Тема: Синтез и гетероциклизация S-, N-, С- производных пуринов и пиримидинов
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
📋 Содержание
Глава 1. Свойства замещенных пуринов (литературный обзор) 7
1.1 Алкилирование пурин-6-тионов 7
1.2 Алкилирование ксантинов 12
1.3 Синтез конденсированных тиазоло(тиазино)- и оксазоло(оксазино)пуриниевых систем .. 14
1.3.1 Синтез [1,3]тиазино[2,3-/]-, [1,3]тиазоло[2,3-/]-, [1,4]тиазино[4,3,2-£А]- и
[1.3] тиазоло[3,4,5-£А]пуриниевых систем 15
1.3.2 Синтез [1,3]тиазино[3,2-а]-, [1,3]тиазоло[3,2-а]- и [1,3]тиазоло[2,3-^]пуриниевых
систем 26
1.3.3 Синтез [1,3]тиазоло[2,3-/]-, [1,3]тиазино[2,3-/]-, [1,3]тиазоло[3,2-е]- и
[1.3] тиазино[3,2-е]пуриниевых систем 29
1.3.4 Синтез [1,3]оксазоло- и [1,3]оксазинопуриниевых систем 35
Глава 2. Обсуждение результатов 40
2.1.1 Синтез 6-алкенил(пропаргил)сульфанилпуринов 40
2.1.2 Исследование 6-алкенил(пропаргил)сульфанилпуринов методом ЯМР 1Н 44
2.1.3 Исследование 6-алкенил(пропаргил)сульфанилпуринов методом ХМС 48
2.1.4 Взаимодействие с другими галогенпроизводными 53
2.2 Алкилирование теофиллинов 58
2.2.1 Синтез 7-алкенил(пропаргил)теофиллинов 58
2.2.2 Особенности фрагментации 7-алкенил(пропаргил)теофиллинов 61
2.3 Алкилирование теобромина 68
2.3.1 Синтез 1-алкенилтеоброминов 68
2.3.2 Особенности фрагментации 1-алкенилтеоброминов 69
2.4 Алкилирование замещенных урацил-2-тионов 71
2.4.1 Синтез 2-органилсульфанилпиримидин-4(3Л)-онов 71
2.4.2 Особенности фрагментации 2-органилсульфанилпиримидин-4(3Л)-онов 75
2.5 Изучение свойств S-производных пурин-6-тионов 78
2.5.1 Взаимодействие с галогенами 78
2.5.1.1 Гетероциклизация 6-аллил(металлил, 2-бромаллил)сульфанилпуринов под
действием галогенов 79
2.5.1.2 Гетероциклизация 6-пренил(циннамил, бут-3-енил)сульфанилпуринов и (E)-
1,4-бис((пурин-6-ил)сульфанил)бут-2-ена под действием галогенов 87
2.5.1.3 Гетероциклизация 6-пропаргилсульфанилпуринов под действием галогенов 91
2.5.1.4 Изучение свойств галогенидов [1,3]тиазоло[2,3-/]пуриниевых систем 95
2.5.2 Взаимодействие с солями ртути 98
2.5.3 Гетероциклизация 6-(2-(4-бромфенил)-2-оксоэтил)сульфанилпурина 99
2.6 Изучение свойств 7-алкенил(пропаргил)теофиллинов 101
2.6.1 Эпоксидирование 7-алкенилтеофиллинов 101
2.6.2 Взаимодействие 7-алкенил(пропаргил)теофиллинов с галогенами 103
2.7 Взаимодействие 1-алкенилтеоброминов с галогенами 109
2.8 Изучение свойств 2-органилсульфанилпиримидин-4(3Л)-онов 111
2.8.1 Взаимодействие с кислотами и бензальдегидами 111
2.8.2 Взаимодействие с галогенами 117
2.8.2.1 Гетероциклизация 2-алкенил(пропаргил)сульфанил-6-
амино(фенил)пиримидин-4(3Л)-онов под действием галогенов 117
2.8.2.2 Гетероциклизация 2-органилсульфанил-5-аллил-6-метилпиримидин-4(3Я)-
онов под действием галогенов 122
Глава 3. Экспериментальная часть 126
Заключение 157
Список литературы 158
Список сокращений 176
📖 Введение
Соединения, содержащие пуриновый цикл, обладают широким спектром биологической активности: противораковая [1-5], антивирусная [6], антиагрегантная [7], обезболивающая и противовоспалительная [8]. Кроме того, производные пурин-6-тиона обладают иммуносупрессивным эффектом, а также могут применяться в качестве высокоэффективных противолейкозных препаратов [9-11]. 6-Бензилсульфанилпурин и его производные имеют высокую активность в отношении токсоплазмоза [12-14] и ингибируют транспорт нуклеозидов [15, 16]. Было обнаружено улучшение химиотерапевтического действия пурин-6-тиона при использовании наночастиц золота [17].
Среди производных замещенных пуринов и пиримидинов их конденсированные аналоги, с точки зрения биологической активности, представляют больший интерес. Решающую роль при этом играет увеличение возможности варьирования фармакофорных групп, а также способность взаимодействовать с более широким кругом рецепторов.
В литературе среди уже синтезированных тиазоло- и тиазинопуриниевых систем найдены соединения, перспективные в лечении онкозаболеваний. При этом синтез трициклических пуринов реакцией галогенциклизации практически не изучен. Синтез 5-фенил(амино)-
[1,3] тиазоло[3,2-а]пиримидинов, 5-фенил(амино)пиримидо[2,1-й][1,3]тиазинов и фуро[2,3- ^]пиримидинов гетероциклизацией непредельных производных систематически не изучен. Отсутствуют литературные данные по синтезу фуро[2,3-^]тиазоло[3,2-а]пиримидинов. Поэтому синтез новых би- и трициклических производных замещенных пуринов и пиримидинов является актуальной задачей.
Целью работыявляется разработка методов синтеза новых би- и трициклических производных замещенных пуринов и пиримидинов, изучение строения и свойств тиазоло(тиазино)пуринов и тиазоло(фуро, тиазино)пиримидинов. В связи с этим были поставлены следующие задачи:
- синтез новых S-, N-, С- производных замещенных пуринов и пиримидинов, содержащих кратные связи в заместителе;
- получение конденсированных тиазоло(тиазино)пуринов и тиазоло(фуро, тиазино)пиримидинов электрофильной гетероциклизацией непредельных производных замещенных пуринов и пиримидинов и исследование свойств полученных систем;
- установление структуры полученных соединений методами хромато-масс-спектрометрии, РСА и ЯМР.
Научная новизна и практическая значимость.
Алкилированием замещенных пуринов и пиримидинов синтезированы неописанные ранее соединения, содержащие функциональные группы, способные принимать участие в гетероциклизации.
Разработаны эффективные синтезы производных тиазоло[2,3-/]пуриниевых, тиазино[2,3- /]пуриниевых, тиазоло[3,2-а]пиримидиниевых, фуро[2,3-^]пиримидиниевых, фуро[2,3-
^]тиазоло[3,2-а]пиримидиниевых и оксазоло[3,2-а]пуриниевых систем на основе электрофильной гетероциклизации S-, N-, С- производных замещенных пуринов и пиримидинов под действием галогенов и солей ртути. Получены новые конденсированные системы, в том числе содержащие фармакофорные группы. Впервые получена новая гетероциклическая система фуро[2,3-^]тиазоло[3,2-а]пиримидиния.
Разработан эффективный синтез 5,5'-(арилметилен)йис(2-органилсульфанил-6-аминопиримидин-4(3Я)-онов) взаимодействием S-производных 6-аминоурацил-2-тионов с замещенными ароматическими альдегидами.
Строение синтезированных соединений установлено с помощью методов хромато-масс- спектрометрии, ЯМР 1Н, 13С двумерного ЯМР HMBC 1H-13C, HSQC 1H-13C, NOESY 1Н-1Н и рентгеноструктурного анализа.
Для отдельных синтезированных соединений получены положительные результаты испытаний на микробиологическую активность в отношении Staphylococcus aureus, Candida albicansи Aspergillus niger,что делает перспективными дальнейшие исследования в поиске лекарственных препаратов на их основе.
Положения, выносимые на защиту:
Особенности алкилирования замещенных пуринов и пиримидинов.
Метод синтеза тиазоло[2,3-/']пуриниевых, тиазино[2,3-/']пуриниевых, тиазоло[3,2-
a]пиримидинониевых, фуро[2,3^пиримидиниевых, фуроДД^тиазолоДД^пиримидиниевых и оксазолоДД^пуриниевых систем гетероциклизацией S-, N-, C- производных замещенных пуринов и пиримидинов под действием галогенов.
Синтез тиазоло[2,3-/']пуриниевой системы путем гетероциклизации 6-аллилсульфанилпурина под действием галогенидов ртути.
Результаты исследования реакции S-производных 6-аминоурацил-2-тионов с ароматическими альдегидами.
Личный вклад. Автором осуществлен поиск и систематизация литературных данных по теме диссертации, выполнена экспериментальная часть работы по синтезу, осуществлен анализ данных физико-химических испытаний, систематизация полученных результатов, формулировка выводов, а также написание статей и тезисов докладов.
Апробация работы и публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 10 статей и 4 доклада в виде тезисов конференции. Основные результаты и положения диссертации представлены на всероссийских и международных конференциях «Достижения и проблемы современной химии» (Санкт-Петербург, 2014 г.), «ХХ Молодежной школы-конференции по органической химии» (Казань, 2017 г.), «Проблемы теоретической и экспериментальной химии» (Екатеринбург, 2019 г.), «XXI Менделеевского съезда по общей и прикладной химии» (Санкт-Петербург, 2019 г.).
Структура и объем диссертации.
Диссертационная работа содержит 176 страниц и состоит из трех глав. В первой главе приведен аналитический обзор литературных данных по синтезу S- производных пурин-6- тионов и N-производных ксантинов. Представлены методы получения тиазоло(тиазино)- и оксазоло(оксазино)пуриниевых систем и их гидрированных производных с [а], [й], [е], [/], [gh] и [/] сочленениями. Отмечено, что для синтеза рассматриваемых в диссертационной работе классов конденсированнных систем гетероциклизация под действием галогенов практически не применялась. Вторая глава посвящена обсуждению полученных результатов. Третья глава содержит описание экспериментальных методик. Завершается рукопись выводами и списком цитируемой литературы. Работа содержит 206 ссылок на литературные источники, 153 схемы, 26 таблиц и 20 рисунков.
Соответствие диссертации паспорту специальности
Изложенный материал и полученные результаты по своим целям, задачам, научной новизне, содержанию и методам исследования соответствуют п.1 «Выделение и очистка новых соединений», п.2. «Открытие новых реакций органических соединений и методов их исследования» и п.3. «Развитие рациональных путей синтеза сложных молекул» паспорта специальности 02.00.03 - органическая химия (химические науки).
Работа выполнена при финансовой поддержке Правительства РФ (Постановление № 211 от 16.03.2013 г., соглашение № 02.A03.21.0011) и Министерства образования и науки в рамках государственного задания (№ 4.9665.2017/8.9).
✅ Заключение
1. Разработан метод алкилирования пурин-6-тиона, 6-аминоурацил-2-тиона, 6-фенилурацил- 2-тиона и 5-аллил-6-метилурацил-2-тиона органилгалогенидами в водно-спиртовой среде (10:1) с образованием неизвестных ранее S-производных пурин-6-тионов и пиримидин-2-тионов. Осуществлен синтез ранее неизвестных производных теофиллина, 8-хлортеофиллина и теобромина алкилированием в ДМФА в присутствии К2СОз. Строение доказано методами хромато-масс спектрометрии и ЯМР.
2. Найдено, что S-аллильные, S-металлильные, S-циннамильные и S-пропаргильные производные пурин-6-тионов, 6-аминоурацил-2-тиона и 6-фенилурацил-2-тиона реагируют с бромом и иодом с аннелированием тиазолового цикла, S-пренильные и S-бут-З-енильные производные - тиазинового цикла, а при иодциклизации 6-(2-бромаллил)сульфанилпурина и 2- (2-бромаллил)сульфанил-6-аминопиримидин-4(3Л)-она - тиазольного цикла с элиминирование бромистого иода.
3. Показано, что иодциклизация 5,5’-фенилметилен-йис(2-аллилсульфанил-6-аминопиримидин-4(3Л)-она), полученного конденсацией 2-аллилсульфанил-6-аминопиримидин-4(3Л)-она с бензальдегидом, приводит к аннелированию двух тиазольных колец.
4. Впервые получена новая гетероциклическая система - фуро[2,3-^]тиазоло[3,2- а]пиримидин взаимодействием 2-аллилсульфанил-5-аллил-6-метилпиримидин-4(3Л)-она с иодом и бромом. Реакцией 2-бензилсульфанил-5-аллил-6-метилпиримидин-4(3Л)-она с иодом и бромом синтезированы неизвестные ранее замещенные фуро[2,3-^]пиримидины, структура которых доказана методом РСА.
5. Разработан метод синтеза тиазоло[2,3-/]пуриниевых систем гетероциклизацией 6- аллилсульфанилпурина под действием хлорида и иодида ртути (II).
6. Установлено, что реакция 1-металлилтеобромина с иодом приводит к образованию линеарного оксазолопурина, а взаимодействие 8-хлортеофиллина с 1,3-дихлорпропан-2-олом - к образованию замещенного оксазоло[2,3-Дпурин-2,4-диона.
7. Показано, что иодиды 7-иодметил-7-метил-7,8-дигидро-1#-тиазоло[2,3-/]пуриния и 7-
метилиден-7,8-дигидро[1,3]тиазоло[2,3-/]пуриния проявляют антибактериальную и
антимикотическую активность, а 6-металлилсульфанил- и 6-(2-бромаллил)сульфанилпурин проявляют антибактериальную активность



