ФУНКЦИОНАЛИЗАЦИЯ С-Н СВЯЗИ В 1,2,5 ОКСАДИАЗОЛО[3,4-й]ПИРАЗИНАХ И ПОСТРОЕНИЕ НОВЫХ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ИХ ОСНОВЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 3
Положения, выносимые на защиту 4
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31
Список литературы 32
Купить

Актуальность темы исследования
Соединениям пиразинового ряда принадлежит важная роль не только в гетероцикличе­ской и медицинской химии, но и в других направлениях органического синтеза и прикладных междисциплинарных исследованиях. Интерес к ним связан с их распространённостью в приро­де, а также широким применением в качестве лекарственных средств, красителей, средств за­щиты растений, комплексообразователей, биосенсоров и др. В самом деле соединения, содер­жащие 1,4-диазиновые фрагменты в своей структуре, находят широкое применение в различ­ных отраслях народного хозяйства. Так, к примеру, 6-фтор-3-гидроксипиразин-2-карбоксамид известен как эффективный в отношении короновируса SARS-CoV-2 препарат “фавипиравир”. Важное значение в биохимических процессах принадлежит производным птеридина (фолиевая кислота, рибофлавин) и другим конденсированным пиразинам, а пиразинамид в течение многих лет используется для лечения туберкулеза.
Степень разработанности темы исследования
Химия фуразанопиразина активно развивалась благодаря исследованиям в области синте­за новых взрывчатых веществ, являющихся перспективными энергоемкими молекулами, что стимулировало обширное изучение данной гетероциклической систем. Результатом исследова­ний стало создание широкого ряда производных фуразанопиразина и способов их модифика­ции. В литературе известно несколько основных подходов к синтезу и модификации
[1,2,5] оксадиазоло[3,4-й]пиразина. Их можно разделить на следующие группы:
1) Конденсация а-дикарбонильных соединений с 3,4-диамино[1,2,5]оксадиазолом;
2) Замыкание 1,2,5-оксадиазольного цикла из 1,2-диоксимов;
3) Введение в [1,2,5]оксадиазоло[3,4-й]пиразиновый цикл вспомогательных нуклеофугных (как провило атомов галогена) групп в положения С(5) и С(6) и дальнейшее их замеще­ние нуклеофилами.
4) раскрытие и другие трансформации 1,2,5-оксадиазольного цикла.
Прямая функционализация С-Н связей в данной системе (в литературе были описаны лишь единичные примеры использования реакций нуклеофильного ароматического замещения водорода (SNH)) практически не применяются для (гет)арилирования [1,2,5]оксадиазоло[3,4- ¿]пиразина и его производных, а основным методом их модификации является введение функ­циональных групп на стадиях конструирования этой гетероциклической системы, либо моди­фикация с помощью классических методов. Одним из наиболее часто используемых методов функционализации оксадиазолопиразинов является методология последовательного введения и замещения легко уходящих групп, в частности атома галогена. Данный процесс является мно­гостадийным и, как правило, приводит к образованию побочных продуктов, что зачастую явля­ется нежелательным и не соответствует принципам “зеленой химии” и концепции PASE. Кроме того, перспективной стратегией синтеза новых производных фуразанопиразина является после­довательная функционализация пиразинового кольца за счет комбинации реакций нуклеофиль­ного ароматического замещения водорода (SNH) и металл-катализируемых кросс-сочетаний. В то же время, в литературе отсутствуют сведения о совместном применении обеих синтетиче­ских стратегий.
Целью диссертационной работы являлось развитие новых способов синтеза и модифи­кации азолоаннелированных 1,4-диазинов на основе комбинации реакций нуклеофильного аро­матического замещения водорода и металл-катализируемых кросс-сочетаний, а также исследо­вание их дальнейших химических трансформаций, фотофизических и электрохимических свойств конденсированных 1,4-диазинов. Для достижения заданных целей были поставлены следующие задачи:
1. Изучить химическое поведение производных 5-(гет)арил[1,2,5]оксадиазоло[3,4- ¿]пиразинов в реакциях нуклеофильного ароматического замещения водорода под дей­ствием нуклеофилов различной природы (фенолы, пирролы, литиевые производные фер­роцена и цимантрена), в том числе викариозных (нитростиролы), а также в металл- катализируемых кросс-сочетаниях.
2. Разработать синтетические подходы к новым пуш-пульным и полициклическим системам на основе [1,2,5]оксадиазоло[3,4-й]пиразинов с использованием 8Н методологии.
3. Изучить фотофизические, электрохимческие и сенсорные свойства полученных соедине­ний.
Научная новизна и теоретическая значимость работы:
• Систематически исследована модификация С-Н связи в производных
[1.2.5] оксадиазоло[3,4-й]пиразинов с использованием методологии нуклеофильного аро­матического замещения водорода под действием ароматических С-нуклеофилов различ­ной природы как прямой путь к новым ранее труднодоступным ди(гет)арил -производным данной гетероциклической системы.
• Впервые показана возможность арилэтенилирования фуразанопиразинов под действием викариозных С-нуклеофилов нового типа, генерируемых из ^-нитростиролов.
• Разработан метод получения ранее неописанных трициклических 5-(гет)арил-5Н- имидазо[4,5-й][1,2,5]оксадиазоло[3,4-е]пиразинов- нового класса п-сопряженных донорно­акцепторных молекул с ярко выраженной флуоресценцией.
• Разработаны синтетические подходы к ранее неизвестным производным дибен-
зо[/'А][1,2,5]оксадиазоло[3,4-й]хиноксалина, 5Я-[1,2,5]оксадиазоло[3',4':5,6]пиразино[2,3- ¿]индола, а также к новой гетероциклической системе - 8-фенил-8#-
[1.2.5] оксадиазоло[3,4-й]тиено[2',3':4,5]пирроло[2,3-е]пиразину на основе внутримолеку­лярного нуклеофильного ароматического замещения водорода.
Практическая значимость работы
Разработаны удобные и атом-экономные методы синтеза широкого ряда 5,6- ди(гет)арил[1,2,5]оксадиазоло[3,4-й]пиразинов и пуш-пульных систем на их основе.
Разработан эффективный препаративный метод синтеза серии новых линейных пуш- пульных систем на базе 5#-имидазо[4,5-й][1,2,5]оксадиазоло[3,4-е]пиразина, которые могут быть использованы как флуоресцентные сенсоры для обнаружения нитроароматических соеди­нений как в растворах, так и в газовой фазе. На основе полученных соединений были собраны прототипы сенсоров для мобильного детектора нитроароматических взрывчатых соединений, которые способны к многоразовому, обратимому и быстрому обнаружению следовых коли­честв паров нитробензола, 2,4-динитротолуола и 2,4,6-тринитротолуола в воздухе.
На основании данных фотофизических и электрохимических исследований показана воз­можность применения полученных конденсированных полициклических систем на основе ди- бензо|/А][1,2,5]оксадиазоло[3,4-й]хиноксалина в качестве органических полупроводников.
Объекты исследования
Фуразанопиразин, 5,6-дихлорфуразанопиразин, С(5) и/или С(6) (гет)арилзамещённые фу- разанопиразины, 5-(гет)арил-5Я-имидазо[4,5-й][1,2,5]оксадиазоло[3,4-е]пиразины, дибен-
зо|/А][1,2,5]оксадиазоло[3,4-6]хиноксалины, 5Я-[1,2,5]оксадиазоло[3',4':5,6]пиразино[2,3-
¿]индолы.
Достоверность полученных данных
Достоверность и надежность полученных данных обеспечена применением широкого ар­сенала современных методов исследования, включая отмеченные выше методики ЯМР и РСА анализа, использованием сертифицированного оборудования, что подтверждается воспроизво­димостью экспериментально полученных данных. При проведении исследования использован необходимый набор современных методов органического синтеза, выделения и очистки орга­нических соединений...
Купить