Тема: СИНТЕЗ И НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА АЗОЛИЛ-ПРОИЗВОДНЫХ ЛИНЕЙНЫХ И КАРКАСНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ

Актуальность темы исследования. Соединения на основе азолов, содержащих в качестве гетероатомов только атомы азота, нашли широкое применение в составе медицинских препаратов и в качестве эффективных лигандов для конструирования координационных соединений. Вещества, сочетающие в себе две или более азольных групп, являются особо перспективными для синтеза металл-органических координационных полимеров (МОКП). Материалы на основе МОКП могут проявлять селективные сорбционные свойства, устойчивую каталитическую активность, практически применимые фотофизические свойства, термостойкость, биологическую активность и другие свойства.
Степень разработанности темы. В настоящее время в литературе представлено ограниченное количество лигандов на основе азолов и МОКП на их основе, ряд органических соединений предположен, но не получен на практике. Зачастую рассмотрены лишь отдельные структурные изомеры. Кроме того, многие существующие методы органического синтеза производных азолов отличаются сложностью процесса, малодоступными, высокоопасными и токсичными реактивами.
Целью работы является разработка методов синтеза представителей ряда нормальных диазолилалканов, некоторых азолил-производных адамантана, а также исследование путей практического применения полученных соединений.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
1. Разработать методы синтеза и охарактеризовать ряд бис(1,2,3-триазолил)алканов с нормальной цепью и их бензопроизводных.
2. Разработать методы синтеза и охарактеризовать азолил-производные адамантанов и 1-адамантанкарбоновой кислоты.
3. Исследовать возможность использования бис(бензо-1,2,3-триазол-1-ил)алканов и 1,3-бис(1,2,4-триазол-1-ил)адамантана для синтеза координационных соединений.
4. Исследовать антибактериальную активность синтезированных соединений.
Научная новизна работы
1. Разработаны методики синтеза, доказано строение неизвестных ранее представителей бис(1,2,3-триазолил)алканов, бис(бензо-1,2,3-триазолил)алканов, 1,3- ди(азолил)адамантанов и 3-азолил-1-адамантанкарбоновых кислот.
2. Впервые предложен способ проведения реакции алкилирования азолов алифатическими дигалогенпроизводными в отсутствие растворителя.
3. Впервые предложен метод селективного комплексообразования для выделения индивидуальных бис(бензо-1,2,3-триазолил)алканов со средней длиной цепи.
4. Синтезированы первые представители коодинационных полимеров с 1,3- бис(1,2,4-триазол-1-ил)адамантаном в качестве линкера.
5. Впервые исследована противомикробная активность бис(бензо-1,2,3- триазолил)алканов, 3-(1,2,4-триазол-1-ил)-1-адамантанкарбоновой кислоты, 3-(пиразол-1-ил)-1- адамантанкарбоновой кислоты.
Практическая значимость работы
1. Разработаны удобные методы синтеза известных и новых производных азолов, не требующие использования токсичных растворителей и дорогостоящих реагентов.
2. Предложен метод обогащения изомерной смеси бис(бензо-1,2,3- триазолил)алканов наиболее координационно активными лигандами, существенно упрощающий их выделение в индивидуальном виде.
3. Показана эффективность использования бис(азол-1-ил)алканов для синтеза дискретных координационных соединений, линейных и двухмерных координационных полимеров, обладающих люминесцентными свойствами.
4. Показан потенциал использования МОКП на основе 1,6-бис(бензо-1,2,3-триазол- 1-ил)гексана в качестве противобактериального агента с замедленным высвобождением ионов серебра.
Методология и методы исследования
В работе использованы методы органического синтеза, газовой хроматографии-масс- спектрометрии, спектроскопии ядерного магнитного резонанса, инфракрасной спектроскопии, спектрофлуориметрии, рентгеноструктурного и рентгенофазового анализа, элементного анализа, термогравиметрического анализа, микробиологические методы исследования противомикробной активности. Аналитические данные получены на оборудовании НИ ТПУ и Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН.
Положения, выносимые на защиту
1. Методы синтеза и доказательства строения бис(1,2,3-триазолил)алканов с нормальной цепью и их бензопроизводных.
2. Методы синтеза и доказательства строения азолил-производных адамантанов и 1- адамантанкарбоновой кислоты.
3. Синтез и характеристические свойства МОКП на основе бис(бензо-1,2,3-триазол- 1-ил)алканов и 1,3-бис(1,2,4-триазол-1-ил)адамантана.
Степень достоверности и апробация работы
Результаты работы доложены и обсуждены на V и VI международных научнотехнических конференциях молодых ученых, аспирантов и студентов "Высокие технологии в современной науке и технике" (Томск, 2016 г., 2017 г.), Dombay organic conference cluster
DOCC-2016 (Домбай, 2016 г.), VI всероссийской конференции молодых ученых
"Материаловедение, технологии и экология в третьем тысячелетии" (Томск, 2016 г.), 7
международном симпозиуме "Наука и образование" (Владивосток, 2017 г.), The Fourth
International Scientific Conference «Advances in Synthesis and Complexing» (Москва, 2017 г.), III Всероссийском молодежном научном форуме «Наука будущего - наука молодых» (Нижний Новгород, 2017), 27th International Chugaev Conference on Coordination Chemistry (Нижний Новгород, 2017 г.), XVIII и XIX международных научно- практических конференциях
студентов и молодых ученых «Химия и химическая технология в XXI веке» (Томск, 2017 г., 2018 г.), V всероссийской с международным участием конференции по органической химии (Владикавказ, 2018 г.). Работа выполнена при финансовой поддержке Министерство науки и высшего образования Российской Федерации (№121031700321-3, 121031700313-8), Российского фонда фундаментальных исследований (№ 16-33-60149 мол_а_дк).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 3 статьи в международных рецензируемых научных журналах, индексируемых в международных системах цитирования Web of Science и Scopus и рекомендованных ВАК РФ для публикации диссертационных исследований, 2 статьи в рецензируемых научных журналах, входящих в РИНЦ, 13 тезисов и материалов докладов на международных и российских конференциях.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 117 страницах, содержит 29 схем, 28 рисунков и 16 таблиц. Работа состоит из введения, литературного обзора (гл.1), обсуждения результатов (гл.2,3), экспериментальной части (гл.4), выводов и списка литературы (174 ссылки).
Ниже приведена нумерация соединений, принятая в тексте диссертации.
1 - бис(бензо-1,2,3-триазол-1-ил)метан
1' - (бензо-1,2,3-триазол-1-ил)(бензо-1,2,3-триазол-2-ил)метан
1'' - бис(бензо-1,2,3-триазол-2-ил)метан
2 - 1,2-бис(бензо-1,2,3-триазол-1-ил)этан
2' - 1-(бензо-1,2,3-триазол-1-ил)-2-( бензо-1,2,3-триазол-2-ил)этан
2'' - 1,2-бис(бензо-1,2,3-триазол-2-ил)этан
3 - 1,3-бис(бензо-1,2,3-триазол-1-ил)пропан
3' - 1 -(бензо- 1,2,3-триазол-1 -ил)-3 -(бензо- 1,2,3-триазол-2-ил)пропан
3'' - 1,3-бис(бензо-1,2,3-триазол-2-ил)пропан
4 - 1,4-бис(бензо-1,2,3-триазол-1-ил)бутан
4' - 1 -(бензо- 1,2,3-триазол-1 -ил)-4-(бензо- 1,2,3-триазол-2-ил)бутан
4'' - 1,4-бис(бензо-1,2,3-триазол-2-ил)бутан
5 - 1,5-бис(бензо-1,2,3-триазол-1-ил)пентан
5' - 1 -(бензо- 1,2,3-триазол-1 -ил)-5-(бензо- 1,2,3-триазол-2-ил)пентан
5'' - 1,5-бис(бензо-1,2,3-триазол-2-ил)пентан
6 - 1,6-бис(бензо-1,2,3-триазол-1-ил)гексан
6' - 1-(бензо-1,2,3-триазол-1-ил)(бензо-1,2,3-триазол-2-ил)гексан
6'' - 1,6-бис(бензо-1,2,3-триазол-2-ил)гексан
7 - 1,7-бис(бензо-1,2,3-триазол-1-ил)гептан
7' - 1 -(бензо- 1,2,3-триазол-1 -ил)-7-(бензо- 1,2,3-триазол-2-ил)гептан
7'' - 1,7-бис(бензо-1,2,3-триазол-2-ил)гептан
8 - 1,8-бис(бензо-1,2,3-триазол-1-ил)октан
8' - 1 -(бензо- 1,2,3-триазол-1 -ил)-8-(бензо- 1,2,3-триазол-2-ил)октан
8'' - 1,8-бис(бензо-1,2,3-триазол-2-ил)октан
9 - дибромметан
10 - 1,2-дибромэтан
11 - 1,3-дибромпропан
12 - 1,4-дибромбутан
13 - 1,5-дибромпентан
14 - 1,6-дибромгексан
15 - 1,7-дибромгептан
16 - 1,8-дибромоктан
17 - 1-хлорметилбензо-1,2,3-триазол
18 - 1-гидроксиметилбензо-1,2,3-триазол
19 - бензилтриэтиламмония хлорид
20 - 1,2-дихлорэтан
21 - 1-винилбензо-1,2,3-триазол
21' - 2-винилбензо-1,2,3-триазол
22 - 1-метилбензо-1,2,3-триазол
22' - 2-метилбензо-1,2,3-триазол
23 - 2-метилпропан-2-олат калия
24 - 1,10-дибромдекан
25 - 1,10-бис(бензо-1,2,3-триазол-2-ил)декан
26 - бис(1,2,3-триазол-1-ил)метан
26' - (1,2,3-триазол-1-ил)(1,2,3-триазол-2-ил)метан
26'' - бис(1,2,3-триазол-2-ил)метан
27 - 1,2-бис(1,2,3-триазол-1-ил)этан
27' - 1-(1,2,3-триазол-1-ил)-2-(1,2,3-триазол-2-ил)этан
27'' - 1,2-бис(1,2,3-триазол-2-ил)этан
28 - 1,3-бис(1,2,4-триазол-1-ил)адамантан
28' - 1-(1,2,4-триазол-1-ил)-3-(1,2,4-триазол-4-ил)адамантан
28'' - 1,3-бис(1,2,4-триазол-4-ил)адамантан
29 - 1,3-бис(бензо-1,2,3-триазол-1-ил)адамантан
29' - 1 -(бензо-1,2,3 -триазол-1 -ил)-3 -(бензо-1,2,3 -триазол-2-ил)адамантан
29'' - 1,3-бис(бензо-1,2,3-триазол-2-ил)адамантан
30 - 3-(1,2,4-триазол-1-ил)-1-адамантанкарбоновая кислота
30' - 3-(1,2,4-триазол-4-ил)-1-адамантанкарбоновая кислота
31 - 3-(пиразол-1-ил)-1-адамантанкарбоновая кислота
32 - [Cd(3)2(NO3)2]»
33 - [Cd2(3)2(H2O)4(NO3)4]-2H2O
34 - [Cd2(3)2(H2O)2(NO3)4]-2H2O
35 - [Ag(4)(NOs)]^ 36 - [Ag(4)(NO3)]^
37 - [Ag(6)(NO3)]^
38 - [Ag(6)(NO3)]^
39 - [Ag(28)NO3]^
40 - [Cd(28)2(NO3)2].
41 - {[Cd2(28)2(NO3)4(CH3OH)2]-CH3OH}„
42 - [Ag(BtaH)NO3]
43 - 1,3-бис(1,2,3-триазол-1-ил)пропан
44 - 1,4-бис(1,2,3 -триазол-1 -ил)бутан
44' - 1-(1,2,3-триазол-1-ил)-4-(1,2,3-триазол-2-ил)бутан
44'' - 1,4-бис(1,2,3-триазол-2-ил)бутан
45 - 1,5- бис(1,2,3-триазол-1-ил)пентан
46'' - 1,6-бис(1,2,3-триазол-2-ил)гексан
47 - 1,4-дихлорбутан
48 - 1,6-гександиол
49 - диизопропил азодикарбоксилат
50 - 1,3-диазидопропан
51 - этенилтриметилсилан
52 - аскорбат натрия 
- 1,1'-(этанди- 1,2-ил)-бис(1,2,3-триазол-4,5-дикарбоновая кислота)
- 1,2-диазидоэтан
- ацетилендикарбоновая кислота
- 1,2-бис(4,5 -дикарбокси- 1,2,3-триазол-1 -ил)этан
- бензол-1,3,5-трикарбоновая кислота
- 1,3,5,7-адамантанкарбоновая кислота
- тетрабутиламмония гексафторфосфат
- 1,1,3,3-тетраметоксипропан
- 1,3-дегидроадамантан
- этиловый эфир муравьиной кислоты
- натриевая соль 3-(1-адамантил)-1-гидроксипропен-3-она
- 1-адамантилмалоновый альдегид
- фенилвинилсульфоксид
- 1-нитроэтилен
- 1,4-дигидронафтален-1,4-эпоксид
- винилацетат
- гексаметилдисилазан
- 2-(триметилсилил)фенил трифторметансульфонат
- К,К-диметилформамид азин
- п-толуолсульфоновая кислота
- 1-(адамантан-1-карбонилокси)-пиридин-2-тион
- камфора-10-сульфокислота
- 1-((1Н-бензотриазол-1-ил)метил)-1-метилпирролидин-1-иум иодид
- 1,3-бис(имидазолил)адамантан
- 1,3-бис(этилимидазолил)адамантан
- 1,3-бис(диэтилимидазолил)адамантан

Купить

1. Впервые синтезированы бис(1,2,3-триазолил)метаны и 1,2-бис(1,2,3-триазолил)этаны, установлено, что, в отличие от других азолов, преобладающими являются производные 2H- формы 1,2,3-триазола. Показано, что изомерный состав продуктов зависит от условий проведения реакции замещения - в суперосновной среде или при сплавлении реагентов в присутствии основания.
2. Оптимизированы условия синтеза бис(бензо-1,2,3-триазолил)алканов с неразветвленным линкером длиной от 3 до 8 метиленовых групп. На примере 1,3- бис(бензотриазолил)пропана показана возможность синтеза бис(бензотриазолил)алканов в отсутствие растворителя хотя и с уменьшением общего выхода смеси изомеров с 80 до 67%, но с увеличением выхода целевого продукта 1,3-бис(бензотриазол-1-ил)пропана с 20 до 33 %. Предложен способ и оптимизированы условия выделения бис(бензотриазолил)алканов методом селективного комплексообразования с хлоридом меди(11), позволяющего выделять индивидуальные изомеры этих соединений без использования колоночной хроматографии.
3. Показана возможность использования метода сплавления реагентов для синтеза
неизвестных ранее гетероциклических производных адамантана - 1,3-ди( 1,2,4-
триазолил)адамантанов, 1,3-ди(бензо-1,2,3-триазолил)адамантанов, 1,3-
(имидазолил)адамантанов, 3-(1,2,4-триазол-1-ил)-1-адамантанкарбоновой кислоты и 3-(пиразол- 1-ил)-1-адамантанкарбоновой кислоты.
4. Исследована бактериостатическая активность бис(бензо-1,2,3-триазол-1-ил)алканов и показано, что 1,4-бис(бензо-1,2,3-триазол-1-ил)бутан и 1,6-бис(бензо-1,2,3-триазол-1-ил)гексан проявляют хотя и невысокую бактериостатическую активность, но превышающую активность незамещенного бензо-1,2,3-триазола, что обусловлено их более высокой липофильностью. 1,3- Бис(1,2,4-триазол-1-ил)адамантан и натриевая соль 3-(пиразол-1-ил)-1-адамантанкарбоновой кислоты показали отсутствие бактериостатической активности, а 3-(пиразол-1-ил)-1- адамантанкарбоновая кислота - низкую бактериостатическую активность.
5. Показана возможность применения синтезированных органических соединений (бис(бензо-1,2,3-триазол-1-ил)алканов и 1,3-бис(1,2,4-триазол-1-ил)адамантана) в качестве строительных блоков координационных соединений. Синтезированы дискретные, а также полимерные линейные и слоистые координационные соединения с нитратами серебра(1), кадмия(11), цинка(11), установлена их кристаллическая структура и продемонстрирована возможность их использования в качестве люминесцентных материалов.
6. Выявлен продолжительный бактерицидный эффект координационного соединения 1,6- бис(бензо-1,2,3-триазол-1-ил)гексана с нитратом серебра по отношению к микроорганизмам St. albus, Ps. aeruginosa, Kl. pneumonia, указывающий на перспективность бис(бензо-1,2,3-триазол- 1-ил)алканов для получения антибактериальных покрытий.

Купить