Диссертация (1155374)
Текст из файла
Федеральное государственное автономное образовательное учреждениевысшего образования «Российский университет дружбы народов»На правах рукописиПоплевин Дмитрий СергеевичЭПОКСИИЗОИНДОЛО[1,2-a]АЗАЦИКЛОАЛКАНЫ. СИНТЕЗ И ТРАНСФОРМАЦИИ02.00.03 – Органическая химияДиссертация на соискание ученой степеникандидата химических наукНаучный руководитель:к.х.н., доц. Зубков Ф. И.Москва2018ОГЛАВЛЕНИЕСПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ………………………………………………..…3ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………..…………………………………51. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР…….…………………………………………………………………71.1 Электрохимическая функционализация фурана……………………………………...….........71.2 Электрохимическая функционализация пиррола…………………………………………...141.3 Электрохимическая функционализация тиофена…………………………………...……….211.4 Электрохимическая функционализация изоиндола и индола……………………….……. 241.5 Электрохимическая функционализация пиридина…………..
…………………….…...…..361.6 Электрохимическая функционализация хинолина…………………………………………..451.7 Электрохимическая функционализация имидазола………………………………….....…...491.8 Электрохимическая функционализация пиразола…………………………………………...562. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ…………………….………………………………………….622.1 Синтез α-фурилциклических аминов 5а-к…………………………………………………….622.2 Взаимодействие аминов 5а-к с малеиновым ангидридом…………………………..…….....702.3 Взаимодействие циклических α-фуриламинов с акрилоилхлоридом,циннамоилхлоридом и аллилбромидом………………………………………………………......792.4 Синтез фурилзамещённых лактамов и их взаимодействие с аллилбромидом ипропаргилбромидом………………………………………………………………………………..852.5 Ограничения метода.
Синтез 2-(фуран-2-ил-1,2,3,4-тетрагидрохинолина…………....…....903. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ……………………………………………………..……...92ВЫВОДЫ…………………………………………………………………………………..………137ПРИЛОЖЕНИЕ……………………………………………………………………………..……..138ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………………………………..…….1502СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙAc – ацетилAlk – алкилAr – арилAz – 1H-пиразолBn – бензилBu – н-бутилBMDPI – 2-(4-бромфенил)-4,5-дифенил-1H-имидазолi-Bu – изо-бутилBpy·NiBr2 – комплекс бипиридин/бромид никеляDBP – диэтилбензилфосфонатEt – этилEtOAc – этилацетатEt2O – диэтиловый эфирEtOH – этиловый спиртFur – фурилHal – галогенIMDAF – IntraMolecular Diels-Alder Furan reaction – внутримолекулярная реакция ДильсаАльдера фуранаi-Pr – изо-пропилн-Pr – н-пропилmaj – мажорный изомерMe – метил3Mes – 2-(1,3,5-триметилфенил)Ms – метилсульфонил (Me-SO2-)min – минорный изомерMW – микроволновое облучениеNu – нуклеофилPr – пропилPh – фенилTBS – трет-бутоксидиметилсилан t-BuSi(CH3)2TIPS – три-изо-пропилсилан (i-Pr)3SiTMS – триметилсилилTs – тозил (пара-метилсульфофенил)Абс.
– абсолютныйДМСО – диметилсульфоксидДМФА – N,N-диметилформамидДХМ – дихлорметанКССВ – константа спин-спинового взаимодействияп-ТСК – пара-толуолсульфокислотаСТМS – хлортриметилсилан Si(CH3)3Cl4ВВЕДЕНИЕОдной из актуальных задач органической химии является синтез гетероциклическихскаффолдов и их последующая модификация с образованием практически полезных продуктов.Важнейшим условием построения таких билдинг-блоков является простота синтеза идоступность исходных реагентов.
Достижению этой практической цели посвящена настоящаяработа, в которой в качестве исходных использовались α-фурилзамещённые азациклоалканы илактамы. Разработка синтеза последних осуществлялась на базе простейших исходных: фурана,сильвана, пирролидина, пиперидина, азепана, морфолина, γ-бутиролактам, δ-валеролактам, εкапролактам и др.α-Фурилзамещённые полностью насыщенные азагетероциклы являются прекраснымимоделями для исследования на их примере тандемной реакции ацилирования / [4+2]циклоприсоединения (IMDAF реакция).
Это превращение планомерно исследуется на кафедреорганической химии РУДН в течение последних 15 лет на примере взаимодействия αфурилзамещённых хинолинов, изохинолинов, пиперидонов, хиноксалинов, и др. азинов сангидридами α,β-непредельных кислот. В этих реакциях изучались как синтетическиевозможности и ограничения метода, так и стереохимия реакции внутримолекулярного [4+2]циклоприсоединения.
В большинстве реакция использовались шести членные гетероциклы,содержащие фурановый заместитель в α-положении к атому азота.Не смотря на значительный экспериментальный материал, полученный как этой, так идругими научными группами, на настоящий момент в литературе отсутствуют сообщения (иобобщения) о влиянии величины азотсодержащего кольца α-фурилзамещённых аминов нарезультат IMDAF реакции.Цели работы.1.
Разработка и оптимизация синтеза α-фурилзамещённых циклических аминов и лактамов.2. Изучение α-фурилазациклоалканов в IMDAF реакциях с диенофилами различной активности.3. Установление зависимости: величина кольца гетероцикла – строение продуктов IMDAFреакции.Научная новизна работы. Установлено, что α-фурилзамещённые циклические амины,имеющие шестичленный цикл или цикл большего размера, вступают в IMDAF реакцию сактивнымииимеющимисреднююактивностьдиенофиламисобразованиемдвухдиастереоизомеров конденсированных эпоксиизоиндолов.α-Фурилзамещённый пирролидин в реакции с сильными диенофилами даёт циклическийаддукт, который в растворах испытывает ретрореакцию Дильса-Альдера с образованиемтаутомерной смеси, содержащей продукты раскрытия оксабициклического фрагмента.
Реакции52-фурилпирролидина с более слабыми диенофилами не сопровождаются внутримолекулярнымциклоприсоединением. Фурановый фрагмент α-фурилзамещённого азетидина не вступает вреакцию циклоприсоединения даже при взаимодействии с сильными диенофилами.Аналогично себя ведут 5-7 членные α-фурилзамещённые лактамы в реакции саллилбромидом. Шести- и семичленные циклы вступают в IMDAF реакцию с образованиемтаутомерной смеси циклического аддукта и раскрытых форм. В случае пятичленного циклареакция заканчивается образованием лишь продукта алкилирования атома азота.Таким образом, в диссертации изучено влияния величины азотистого цикла простейшихα-фурилзамещённых аминов на внутримолекулярную реакцию циклоприсоединения, изученызакономерности IMDAF реакции, что позволит предсказывать её направление в более сложныхобъектах.Практическая значимость работы. На основе простейших исходных разработаныпрепаративные, мультиграммовые методы синтеза α-фурилзамещённых циклических аминов илактамов, что сделало их доступными для дальнейшего изучения химических и практическиполезных свойств.
Исследованы закономерности IMDAF реакции в α-фурилазагетероциклах,что позволило получить широкий спектр эпоксиизоиндолов, аннелированных с другимигетероциклами.Полученаобширнаябиблиотека3а,6-эпоксиизоиндолов,изученаихбиологическая активность и химические превращения.Апробация работы. Результаты работы докладывались на III Международной научнойконференции «Новые направления в химии гетероциклических соединений» (17-21 сентября2013, г. Пятигорск), VI Молодёжной конференции ИОХ РАН (16-17 апреля 2014, г.
Москва), IIIВсероссийской научной конференции «Успехи синтеза и комплесообразования» (21-25 апреля2014, г. Москва), I Всероссийской молодёжной школы-конференции «Успехи синтеза икомплесообразования» (25-28 апреля 2014, г. Москва), Dombay Organic Conference ClusterDOCC-2016 (29th May – 4th June, Dombay, Russian Federation), The Fourth International ScientificConference (24-28 April, Moscow, Russian Federation).Финансовая поддержка. Работа выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ№№ 16-03-00125 и 13-03-0015, а также в рамках задания Министерства образования и наукиРоссийской Федерации (проект 4.1154.2017/4.6).Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 статьи в журналах, реферируемых БДWoS (Scopus) и 6 тезисов докладов на конференциях.6I.
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОРФункционализация гетероциклов электрохимическими методамиОрганическая электрохимия, зародившись в середине двадцатого века, на сегодняшнийдень стала самостоятельным направлением органической химии. В связи с развитием научнотехнического прогресса, появлением нового оборудования и материалов, эта область наукиинтенсивно развивается. За последние 30 лет в свет вышло большое количество работ,посвящённыхэтойтематике.Методыорганическойэлектрохимии,благодарясвоейуникальности, используются в различных областях химии: синтез и анализ органическихсоединений, установление структуры промежуточных частиц, исследование механизмов икинетики реакций, инициирование полимеризации, изучение природы каталитическойактивности и так далее.
Благодаря тому, что электрохимия находится на стыке физики и химии,она оперирует значительно бóльшим арсеналом теоретических представлений и практическихметодов, чем каждая из упомянутых наук в отдельности.Для химиков-гетероциклистов органическая электрохимия представляет особый интерес.Её применение и адаптация к различным гетероциклическим системам может приводить кинтересным трансформациям, перегруппировкам и функционализации, которые невозможноосуществить классическими методами органической химии.
Настоящий литературный обзорпосвящён введению функциональных групп в кислород-, азот- и серосодержащие гетероциклыэлектрохимическим методом.1.1 Электрохимическая функционализация фуранаФуран, являясь π-избыточным и наименее ароматичным из классических пятичленныхгетероциклов, достаточно легко вступает в реакции электрохимического электрофильногозамещения. Одной из пионерских работ в этом направлении было метоксилирование αзамещённых фуранов, осуществлённое Д'Алелио с коллегами (схема 1) [1] в 1959 году:Схема 17Электролиз проводился в метаноле, а в качестве электролита был использован бромидаммония.Дальнейшийпиролиздиметоксипроизводных2а-впозволяетполучитьβ-метоксизамещённые фураны 3а-в с удовлетворительными выходами.Подобное метоксилирование с высоким выходом так же было проведено группойяпонских химиков на примере Е-октил-3-(фуран-2-ил)акрилата 4 на углеродных электродах [2](схема 2).Схема 2С.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
