СИНТЕЗ И СВОЙСТВА 4H-ТИЕНО[3,2-С]ХРОМЕНОВ И 4,5-ДИГИДРОТИЕНО[3,2-С]ХИНОЛИНОВ
|
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1 Синтез и свойства 4Н-тиено[3,2-с]хроменов, 4Н-тиено[3,2-с]тио- хроменов, тиено[3,2-с]хинолинов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов (Литературный обзор) 9
1.1 Методы получения 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, 4Я-тиено[3,2-с]тио-
хроменов, тиено[3,2-с]хинолинов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов, основанные на образовании связи С(2)-С(3) 10
1.2 Методы получения 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, 4Я-тиено[3,2-с]тио- хроменов, тиено[3,2-с]хинолинов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов,
основанные на образовании связи С(2)-8 16
1.3 Методы получения 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, тиено[3,2-с]хинолинов и
4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов, основанные на образовании связи С(3)-С(3а) и Б-С(9Ь) 22
1.4 Методы получения 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, тиено[3,2-с]хинолинов и
4,5- дигидротиено[3,2-с]хинолинов, основанные на образовании связи С(4)-Х 27
1.5 Методы получения тиено[3,2-с]хинолинов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хи-
нолинов, основанные на образовании связи С(3а)-С(4) 32
1.6 Методы получения 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, тиено[3,2-с]хинолинов и
4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов, основанные на образовании связи С(9а)-С(9Ь)
1.7 Другие методы получения 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, тиено[3,2-с]хиноли-
нов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов 40
1.8 Химические свойства 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, 4Я-тиено[3,2-с]тиохро-
менов, тиено[3,2-с]хинолинов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов 42
1.8.1 Реакции 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, 4Я-тиено[3,2-с]тиохроменов,
тиено[3,2-с]хинолинов, протекающие по тиофеновому ядру, и превращения функциональных групп в положении С(2) 42
1.8.2 Реакции 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, протекающие по бензольному ядру 47
1.8.3 Реакции 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, 4Я-тиено[3,2-с]тиохроменов,
тиено[3,2-с]хино-линов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов по
пирановому, тиопирановому, пиридиновому циклам 48
ГЛАВА 2 Синтез и свойства 4Я-тиено[3,2-с]хроменов и 4,5-дигидротие- но[3,2-с]хинолинов (Обсуждение результатов) 52
2.1 Синтез исходных соединений 53
2.2 Синтез 4Я-тиено[3,2-с]хромен-2-карбальдегидов и этил 4Я-тиено[3,2-с]-
хромен-2-карбоксилатов 58
2.3 Синтез 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолин-2-карбальдегидов 68
2.4 Химические свойства производных 4Я-тиено[3,2-с]хромена и 4,5-дигид-
ротиено[3,2-с]хинолина 70
2.5 Синтез 2,5-ди-4Я-тиено[3,2-с]хромен-2-ил-1,3,4-оксадиазолов и 2,5-
бис(8 ’ -метоксиспиро [циклогексан-1,4 ’ -тиено[3,2-с]хромен] -2 ’ -ил)-1,3,4- тиадиазола на основе 2-функционально замещенных 4 Я-тиено[3,2-с]хро- менов 79
2.6 Электронные спектры 2-функционально замещённых
4Я-тиено[3,2-с]хроменов, 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов и
полученных на их основе соединений 80
2.7 Биологическая активность синтезированных соединений 89
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 92
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 141
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 144
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 146
БЛАГОДАРНОСТЬ 166
ПРИЛОЖЕНИЕ А Спектры ЯМР 1Н и 13С 4-(арилоксиметил)- и 4-(арилами- нометил)тиофен-2-карбальдегидов, 4Я-тиено[3,2-с]хромен-, 4-метокси-4Я- тиено[3,2-с]хромен- и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолин-2-карбальдегидов 167
ГЛАВА 1 Синтез и свойства 4Н-тиено[3,2-с]хроменов, 4Н-тиено[3,2-с]тио- хроменов, тиено[3,2-с]хинолинов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов (Литературный обзор) 9
1.1 Методы получения 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, 4Я-тиено[3,2-с]тио-
хроменов, тиено[3,2-с]хинолинов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов, основанные на образовании связи С(2)-С(3) 10
1.2 Методы получения 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, 4Я-тиено[3,2-с]тио- хроменов, тиено[3,2-с]хинолинов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов,
основанные на образовании связи С(2)-8 16
1.3 Методы получения 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, тиено[3,2-с]хинолинов и
4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов, основанные на образовании связи С(3)-С(3а) и Б-С(9Ь) 22
1.4 Методы получения 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, тиено[3,2-с]хинолинов и
4,5- дигидротиено[3,2-с]хинолинов, основанные на образовании связи С(4)-Х 27
1.5 Методы получения тиено[3,2-с]хинолинов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хи-
нолинов, основанные на образовании связи С(3а)-С(4) 32
1.6 Методы получения 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, тиено[3,2-с]хинолинов и
4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов, основанные на образовании связи С(9а)-С(9Ь)
1.7 Другие методы получения 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, тиено[3,2-с]хиноли-
нов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов 40
1.8 Химические свойства 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, 4Я-тиено[3,2-с]тиохро-
менов, тиено[3,2-с]хинолинов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов 42
1.8.1 Реакции 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, 4Я-тиено[3,2-с]тиохроменов,
тиено[3,2-с]хинолинов, протекающие по тиофеновому ядру, и превращения функциональных групп в положении С(2) 42
1.8.2 Реакции 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, протекающие по бензольному ядру 47
1.8.3 Реакции 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, 4Я-тиено[3,2-с]тиохроменов,
тиено[3,2-с]хино-линов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов по
пирановому, тиопирановому, пиридиновому циклам 48
ГЛАВА 2 Синтез и свойства 4Я-тиено[3,2-с]хроменов и 4,5-дигидротие- но[3,2-с]хинолинов (Обсуждение результатов) 52
2.1 Синтез исходных соединений 53
2.2 Синтез 4Я-тиено[3,2-с]хромен-2-карбальдегидов и этил 4Я-тиено[3,2-с]-
хромен-2-карбоксилатов 58
2.3 Синтез 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолин-2-карбальдегидов 68
2.4 Химические свойства производных 4Я-тиено[3,2-с]хромена и 4,5-дигид-
ротиено[3,2-с]хинолина 70
2.5 Синтез 2,5-ди-4Я-тиено[3,2-с]хромен-2-ил-1,3,4-оксадиазолов и 2,5-
бис(8 ’ -метоксиспиро [циклогексан-1,4 ’ -тиено[3,2-с]хромен] -2 ’ -ил)-1,3,4- тиадиазола на основе 2-функционально замещенных 4 Я-тиено[3,2-с]хро- менов 79
2.6 Электронные спектры 2-функционально замещённых
4Я-тиено[3,2-с]хроменов, 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов и
полученных на их основе соединений 80
2.7 Биологическая активность синтезированных соединений 89
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 92
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 141
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 144
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 146
БЛАГОДАРНОСТЬ 166
ПРИЛОЖЕНИЕ А Спектры ЯМР 1Н и 13С 4-(арилоксиметил)- и 4-(арилами- нометил)тиофен-2-карбальдегидов, 4Я-тиено[3,2-с]хромен-, 4-метокси-4Я- тиено[3,2-с]хромен- и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолин-2-карбальдегидов 167
Актуальность темы исследования и степень её разработанности
Производные 4Я-тиено[3,2-с]хромена, тиено[3,2-с]хинолина и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолина привлекают интерес исследователей в первую очередь, как вещества, обладающие биологической активностью. В их числе найдены соединения, проявляющие жаропонижающие, противовоспалительные, анальгетические [1-5], мукорегулирующие [6-8] свойства, обладающие диуретической [9], антипаркинсонической [10] и противомалярийной [11] активностями. Некоторые производные 4Я-тиено[3,2-с]хромена, тиено[3,2-с]хинолина и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолина являются ингибиторами различных киназ (CK2, Pim, FGFR1) [11-21] и, как следствие, перспективными соединениями для лечения онкологических заболеваний, ингибиторами протеинтирозинфосфатазы - терапевтической мишени для лечения сахарного диабета 2 типа и ожирения [22-23], а также ингибиторами воздействия кислородсодержащих свободных радикалов [24]. Особое место в ряду этих соединений занимают 2-функционально замещенные производные.
Ярко выраженные флуоресцентные свойства позволяют использовать эти соединения для получения длинноволновых красителей [25-30], полупроводниковых материалов [31-34] и фотохромных соединений [35].
В то же время, известные методы получения производных 4Я-тиено[3,2-с]хромена, тиено[3,2-с]хинолина и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолина не всегда рациональны, а их свойства недостаточно изучены. Поэтому, разработка эффективных методов получения и изучение свойств этих соединений является актуальной задачей.
Одним из эффективных путей построения 2-функционально замещенных 4Я-тиено[3,2-с]хроменов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов является палладий-катализируемое внутримолекулярное арилирование 4-(арилоксиметил)- и 4-(ариламинометил)тиофен-2-карбальдегидов. Такой подход ранее был осуществлен лишь на единичных примерах и систематически не был изучен.
Работа выполнена при поддержке Государственного задания "Новые методы синтеза, изучение свойств и областей практического использования карбо- и гетероциклических систем" № 3.15497/2011, грантов РФФИ № 12-03¬98013 р-сибирь и «Молодые учёные ОмГУ» (проект МУ-4/2014).
Цель работы: разработка методов синтеза 2-функционально замещенных производных 4Я-тиено[3,2-с]хромена и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолина, основанных на внутримолекулярном арилировании 4-(арилоксиметил)- и 4-(ариламинометил)тиофен-2-карбальдегидов, а также изучение свойств этих соединений.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Разработать метод получения исходных 4-(арилоксиметил)- и 4-(ариламинометил)тиофен-2-карбальдегидов.
2. Исследовать влияние строения 4-(арилоксиметил)- и
4-(ариламинометил)тиофен-2-карбальдегидов и условий реакции на выход продуктов циклизации.
3. Исследовать превращения производных 4Я-тиено[3,2-с]хромена и
4,5- дигидротиено[3,2-с]хинолина в реакциях, протекающих по
углеводородному скелету и функциональным группам.
4. Изучить спектры поглощения и люминесценции в УФ- и видимой
областях производных 4Я-тиено[3,2-с]хромена и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолина и влияние на них строения этих соединений.
Научная новизна:
Разработан способ получения 4Я-тиено[3,2-с]хромен-2-карбальдегидов, основанный на палладий-катализируемой циклизации ранее неизвестных 4-(арилоксиметил)-5-йодтиофен-2-карбальдегидов.
Впервые показана возможность получения 4Я-тиено[3,2-с]хромен-2-карбальдегидов фотохимической циклизацией 4-(арилоксиметил)тиофен- 2-карбальдегидов, содержащих атом йода в положении С(5) тиофенового цикла или С(2) бензольного фрагмента.
Установлено, что внутримолекулярная циклизация 4-[(2-йод- фенил)аминометил]тиофен-2-карбальдегидов протекает в условиях как гомогенного, так и гетерогенного катализа палладием и приводит к образованию 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов-2-карбальдегидов с высокими выходами.
Найдено, что 2-функционально замещенные 4Я-тиено[3,2-с]хромены при взаимодействии с 2,3-дихлор-5,6-дициано-1,4-бензохиноном в спирте подвергаются окислению по метиленовой группе с образованием 4-алкокси-4Я- тиено[3,2-с]хроменов. Исследованы свойства этих соединений в реакциях с нуклеофилами.
Выявлены закономерности влияния структуры 2-функционально замещенных 4Я-тиено[3,2-с]хроменов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов на их электронные спектры. В ряду полученных соединений найдены новые люминофоры с высоким квантовым выходом и аномально большим Стоксовым сдвигом.
Теоретическая и практическая значимость работы
В результате биологического исследования установлено, что 4-метокси- 4Я-тиено[3,2-с]хромен-2-карбальдегид проявляет высокую противоязвенную активность.
На основе синтезированных 4Я-тиено[3,2-с]хромен-2-карбоновых кислот были получены органические полупроводники - 2,5-бис(4Я-тиено[3,2-с]хромен- 2-ил)-1,3,4-оксадиазолы и 2,5-бис(8 ’ -метоксиспиро [циклогексан-1,4’-тиено[3,2-с]хромен]-2’-ил)-1,3,4-тиадиазол, представляющие интерес как активные материалы светодиодов.
2-Функционально замещенные 4Я-тиено[3,2-с]хромены и 4,5-дигидро- тиено[3,2-с]хинолины с высоким квантовым выходом флуоресценции могут найти применение в качестве люминесцентных зондов.
Методология и методы исследования. При выполнении диссертационной работы использовались методы классической синтетической органической химии, современные инструментальные методы исследования (спектроскопия ЯМР, ЭПР, хромато-масс-спектрометрия, ИК-, УФ- спектроскопия) для характеристики полученных соединений и подтверждения их строения.
Положения, выносимые на защиту:
- способ получения 4Я-тиено[3,2-с]хромен-2-карбальдегидов, основанный на палладий-катализируемой циклизации ранее неизвестных 4-(арилоксиметил)-5- йодтиофен-2-карбальдегидов, а также на фотохимической циклизации 4-(арилоксиметил)тиофен-2-карбальдегидов, содержащих атом йода в положении С(5) тиофенового цикла или С(2) бензольного фрагмента;
- способ получения 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов-2-карбальдегидов, основанный на палладий-катализируемой циклизации 4-[(2-йодфенил)амино- метил]тиофен-2-карбальдегидов;
- способ получения новых 4-замещенных производных 4Я-тиено[3,2-с]хроменов и их химические превращения при взаимодействии с нуклеофилами;
- общие закономерности и специфические особенности влияния структуры 2-функционально замещенных производных 4Я-тиено[3,2-с]хроменов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов на их спектры поглощения и люминесценции в видимой и УФ областях.
Личный вклад автора состоял в сборе, систематизации и анализе литературных данных о способах получения и свойствах 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, 4Я-тиено[3,2-с]тиохроменов, тиено[3,2-с]хинолинов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов. Автор принимал непосредственное участие в планировании и проведении экспериментов, в обсуждении и обобщении полученных результатов, написании научных статей.
Степень достоверности и апробация результатов. Материалы диссертации представлены на всероссийских и международных конференциях: Всероссийской научной молодежной школе-конференции «Химия под знаком СИГМА: исследования, инновации, технологии» (Омск, 2010), III Международной конференции «Химия гетероциклических соединений» (Москва, 2010), II Международной научной конференции «Новые направления в химии гетероциклических соединений» (Железноводск, 2011), IV Всероссийской научно-технической конференции «Россия молодая: передовые технологии - в промышленность» (Омск, 2011), XXXVI Международной научной конференции с элементами научной школы для молодежи «Молодежь третьего тысячелетия» (Омск, 2012), Всероссийской молодежной научной конференции «Актуальные проблемы органической химии» (Новосибирск, 2012), III Международной научной конференции «Новые направления в химии гетероциклических соединений» (Пятигорск, 2013), Уральском научном форуме «Современные проблемы органической химии» (Екатеринбург, 2014), IV Международной конференции "Техническая химия. От теории к практике" (Пермь, 2014), Молодёжной школе-конференции «Актуальные проблемы органической химии - 2015» (Шерегеш, 2015).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК, 10 тезисов докладов в материалах конференций, получен 1 патент РФ на изобретение.
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа изложена на 166 страницах машинописного текста и состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, заключения и приложения. Работа содержит 172 ссылки на литературные источники, 11 рисунков, 115 схем, 15 таблиц.
Производные 4Я-тиено[3,2-с]хромена, тиено[3,2-с]хинолина и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолина привлекают интерес исследователей в первую очередь, как вещества, обладающие биологической активностью. В их числе найдены соединения, проявляющие жаропонижающие, противовоспалительные, анальгетические [1-5], мукорегулирующие [6-8] свойства, обладающие диуретической [9], антипаркинсонической [10] и противомалярийной [11] активностями. Некоторые производные 4Я-тиено[3,2-с]хромена, тиено[3,2-с]хинолина и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолина являются ингибиторами различных киназ (CK2, Pim, FGFR1) [11-21] и, как следствие, перспективными соединениями для лечения онкологических заболеваний, ингибиторами протеинтирозинфосфатазы - терапевтической мишени для лечения сахарного диабета 2 типа и ожирения [22-23], а также ингибиторами воздействия кислородсодержащих свободных радикалов [24]. Особое место в ряду этих соединений занимают 2-функционально замещенные производные.
Ярко выраженные флуоресцентные свойства позволяют использовать эти соединения для получения длинноволновых красителей [25-30], полупроводниковых материалов [31-34] и фотохромных соединений [35].
В то же время, известные методы получения производных 4Я-тиено[3,2-с]хромена, тиено[3,2-с]хинолина и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолина не всегда рациональны, а их свойства недостаточно изучены. Поэтому, разработка эффективных методов получения и изучение свойств этих соединений является актуальной задачей.
Одним из эффективных путей построения 2-функционально замещенных 4Я-тиено[3,2-с]хроменов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов является палладий-катализируемое внутримолекулярное арилирование 4-(арилоксиметил)- и 4-(ариламинометил)тиофен-2-карбальдегидов. Такой подход ранее был осуществлен лишь на единичных примерах и систематически не был изучен.
Работа выполнена при поддержке Государственного задания "Новые методы синтеза, изучение свойств и областей практического использования карбо- и гетероциклических систем" № 3.15497/2011, грантов РФФИ № 12-03¬98013 р-сибирь и «Молодые учёные ОмГУ» (проект МУ-4/2014).
Цель работы: разработка методов синтеза 2-функционально замещенных производных 4Я-тиено[3,2-с]хромена и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолина, основанных на внутримолекулярном арилировании 4-(арилоксиметил)- и 4-(ариламинометил)тиофен-2-карбальдегидов, а также изучение свойств этих соединений.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Разработать метод получения исходных 4-(арилоксиметил)- и 4-(ариламинометил)тиофен-2-карбальдегидов.
2. Исследовать влияние строения 4-(арилоксиметил)- и
4-(ариламинометил)тиофен-2-карбальдегидов и условий реакции на выход продуктов циклизации.
3. Исследовать превращения производных 4Я-тиено[3,2-с]хромена и
4,5- дигидротиено[3,2-с]хинолина в реакциях, протекающих по
углеводородному скелету и функциональным группам.
4. Изучить спектры поглощения и люминесценции в УФ- и видимой
областях производных 4Я-тиено[3,2-с]хромена и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолина и влияние на них строения этих соединений.
Научная новизна:
Разработан способ получения 4Я-тиено[3,2-с]хромен-2-карбальдегидов, основанный на палладий-катализируемой циклизации ранее неизвестных 4-(арилоксиметил)-5-йодтиофен-2-карбальдегидов.
Впервые показана возможность получения 4Я-тиено[3,2-с]хромен-2-карбальдегидов фотохимической циклизацией 4-(арилоксиметил)тиофен- 2-карбальдегидов, содержащих атом йода в положении С(5) тиофенового цикла или С(2) бензольного фрагмента.
Установлено, что внутримолекулярная циклизация 4-[(2-йод- фенил)аминометил]тиофен-2-карбальдегидов протекает в условиях как гомогенного, так и гетерогенного катализа палладием и приводит к образованию 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов-2-карбальдегидов с высокими выходами.
Найдено, что 2-функционально замещенные 4Я-тиено[3,2-с]хромены при взаимодействии с 2,3-дихлор-5,6-дициано-1,4-бензохиноном в спирте подвергаются окислению по метиленовой группе с образованием 4-алкокси-4Я- тиено[3,2-с]хроменов. Исследованы свойства этих соединений в реакциях с нуклеофилами.
Выявлены закономерности влияния структуры 2-функционально замещенных 4Я-тиено[3,2-с]хроменов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов на их электронные спектры. В ряду полученных соединений найдены новые люминофоры с высоким квантовым выходом и аномально большим Стоксовым сдвигом.
Теоретическая и практическая значимость работы
В результате биологического исследования установлено, что 4-метокси- 4Я-тиено[3,2-с]хромен-2-карбальдегид проявляет высокую противоязвенную активность.
На основе синтезированных 4Я-тиено[3,2-с]хромен-2-карбоновых кислот были получены органические полупроводники - 2,5-бис(4Я-тиено[3,2-с]хромен- 2-ил)-1,3,4-оксадиазолы и 2,5-бис(8 ’ -метоксиспиро [циклогексан-1,4’-тиено[3,2-с]хромен]-2’-ил)-1,3,4-тиадиазол, представляющие интерес как активные материалы светодиодов.
2-Функционально замещенные 4Я-тиено[3,2-с]хромены и 4,5-дигидро- тиено[3,2-с]хинолины с высоким квантовым выходом флуоресценции могут найти применение в качестве люминесцентных зондов.
Методология и методы исследования. При выполнении диссертационной работы использовались методы классической синтетической органической химии, современные инструментальные методы исследования (спектроскопия ЯМР, ЭПР, хромато-масс-спектрометрия, ИК-, УФ- спектроскопия) для характеристики полученных соединений и подтверждения их строения.
Положения, выносимые на защиту:
- способ получения 4Я-тиено[3,2-с]хромен-2-карбальдегидов, основанный на палладий-катализируемой циклизации ранее неизвестных 4-(арилоксиметил)-5- йодтиофен-2-карбальдегидов, а также на фотохимической циклизации 4-(арилоксиметил)тиофен-2-карбальдегидов, содержащих атом йода в положении С(5) тиофенового цикла или С(2) бензольного фрагмента;
- способ получения 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов-2-карбальдегидов, основанный на палладий-катализируемой циклизации 4-[(2-йодфенил)амино- метил]тиофен-2-карбальдегидов;
- способ получения новых 4-замещенных производных 4Я-тиено[3,2-с]хроменов и их химические превращения при взаимодействии с нуклеофилами;
- общие закономерности и специфические особенности влияния структуры 2-функционально замещенных производных 4Я-тиено[3,2-с]хроменов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов на их спектры поглощения и люминесценции в видимой и УФ областях.
Личный вклад автора состоял в сборе, систематизации и анализе литературных данных о способах получения и свойствах 4Я-тиено[3,2-с]хроменов, 4Я-тиено[3,2-с]тиохроменов, тиено[3,2-с]хинолинов и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов. Автор принимал непосредственное участие в планировании и проведении экспериментов, в обсуждении и обобщении полученных результатов, написании научных статей.
Степень достоверности и апробация результатов. Материалы диссертации представлены на всероссийских и международных конференциях: Всероссийской научной молодежной школе-конференции «Химия под знаком СИГМА: исследования, инновации, технологии» (Омск, 2010), III Международной конференции «Химия гетероциклических соединений» (Москва, 2010), II Международной научной конференции «Новые направления в химии гетероциклических соединений» (Железноводск, 2011), IV Всероссийской научно-технической конференции «Россия молодая: передовые технологии - в промышленность» (Омск, 2011), XXXVI Международной научной конференции с элементами научной школы для молодежи «Молодежь третьего тысячелетия» (Омск, 2012), Всероссийской молодежной научной конференции «Актуальные проблемы органической химии» (Новосибирск, 2012), III Международной научной конференции «Новые направления в химии гетероциклических соединений» (Пятигорск, 2013), Уральском научном форуме «Современные проблемы органической химии» (Екатеринбург, 2014), IV Международной конференции "Техническая химия. От теории к практике" (Пермь, 2014), Молодёжной школе-конференции «Актуальные проблемы органической химии - 2015» (Шерегеш, 2015).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК, 10 тезисов докладов в материалах конференций, получен 1 патент РФ на изобретение.
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа изложена на 166 страницах машинописного текста и состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, заключения и приложения. Работа содержит 172 ссылки на литературные источники, 11 рисунков, 115 схем, 15 таблиц.
В результате проведенных исследований, на основе доступных 4-хлорметилтиофен-2-карбальдегида, фенолов или анилинов были разработаны методы синтеза 4-(арилоксиметил)-5-йодтиофен-2-карбальдегидов и 4- {[(2-йодарил)амино]метил}тиофен-2-карбальдегидов. Изучена палладий- катализируемая циклизация этих соединений и показано, что ее продуктами являются 4Н-тиено[3,2-с]хромен-2-карбальдегиды и 4,5-дигидро-тиено[3,2-с]хинолин-2-карбальдегиды. Была также показана возможность использования альтернативных более экологичных методов синтеза этих соединений: фотохимической циклизации 4-(арилоксиметил)тиофен-2-карбальдегидов для получения 4Н-тиено[3,2-с]хромен-2-карбальдегидов и гетерогенного катализа в синтезе 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолин-2-карбальдегидов.
Для производных 4Н-тиено[3,2-с]хромена и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хи- нолина были изучены некоторые их химические свойства. Осуществлены превращения функциональных групп в положении С(2). Показано, что при взаимодействии 4Н-тиено[3,2-с]хромен-2-карбальдегидов и этил 4Н-тие- но[3,2-с]хромен-2-карбоксилатов с ПВО происходит селективное окисление метиленового фрагмента с образованием 4-алкоксипроизводных, которые являются реакционноспособными соединениями и легко вступают в реакции с нуклеофилами по положению С(4).
Были зарегистрированы электронные спектры поглощения и испускания в УФ- и видимой областях, вычислены сдвиги Стокса, найден квантовый выход фотолюминесценции для широкого набора производных 4Н-тиено[3,2-с]хромена и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов. В результате этого были выявлены новые люминофоры с высоким квантовым выходом и аномально большим сдвигом Стокса.
На основе 4Н-тиено[3,2-с]хромен-2-карбоновых кислот синтезированы ранее неизвестные 2,5-бис(4Н-тиено[3,2-с]хромен-2-ил)-1,3,4-оксадиазолы и 2.5-бис(8 ’ -метоксиспиро [циклогексан-1,4’ -тиено[3,2-с]хромен] -2’ -ил)-1,3,4-тиа-диазол, представляющие интерес в качестве органических полупроводников. Эти соединения являются хорошими люминофорами (квантовый выход 0.23-0.67) и имеют ширину запрещенной зоны 2.62-2.72 эВ, а также обладают хорошей растворимостью в большинстве органических растворителей, что важно с технологической точки зрения для изготовления на их основе электронных устройств. В результате проведения испытаний на биологическую активность, было найдено, что 4-метокси-4Я-тиено[3,2-с]хромен-2-карбальдегид проявляет высокую противоязвенную активность. На способ получения 4-алкокси- 4Я-тиено[3,2-с]хромен-2-карбальдегидов, проявляющих противоязвенную активность, был получен патент РФ на изобретение №2571094(406).
Перспективы дальнейшей разработки темы исследования
Необходимо отметить, что потенциальные возможности разработанного нами метода далеко не исчерпаны и могут быть использованы, например, для аннелирования других гетероциклических соединений. Дальнейшее изучение фотохимической циклизации позволит разработать подход, исключающий использование в синтезе палладия. Разработанный в диссертации способ получения 4-алкокси-4Я-тиено[3,2-с]хроменов открывает путь синтеза библиотек 4-замещенных производных 4Я-тиено[3,2-с]хромена. Полученные таким образом соединения будут использованы для поиска в их ряду новых биологически активных веществ. Люминесцентные производные 4Я-тиено[3,2-с]хроменов и 4.5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов будут изучены в качестве люминесцентных зондов и материалов для скрытого маркирования, а синтезированные на их основе производные 1,3,4-оксадиазола и 1,3,4-тиадиазола - в качестве материалов для органической электроники.
Для производных 4Н-тиено[3,2-с]хромена и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хи- нолина были изучены некоторые их химические свойства. Осуществлены превращения функциональных групп в положении С(2). Показано, что при взаимодействии 4Н-тиено[3,2-с]хромен-2-карбальдегидов и этил 4Н-тие- но[3,2-с]хромен-2-карбоксилатов с ПВО происходит селективное окисление метиленового фрагмента с образованием 4-алкоксипроизводных, которые являются реакционноспособными соединениями и легко вступают в реакции с нуклеофилами по положению С(4).
Были зарегистрированы электронные спектры поглощения и испускания в УФ- и видимой областях, вычислены сдвиги Стокса, найден квантовый выход фотолюминесценции для широкого набора производных 4Н-тиено[3,2-с]хромена и 4,5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов. В результате этого были выявлены новые люминофоры с высоким квантовым выходом и аномально большим сдвигом Стокса.
На основе 4Н-тиено[3,2-с]хромен-2-карбоновых кислот синтезированы ранее неизвестные 2,5-бис(4Н-тиено[3,2-с]хромен-2-ил)-1,3,4-оксадиазолы и 2.5-бис(8 ’ -метоксиспиро [циклогексан-1,4’ -тиено[3,2-с]хромен] -2’ -ил)-1,3,4-тиа-диазол, представляющие интерес в качестве органических полупроводников. Эти соединения являются хорошими люминофорами (квантовый выход 0.23-0.67) и имеют ширину запрещенной зоны 2.62-2.72 эВ, а также обладают хорошей растворимостью в большинстве органических растворителей, что важно с технологической точки зрения для изготовления на их основе электронных устройств. В результате проведения испытаний на биологическую активность, было найдено, что 4-метокси-4Я-тиено[3,2-с]хромен-2-карбальдегид проявляет высокую противоязвенную активность. На способ получения 4-алкокси- 4Я-тиено[3,2-с]хромен-2-карбальдегидов, проявляющих противоязвенную активность, был получен патент РФ на изобретение №2571094(406).
Перспективы дальнейшей разработки темы исследования
Необходимо отметить, что потенциальные возможности разработанного нами метода далеко не исчерпаны и могут быть использованы, например, для аннелирования других гетероциклических соединений. Дальнейшее изучение фотохимической циклизации позволит разработать подход, исключающий использование в синтезе палладия. Разработанный в диссертации способ получения 4-алкокси-4Я-тиено[3,2-с]хроменов открывает путь синтеза библиотек 4-замещенных производных 4Я-тиено[3,2-с]хромена. Полученные таким образом соединения будут использованы для поиска в их ряду новых биологически активных веществ. Люминесцентные производные 4Я-тиено[3,2-с]хроменов и 4.5-дигидротиено[3,2-с]хинолинов будут изучены в качестве люминесцентных зондов и материалов для скрытого маркирования, а синтезированные на их основе производные 1,3,4-оксадиазола и 1,3,4-тиадиазола - в качестве материалов для органической электроники.



![Готовая ВКР на тему: СИНТЕЗ И СВОЙСТВА 4H-ТИЕНО[3,2-С]ХРОМЕНОВ И 4,5-ДИГИДРОТИЕНО[3,2-С]ХИНОЛИНОВ](https://workspay.ru/tmpl/lite/images/logo.png)