistry. - 2014. - I. 36. - P. 8133-8141. DOI: 10.1002/ejoc.201403212 (0,375 п.л./0,19 п.л.)
6. Чепракова (Династия), Е. М. Синтез 5-(гет)арил- и 4,5-ди(гет)арил-2- (тио)морфолинопиримидинов из 2-хлорпиримидина с использованием реакций SNHи кросс-сочетания / Е. М. Чепракова, Е. В. Вербицкий, М. А. Ежикова, М. И. Кодесс, М. Г. Первова, П. А. Слепухин, М. С. Топорова, М. А. Кравченко, И. Д. Медвинский, Г. Л. Русинов, В. Н. Чарушин // Известия РАН. Серия химическая. - 2014. - №6. - С. 1350¬1358.DOI: 10.1007/s11172-014-0602-y (0,375 п.л./0,19 п.л.)
7. Cheprakova (Dinastiya), E. M. Synthesis, and structure-activity relationship for C(4) and/or C(5) thienyl substituted pyrimidines, as a new family of antimycobacterial compounds / E. V. Verbitskiy, E. M. Cheprakova, P. A. Slepukhin, M. A. Kravchenko, S. N. Skornyakov, G. L. Rusinov, O. N. Chupakhin, V. N. Charushin // European Journal of Medicinal Chemistry. - 2015.
- V. 97. - P. 225-234. DOI: 10.1016/j.ejmech.2015.05.007 (0,42 п.л./0,2 п.л.)
8. Cheprakova (Dinastiya), E. M. Synthesis and characterization of new complexes derived from 4-thienyl substituted pyrimidines / E. M. Cheprakova, E. V. Verbitskiy, M. A. Kiskin, G. G. Aleksandrov, P. A. Slepukhin, A. A. Sidorov, D. V. Starichenko, Y. N. Shvachko, I. L. Eremenko, G. L. Rusinov, V. N. Charushin // Polyhedron. - 2015. - V. 100. - P. 89-99. DOI:10.1016/j.poly.2015.07.016 (0,46 п.л./0,22 п.л.)
Патент:
1. Чепракова (Династия), Е. М.Способ получения 5-(гет)арил-4-(2-тиенил)-2-
(тио)морфолинопиримидина / В. Н. Чарушин, Г. Л. Русинов, Е. В. Вербицкий, Е. М. Чепракова // Патент РФ 2547844 C1, Бюллетень изобретений №10 - 2015 от 10.04.2015.
Тезисы докладов:
1. Чепракова (Династия), Е. М. Последовательность реакций SNHи кросс-сочетания по Сузуки как эффективная стратегия синтеза 4,5-ди(гет)арилзамещенных пиримидинов / Е. В. Вербицкий, Е. М. Чепракова, Е. Ф. Жилина, Г. Л. Русинов, О. Н. Чупахин, В. Н. Чарушин // Всероссийская конференция «Органический синтез: химия и технология». Екатеринбург, 4-8 июня 2012 г.: сб. тез. . - Екатеринбург, 2012. - С. У9. (0.10 п.л. / 0.05 п.л.)
2. Чепракова (Династия), Е. М. Новые полизамещенные пиримидины и полициклические системы на их основе: синтез и биологическая активность // Е. В. Вербицкий, Е. М. Чепракова, М. А. Кравченко, И. Д. Медвинский, Г. Л. Русинов, О. Н. Чупахин, В. Н Чарушин // Химия и Медицина: тезисы докладов IX всероссийской конференции с молодежной научной школой по органической химии, 4-8 июня 2013 г., Уфа-Абзаково.
- Уфа, 2013. - С. 47-48. (0.10 п.л. / 0.05 п.л.)
3. Чепракова (Династия), Е. М. Фунгистатическая активность новых ди(гет)арилзамещенных диазинов / Е. В. Вербицкий, Л. И. Юровских, Н. П. Евстигнеева, Г. Л. Русинов, О. Н. Чупахин, В. Н. Чарушин // Химия и Медицина: тезисы докладов IX всероссийской конференции с молодежной научной школой по органической химии, 4-8 июня 2013 г., Уфа-Абзаково. - Уфа, 2013. - С. 320-321. (0.10 п.л. / 0.05 п.л.)
4. Cheprakova (Dinastiya), E. M. Consecutive SNH and Pd-catalyzed coupling reactions - an efficient synthetic strategy to pyrimidines bearing electron-rich heterocyclic fragments // V. N. Charushin, O. N. Chupakhin, G. L. Rusinov, E. V. Verbitsky, E. M. Cheprakova // 18th European Symposium on Organic Chemistry (ESOC-2013). July 7-12, 2013. - Marseille, France. - P 158. (0.10 п.л. / 0.05 п.л.)
5. Чепракова (Династия), Е. М. Координационные свойства 4-(гет)арилзамещенных и 4,5-ди(гет)арилзамещенных пиримидинов в реакциях комплексообразования с трифлатами и пивалатами 3d-металлов / Е. М. Чепракова, Е. В. Вербицкий, М. А. Кискин, Г. Л. Русинов, А. А. Сидоров // Полифункциональные химические материалы и технологии: материалы всероссийской с международным участием научной конференции: в 2 т., Томск, 21-23 ноября 2013. - Томск: ТГУ, 2013 - Т. 1. - С. 253-254. (0.10 п.л. / 0.05 п.л.)
6. Чепракова (Династия), Е. М. Моно-, ди- и три(гет)арилзамещенные пиримидины: синтез и биологическая активность / Е. В. Вербицкий, Г. Л Русинов, В. Н Чарушин // Проблемы теоретической и экспериментальной химии: тезисы докладов XXV Российской молодежной научной конференции. Екатеринбург, 22-24 апреля 2015. - Екатеринбург, Изд-во УрФУ, 2015. - С. 441-442. (0.10 п.л. / 0.05 п.л.)
7. Cheprakova (Dinastiya), E. M. Combination of the SNH reaction, Suzuki cross-coupling and photocyclization as a versatile strategy for construction of new polycyclic systems on the basis of the pyrimidine scaffold / E. M. Cheprakova, E. V. Verbitskiy, G. L. Rusinov, O. N. Chupakhin, V. N. Charushin // 19h European Symposium on Organic Chemistry (ESOC-2015). Book of abstracts. July 12-16, 2015. - Lisboa, Portugal. - P. 196. (0.10 п.л. / 0.05 п.л.)
8. Cheprakova (Dinastiya), E. M. Synthesis of new C(4) and/or C(5) thienyl substituted pyrimidines as potential antimycobacterial agents / E. V. Verbitskiy, E. M. Cheprakova, M. A. Kravchenko, S. N. Skornyakov, G. L. Rusinov, O. N. Chupakhin, V. N. Charushin // 19h European Symposium on Organic Chemistry (ESOC-2015). Book of abstracts. July 12-16, 2015. - Lisboa, Portugal-P. 450. (0.10 п.л. / 0.05 п.л.)
9. Чепракова (Династия), Е. М. Поли(гет)арилзамещенные пиримидины и пиразины: синтез, биологическая активность и фотофизические свойства / Е. В. Вербицкий, Е. М. Чепракова, Г. Л. Русинов, О. Н. Чупахин, В. Н. Чарушин // Первая всероссийская конференция по химии элементоорганических соединений и полимеров «ИНЭОС OPEN-2015». Москва, 17-18 ноября 2015. - C. 10-15. (0.10 п.л. / 0.05 п.л.)

🛒 Оформить заказ

Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.
Предоставляемые услуги, в том числе данные, файлы и прочие материалы, подготовленные в результате оказания услуги, помогают разобраться в теме и собрать нужную информацию, но не заменяют готовое решение.
Укажите ник или номер. После оформления заказа откройте бота @workspayservice_bot для подтверждения. Это нужно для отправки вам уведомлений.

©2026 Cервис помощи студентам в выполнении работ