📄Работа №201791

Тема: СИНТЕЗ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ГЕТЕРОЦИКЛОВ НА ОСНОВЕ 3- АРИЛ(АЛКИЛ)АМИНО-1,4-НАФТОХИНОН-4-ОКСИМОВ

Характеристики работы

Тип работы Диссертация
Химия
Предмет Химия
📄
Объем: 131 листов
📅
Год: 2024
👁️
Просмотров: 82
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

Введение 4
Глава 1. Литературный обзор 9
1.1. Природные и синтетические производные 1,4-нафтохинона 9
1.1.1. Алкилированные и гидроксилированные производные 9
1.1.2. Аминопроизводные 11
1.1.3. Гетероциклические хиноны 14
1.2. Синтез азотсодержащих гетероциклов на основе
аминонафтохинонов 18
1.2.1. Синтез пятичленных азотсодержащих гетероциклов на основе
2-алкил(арил)амино-3-Х-1,4-нафтохинонов 18
1.2.2. Синтез пятичленных азотсодержащих гетероциклов реакцией
2-алкиламино-1,4-нафтохинонов с 2,2-дигидрокси-1,3-индандионом 22
1.2.3. Синтез пятичленных азотсодержащих гетероциклов реакцией
2-алкил(бензил)амино-1,4-нафтохинонов с нитрующей смесью 26
1.2.4. Синтез пятичленных азотсодержащих гетероциклов реакцией
2-алкил(бензил)амино-1,4-нафтохинонов с нитрозилсерной кислотой 28
1.2.5. Синтез N-оксидов азотсодержащих гетероциклов на основе
ариламинонафтохинонов 30
1.2.6. Получение оксимов 1,4-нафтохинона и его производных 34
1.3. Нитрозофенол-хиноноксимная таутомерия в растворах и твердой
фазе 41
Заключение к литературному обзору 47
Глава 2. Обсуждение результатов 48
2.1. Особенности взаимодействия 2-арил(алкил)амино-1,4-
нафтохинонов с гидроксиламином 48
2.2. Взаимодействие (4А)-3-ариламино-4-(гидроксиимино)нафталин-
1(4Я)-онов с нитрующей смесью и нитрозилсерной кислотой 57
2.2.1. Синтез 5-гидрокси-10-Х-бензо[а]феназин 12-оксидов реакцией (4А)-3-ариламино-4-(гидроксиимино)нафталин-1 (4Я)-онов с
нитрующей смесью в уксусной кислоте 57
2.2.2. Реакции (4А)-3-ариламино-4-(гидроксиимино)нафталин-1(4Я)-
онов с нитрозилсерной кислотой 63
2.3. Химические свойства 5-гидрокси-10-Х-бензо[а]феназин 12-
оксидов 64
2.3.1. Ацилирование 5-гидрокси-10-Х-бензо[а]феназин 12-оксидов 64
2.3.2. Восстановление 5-гидрокси-10-Х-бензо[а]феназин 12-оксидов 66
2.4. Особенности взаимодействия (4А)-3-арил(алкил)амино-4-
(гидроксиимино)нафталин-1(4Я)-онов с 2,2-дигидрокси-1,3- индандионом 67
2.5. Изучение антипролиферативной активности полученных
продуктов 75
Глава 3. Экспериментальная часть 80
3.1. Синтез и свойства (4А)-3-арил(алкил)амино-4-(гидроксиимино)нафталин-
1(4Я)-онов 82
3.2. Синтез и свойства 5-гидрокси-10-Х-бензо[а]феназин 12-оксидов 87
3.3. Ацилирование 5-гидрокси-10-Х-бензо[а]феназин 12-оксидов 90
3.4. Синтез и свойства (6А)-5-арил(алкил )амино-6-гидроксиимино-4Ь,11Ь-
дигидрокси-4Ь,5-дигидробензо[/]индено [1,2-Ь]индол-11,12(6Н,11ЬН)- дионов 92
3.5. Получение 1-алкил-3’Н-спиро[бензо[/]индол-2,1’-изобензофуран]- 3,3’ ,4,9(1Н)-тетраонов и 13 -алкил(бензил)бензо[/]изохромено [4,3 -Ь]индол-
5,7,12(13Я)-трионов 97
Выводы 103
Благодарности 104
Список сокращений 106
Список литературы 108

📖 Аннотация

В данной диссертационной работе представлены результаты исследования, направленного на разработку методов синтеза новых азотсодержащих гетероциклических систем на основе 3-арил(алкил)амино-1,4-нафтохинон-4-оксимов. Актуальность исследования обусловлена перспективностью производных 1,4-нафтохинона как биологически активных соединений, в частности, обладающих цитостатической и противоопухолевой активностью, что отмечено в работах ряда авторов, включая В.Я. Файна и Р.А. Музычкину. Основные результаты заключаются в установлении условий оксимирования 2-арил(алкил)амино-1,4-нафтохинонов, приводящего к целевым оксимам, и последующей их циклизации в реакции с нитрующими агентами и 2,2-дигидрокси-1,3-индандионом, в результате чего синтезированы новые конденсированные гетероциклы: бензо[а]феназин 12-оксиды, дигидробензо[/]индено[1,2-Ь]индолдионы, спироиндолы и бензо[/]изохроменоиндолтрионы. Для ряда соединений методом ЯМР-спектроскопии доказано существование в таутомерном равновесии оксим-нитрозоформ. Научная значимость работы состоит в расширении методологии синтеза сложных полициклических структур на основе хиноидных прекурсоров, а практическая – в выявлении соединений, в частности (4Е)-4-(гидроксиимино)-3-(н-толиламино)нафто-1(4Н)-она, проявляющих выраженную антипролиферативную активность, что открывает перспективы для создания на их основе новых лекарственных субстанций. Обзор литературы, включающий труды А.А. Семенова, К. Венкатарамана и Б.М.

📖 Введение

Хиноны и их производные интересны тем, что данный класс веществ обладает высокой реакционной способностью. Это позволяет использовать их в качестве синтонов в тонком органическом синтезе. В то же время, структурный скелет многих природных соединений составлен из конденсированных бензольных колец, которые в процессе биосинтеза могут превращаться в хиноны. В основном, это производные нафталина, антрацена, фенантрена и тетрацена. Более сложные полициклические системы встречаются редко [1].
Долгое время основным направлением исследований в области химии хиноидных соединений был поиск новых синтетических красителей. Однако в ряде работ российских и зарубежных ученых показано, что синтетические и природные производные хинонов обладают разнообразными свойствами и поэтому известны не только как пигменты [2-5], но и как люминофоры [6], витамины, антибиотики, антиоксиданты [7-10]. Известны производные нафтохинонов, которые действуют как цитостатические и противоопухолевые агенты, например, некоторые аминонафтохиноны и их азотистые гетероциклические производные [11-16]. Таким образом, в последние десятилетия выделилась еще одна область применения хинонов - создание лекарственных препаратов на их основе [17, 18].
В то же время, наличие карбонильных групп в углеродном скелете делает такие вещества кардиотоксичными. Основой кардиотоксичности хинонов является восстановление хиноидного фрагмента до семихинонового радикала, который участвует в генерации токсичных супероксидных анион- радикалов [19, 20]. Замена карбонильной группы на иминогруппу - один из возможных путей решения данной проблемы, поскольку, согласно литературным данным [21-23], некоторые хинонимины сохраняют свою высокую антипролиферативную активность, при этом их кардиотоксичность уменьшается по сравнению с исходными хинонами . В связи с этим работа по модификации карбонильных групп в ароматическом ядре представляется достаточно актуальным и перспективным направлением.
Таким образом, целью данного исследования является получение азотсодержащих гетероциклов на основе 3-арил(алкил)амино-1,4- нафтохинон-4-оксимов путем взаимодействия их с нитрующей смесью, нитрозилсерной кислотой и 2,2-дигидрокси-1,3-индандионом (нингидрином).
В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить взаимодействие синтезированных нами 3-арил(алкил)амино- 1,4-нафтохинон-4-оксимов с нитрующей смесью и нитрозилсерной кислотой.
2. Изучить взаимодействие 3-арил(алкил)амино-1,4-нафтохинон-4- оксимов с нингидрином в различных условиях.
3. Изучить строение, свойства образующихся продуктов с помощью
физико-химических методов анализа, а также возможность
таутомерного равновесия с соответствующими нитрозоформами в твердом виде и в растворе.
Новизна работы. В настоящей работе показано, что обработка 3- ариламино-1,4-нафтохинон-4-оксимов нитрующей смесью или
нитрозилсерной кислотой в уксусной кислоте приводит к 5-гидрокси-10-Х- бензо[а]феназин 12-оксидам - потенциальным донорам оксида азота NO. Структура полученных продуктов подтверждена физико-химическими методами анализа, в том числе методами двумерной спектроскопии (HMBC, HSQS, NOESY, COSY) и рентгеноструктурного анализа.
Изучены химические свойства 5-гидрокси-10-Х-бензо[а]феназин 12- оксидов, а именно, показана их способность к реакциям ацилирования и восстановления.
Показано, что в результате взаимодействия 3-арил(алкил)амино-1,4- нафтохинон-4-оксимов с нингидрином в уксусной кислоте образуются (6E)-5- арил(алкил)амино-6-гидроксиимино-4Ь,ПЬ-дигидрокси-4Ь,5-дигидробензо[/]индено[1,2-
Ь]индол-11,12(6H,11Ь//)-дионы, а в более жестких условиях (нагревание в ДМСО в присутствии метансульфокислоты) - 1-алкил-3’/-спиро[бензо[/]индол-2,1’- изобензофуран]-3,3’,4,9(1Н)-тетраоны и 13-
алкил(бензил)бензо[/]изохромено[4,3-Ь]индол-5,7,12(13Я)-трионы, причем
выход продуктов здесь зависит от выбранного температурного режима реакции.
Впервые показано, что некоторые 3-ариламино-1,4-нафтохинон-4- оксимы и (6£)-5-ариламино-6-гидроксиимино-4Ь,11Ь-дигидрокси-4Ь,5-
дигидробензо[/индено[1,2-Ь]индол-11,12(6Н,11ЬН)-дионь1 в твердом виде и в растворе существуют в состоянии таутомерного равновесия с соответствующими нитрозоформами, что подтверждается спектрами диффузного отражения и полосой поглощения в ЭСП данных соединений в области ~700 нм при концентрации раствора 10-2 моль/л. Показано, что оксимы и индолдионы, содержащие в качестве радикала остатки алкил(бензил)аминов в растворе существуют только в хиноноксимной форме.
Теоретическая и практическая значимость. Синтезирован ряд новых (4£)-3-арил(алкил)амино-4-(гидроксиимино)нафталин-1(4Я)-онов и предложены
способы получения новых групп N-гетероциклических соединений на их основе: 5-гидрокси-10-Х-бензо[а]феназин 12-оксиды и их ацилированные производные, (6£)-5-арил(алкил)амино-6-гидроксиимино-4Ь,11Ь-дигидрокси-4Ь,5-
дигидробензо[/индено[1,2-Ь]индол-11,12(6H,11Ь//)-дионы, 1 -алкил-3’Н-
спиро[бензо[/]индол-2,1’-изобензофуран]-3,3’,4,9(1Н)-тетраоны и 13-
алкил(бензил)бензо[/изохромено[4,3-Ь]индол-5,7,12(13Я)-трионы, перспективные для исследования их биологической активности. Показано, что в твердом виде и растворе некоторые (4Е)-3-ариламино-4-(гидроксиимино)нафталин-1 (4Я)- оны и (6Е)-5-ариламино-6-гидроксиимино-4Ь,11Ь-дигидрокси-4Ь,5-
дигидробензо[/]индено[1,2-Ь]индол-11,12(6Н,11ЬН)-дионы существуют в состоянии таутомерного равновесия с соответствующими нитрозоформами, в то время как (4Е)-3-алкил(бензил)амино-4-(гидроксиимино)нафталин-1(4Я)-
оны и (6Е)-5-алкил(бензил)амино-6-гидроксиимино-4Ь,11Ь-дигидрокси-4Ь,5- дигидробензо[/]индено[1,2-Ь]индол-11,12(6Н,11ЬЯ)-дионы - в
хиноноксимной.
Апробация работы. Материалы исследования обсуждались на конференциях различного уровня, среди которых IX Межрегиональная научно-практическая конференция «Химическая наука и образование Красноярья». Красноярск, 2016; X Межрегиональная научно-практическая конференция «Химическая наука и образование Красноярья», посвященная 85-летию КГПУ им. В.П. Астафьева. Красноярск, 2017; XI Межрегиональная научно-практическая конференция «Химическая наука и образование Красноярья», посвященная 150-летию Российского химического общества им. Д.И. Менделеева. Красноярск, 2018; IV Марковниковские чтения «Органическая химия от Марковникова до наших дней». Всероссийская конференция с международным участием. Москва, 2018; XXI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. Saint Petersburg, 2019; VI Марковниковские чтения «Органическая химия от Марковникова до наших дней». Всероссийская конференция. Москва, 2020; XIII Всероссийская научно-практическая конференция «Химическая наука и образование Красноярья». Красноярск, 2020; XIV Всероссийская научно-практическая конференция «Химическая наука и образование Красноярья». Красноярск, 2021; XV Всероссийская научно-практическая конференция «Химическая наука и образование Красноярья». Красноярск, 2022; Всероссийская научная конференция с международным участием «Современные проблемы органической химии». Новосибирск, 2022; XVII Всероссийская научнопрактическая конференция «Химическая наука и образование Красноярья». Красноярск, 2024.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 18-33-00663, 2018-2020 г.) и Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности (проект № 2022030908453, 2022-2023 гг.).
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 15 научных публикациях: из них 4 статьи в изданиях, рекомендованных для размещения материалов диссертаций и 11 тезисов докладов конференций различного уровня.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав (литературный обзор, результаты и их обсуждение, экспериментальная часть), выводов, списка сокращений,
библиографического списка, который содержит 174 наименования. Диссертационная работа изложена на 126 страницах машинописного текста, включает 108 рисунков и 4 таблицы.

Возникли сложности?

Нужна качественная помощь преподавателя?

👨‍🎓 Помощь в написании

✅ Заключение

1. Оксимирование 2-арил(алкил)амино-1,4-нафтохинонов
гидроксиламином в щелочной среде приводит к новой группе 3- арил(алкил)амино-1,4-нафтохинон-4-оксимов.
2. Взаимодействие 3-ариламино-1,4-нафтохинон-4-оксимов с
нитрующей смесью или нитрозилсерной кислотой в уксусной кислоте приводит к 5-гидрокси-10-Х-бензо[а]феназин 12-оксидам, показана способность 5-гидрокси-10-Х-бензо[а]феназин 12-оксидов к реакциям ацилирования и восстановления.
3. Взаимодействие 3-арил(алкил)амино-1,4-нафтохинон-4-оксимов с 2,2-
дигидрокси-1,3-индандионом в уксусной кислоте приводит к (6E)-5- арил(алкил)амино-6-гидроксиимино-4Ь, 11Ь-дигидрокси-4Ь,5- дигидробензо[/]индено[1,2-Ь]индол-11,12(6Н,11ЬЯ)-дионам, а в
ДМСО в присутствии MeSO3H - к 1-алкил-3’Н-спиро[бензо[/]индол- 2,1’-изобензофуран]-3,3’,4,9(1Я)-тетраонам и 13-
алкил(бензил)бензо[/]изохромено[4,3-Ь]индол-5,7,12(13Я)-трионам.
4. (4Е)-4-(гидроксиимино)-3-(фениламино)нафто-1(4Я)-он, (4E)-4-
(гидроксиимино)-3-(н-метилфениламино)нафто-1(4Я)-он, (4E)-4-
(гидроксиимино)-3-(н-метоксифениламино)нафто-1(4Я)-он и (6E)-6- гидроксиимино-4Ь,11Ь-дигидрокси-5-(4-метоксифенил)-4Ь,5- дигидробензо[/]индено[1,2-^]индол-11,12(6Н,11ЬЯ)-дион в твердом
виде и в растворе существуют в состоянии таутомерного равновесия с соответствующими нитрозоформами.
5. (4Е)-4-(гидроксиимино)-3-(н-толиламино)нафто-1(4Я)-он и (4E)-4-
(гидроксиимино)-3-(н-этоксифениламино)нафто-1(4Я)-он обладают
наибольшей антипролиферативной активностью среди изученных в данной работе соединений для линий опухолевых клеток аденокарциномы толстой кишки и хронического миелоидного лейкоза.
Благодарности
Автор искренне признателен сотрудникам Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова: Тиховой Вере Дмитриевне,
заведующей лабораторией микроанализа за проведение элементного анализа; Филатовой Людмиле Сергеевне, ведущему инженеру Центра международной научно-технической сети STN и спектральной информации за информационную поддержку; Краснову Вячеславу Ивановичу, сотруднику Центра спектральных исследований (ЦСИ) за неоценимую помощь в записи спектров ЯМР.
Автор благодарит Гатилова Юрия Васильевича, д.х.н., ведущего научного сотрудника лаборатории физических методов исследования НИОХ им. Н.Н. Ворожцова СО РАН, Кирика Сергея Дмитриевича, д.х.н., сотрудника ИХХТ СО РАН и Чернышева Владимира Васильевича, д.ф.-м.н., ведущего научного сотрудника научно-исследовательской лаборатории структурной химии МГУ им. М.В. Ломоносова за выполнение рентгеноструктурного анализа.
Автор выражает признательность сотрудникам Научноисследовательского инженерного центра «Кристалл» Сибирского Федерального Университета доктору химических наук Лосеву Владимиру Николаевичу, а также кандидату химических наук Метелице Сергею Игоревичу за помощь в записи спектров диффузного отражения.
Автор выражает благодарность научным сотрудникам Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН Сташиной Галине Алексеевне, Стреленко Ю.А. и д.х.н., заведующего лабораторией органического синтеза ИХБФМ СО РАН Сильникова Владимира Николаевича за помощь в исследовании структуры синтезированных соединений методами ЯМР- спектроскопии.
Автор благодарит Чижова Александра Олеговича, сотрудника Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН и Нефедова Андрея Алексеевича, руководителя группы масс-спектрометрии ЦСИ НИОХ им. Н.Н. Ворожцова СО РАН и ведущего инженера Стаценко О.Б. за проведение масс-спектрометрии высокого разрешения.
Автор выражает искреннюю благодарность Штилю Александру Альбертовичу, д.м.н., профессору, заведующему лабораторией механизмов гибели опухолевых клеток Федерального государственного бюджетного учреждения «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина» Министерства здравоохранения Российской Федерации и его сотрудникам за исследование биологической активности синтезированных веществ.
Глубокую и искреннюю благодарность автор выражает своему научному руководителю Горностаеву Леониду Михайловичу, д.х.н., профессору, профессору кафедры биологии, химии и экологии КГПУ им. В.П. Астафьева за научное руководство и неоценимую помощь в выполнении диссертационной работы. Автор сердечно благодарит сотрудников кафедры биологии, химии и экологии КГПУ им. В.П. Астафьева к.х.н. Ромашкову Юлию Геннадьевну и к.х.н. Фоминых Ольгу Игоревну за помощь во время написания диссертации.

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

📕 Список литературы

1. Семенов, А. А. Очерк химии природных соединений / А. А. Семенов. - Том 1.
- М.: Издано Международным благотворительным фондом «Научное
партнерство», 2009. - 624 с.
2. Эфрос, Л. С. Химия и технология промежуточных продуктов / Л. С. Эфрос,
М.В. Горелик. - Л.: Химия, 1979. - 544 с.
3. Горелик, М. В. Основы химии и технологии ароматических соединений / М. В.
Горелик, Л. С. Эфос. - М.: Химия, 1992. - 640 с.
4. Венкатараман, К. Химия синтетических красителей / К. Венкатараман. - Т.5. -
Л.: Химия, 1977. - 432 с.
5. Бриттон, Г. Биохимия природных пигментов / Г. Бриттон : пер. с англ. - М.:
Мир, 1986. - 422 с.
6. Красовицкий, Б. М. Органические люминофоры / Б. М. Красовицкий, Б. М.
Болотин. - Л.: Химия, 1976. - 344с.
7. Файн, В. Я. 9,10-Антрахиноны и их применение / В. Я. Файн. - М.: Центр
фотохимии РАН, 1999. - 92 с.
8. Музычкина, Р. А. Природные антрахиноны. Биологические свойства и физико
химические характеристики / Р. А. Музычкина. - М.: ФАЗИС, 1998. - 864 с.
9. Жунгиету, Г. И. Юглон и родственные 1,4-нафтохиноны / Г. И. Жунгиету, Л.
А. Влад. - Кишинёв: Штиинца, 1978. - 95с.
10. Герасимова, Т. Н. Органические красители для оптических дисков постоянной памяти / Т. Н. Герасимова, B. B. Шелковников // Усп. химии. - 1992. - Т. 61, №1. - С. 102-123.
11. Tandon, V. K. Design, synthesis and biological evaluation of novel nitrogen and sulfur containing hetero-1,4-naphthoquinones as potent antifungal and antibacterial agents / V. K. Tandon, H. K. Maurya [et al.] // Eur. J. Med. Chem. - 2009. - Vol. 44. - P. 3130-3137. DOI: 10.1016/j.ejmech.2009.03.006
12. Zhang, J. Synthesis and antibacterial activity study of a novel class of cationic anthraquinone analogs / J. Zhang, N. Redman, A. P. Litke [et al.] // Bioorg. Med. Chem. - 2011. - Vol. 19, No 1. - P. 498-503. DOI: 10.1016/j.bmcl.2011.08.107
13. Chan, K. Y. Mode of action investigation for the antibacterial cationic
anthraquinone analogs / K. Y. Chan, J. Zhang, C.-W.T. Chang // Bioorg. Med. Chem. Lett. - 2011. - Vol. 21, No 21. - P. 6353-6356. DOI:
10.1016/j.bmcl.2011.08.107
14. Fosso, M. Y. Library Synthesis and Antibacterial Investigation of Cationic Anthraquinone Analogs / M. Y. Fosso, K. Y. Chan [et al.] // ACS Combinatorial Science. - 2012. - Vol. 14, No 3. - P. 231-235. DOI: 10.1021/co2002075
15. Pat. № WO 2005/33048 A2. WNT pathway antagonists. P. A. Beachy, J. K. Chen, R. K. Mann. The Johns Hopkins University. 2005
..174

🖼 Скриншоты

🛒 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