авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |

Синтез и свойства бензодигидроселенохроменов и солей бензодигидроселенохромилия

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ДРЕВКО ЯРОСЛАВ БОРИСОВИЧ

Синтез и свойства бензодигидроселенохроменов и солей бензодигидроселенохромилия

02.00.03-органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени

кандидата химических наук

Саратов – 2009

Работа выполнена на кафедре органической и биоорганической химии
ГОУ ВПО “Саратовский государственный университет

имени Н.Г. Чернышевского”

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор

Федотова Ольга Васильевна

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Пржевальский Николай Михайлович

доктор химических наук, профессор

Решетов Павел Владимирович

Ведущая организация: ИОХ РАН им Н.Д. Зелинского (г. Москва)

Защита состоится 01 октября 2009 года в 1600 часов на заседании диссертационного совета Д 212.243.07 при Саратовском государственном университете имени Н.Г. Чернышевского по адресу:

410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83, корп. I, Институт химии СГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке

Саратовского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского

Автореферат разослан 27 августа 2009г.

Ученый секретарь диссертационного совета Сорокин В.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие, которое получила химия селенсодер­жа­щих соединений за последние двадцать лет, обусловлено их высокой реакционной способностью и убедительной практической значимостью.

Селен является важнейшим ультрамикроэлементом, недостаток ко­то­­рого в питании животных и человека может приводить к ряду заболеваний. Наиболее исследовано положительное влияние селена при лечении рака, гепатита С, диа­бета, церебро-васкулярной недостаточности, бо­лез­ни Альцгеймера, отравлений солями тя­же­лых металлов, болезней щитовидной железы и астмы.

Соли селенопирилия и селенопираны, субстратами для которых служат ациклические диоксосоединения, нашли применение в качестве компонентов оптических записывающих сред, фото­галь­ванических элементов, инициаторов фото­поли­меризации, материалов для быстроре­лак­си­рующих затворов лазеров.

В настоящее время в медицине и ветеринарии для восполнения дефицита селена в основном используются его неорганические соединения или препараты, полученные биотехнологическим методом. Применяемые в России менее токсичные синтетические селеноорганические соединения представлены «СеленАктивом» и «Селенобелом», активная часть которых относится соответственно к трициклическому селеноксантену и халькоген-1,5-дикетону.

Бициклические бензаннелированные селенсодержащие гетероцикли­ческие соединения не были известны до настоящего момента, хотя удобной основой для их синтеза могли являться 1,5-дикетоны, в том числе пропанонил­тетрагидро­нафталинонового ряда, включающие фармакофорный фрагмент. Сочетание пос­лед­него с гетероатомом селеном в ге­те­ро­циклических системах позволяло прогнозировать особенности их образования и поведения в электрофильных, нуклеофильных, радикальных и др. реакциях и биологическую активность для продуктов превращений. Это представлялось важным не только для восполнения пробелов, имеющихся в указанной области химии селенорганических соединений, но и в сравнительном плане с реакционной способностью моно- и трициклических гетероаналогов.



Настоящая работа является частью плановых научно-исследовательских работ, проводимых на кафедре органической и биоорганической химии Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского по теме: «Теоретическое и экспериментальное исследование новых материалов и систем с заданными физико-химическими свойствами (рег. № 3.4.03)», а также выполняемых при финансовой поддержке грантов РФФИ № 03-03-33026 и № 06-03-32667 и инновационного проекта Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского.

Цель настоящего исследования заключалась в разработке методов синтеза и изучении реакционной способности (окисления, термолиза, ионного гидрирования) 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидро-4Н-селенохроменов, солей 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидроселенохромилия; выявлении закономерностей, специфики, путей образования различной степени насыщенности шести-, пятичленных селенсодержащих соединений, направлений их возможного практического применения.

Научная новизна. Получены новые данные о синтетических возможностях 1,5-дикетонов пропанонилтетрагидронафталинонового ряда в реакциях с селеноводородом в условиях “in situ”, способных в зависимости от строения субстрата и характера кислотного реагента к гетероциклизации с образованием 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидро-4Н-селенохроменов или солей 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидроселенохромилия.

Обнаружено новое направление диспропорционирования бензодигидроселенохроменов, сопровождающееся ароматизацией алициклического фрагмента. Показано, что реакции окисления и термолиза на силикагеле бензодигидроселенохроменов являются перспективными методами синтеза конденсированных ароилселенофенов; предложен путь их образования через соли бензодигидроселенохромилия и подтверждена роль последних как интермедиатов процессов.

Практическая значимость заключается в раз­ра­бо­тке препаративных спо­со­бов получения 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидро-4Н-селенохроменов, солей 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидроселенохромилия; обнаружении высо­ких ан­ти­оксидантной и антимикробной активностей 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигид­ро-4Н-селенохроменов и солей 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидро­селе­но­­хро­ми­­лия, установлении способности 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидро­селе­но­хро­­менов снижать степень тяжести отравления соединениями тяжелых металлов, что может найти применение в медицине и ветеринарии (закреплено патентом).

На защиту выносятся результаты исследований по:

- выявлению общих закономерностей и особенностей гетероциклизации пропанонилтетрагидронафталинонов при действии селеноводорода в условиях кислотного катализа;

- разработке метода синтеза ранее неизвестных 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидро-4Н-селенохроменов, солей 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидро­се­ле­нохромилия, 2,4-диарил-7,8-бензо-3,4,4а,5,6,10b-гек­са­гидроселенохро­ме­нов;

- возможности образования 2-ароил-3-арил-4,5-дигидронафто[1,2-b]селено­фенов в реакциях окисления, термолиза (на адсорбенте) 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидро-4Н-селенохроменов, солей 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидро­се­ле­нохромилия;

- обнаружению нового направления диспропорционирования 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидро-4Н-селенохроменов, сопровождающегося ароматизацией алициклического фрагмента;

- биологической активности впервые синтезированных соединений.

Апробация работы. Основные результаты работы представлены на IV, V Всероссийских конференциях молодых ученых «Современные проб­ле­мы теоретической и экспериментальной химии» (Саратов, 2004, 2005), VII Меж­дународной конференции «Биоантиоксидант» (Москва, 2006), IX Менде­леев­ской научной конференции «Эколого-биохимические проблемы бассейна Каспийского моря» (Астрахань, 2006), XVI Менделеевской конференции мо­ло­дых ученых (УФА, 2006), XVII Российской молодежной научной конфе­рен­ции “Проблемы теоретической и экспериментальной химии” (Екатеринбург, 2007), Между­народной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов, 2008» (Москва, 2008), XI Всероссийской научной конференции «Карбонильные соединения в синтезе гетероциклов», (Саратов, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, из них 2 статьи в центральных журналах (рекомендованных перечнем ВАК), 7 статей в сборниках научных трудов, 6 тезисов докладов, 1 патент РФ на изобретение.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 152 страницах машинописного текста, включая введение, четыре главы, выводы, список использованных источников из 266 наименований, 22 таблицы, приложение (42 страницы).

основное содержание работы

Анализ данных периодической печати показал, что селенсодержащие гетероциклические соединения, относятся к одному из наиболее важных гетероорганических классов веществ, среди которых ведется успешный поиск ветеринарных и лекарственных препаратов. Наиболее преспективный путь их получения – синтез селенопиранов, селеноксантенов, солей селенопирилия, -ксантилия из доступных 1,5-дикетонов ациклического и бициклического рядов; до начала наших исследований на основе их полуциклических аналогов удалось осуществить синтез лишь гидроселенидов дигидроселенохроменов и солей гидроселенохромилия, хотя особенности их строения позволяют перейти к представительному кругу гетероциклических соединений различной степени насыщенности.

В связи с этим выбор в качестве объектов исследования – 2-(1,3-диарилпропан-1-он-3-ил)тетрагидронафталинонов, реакционная способность которых с селеноводородом не была изучена, позволял решать вопросы теоретической и практической химии как самих субстратов, так и продуктов их превращений под действием селеноводорода. Кроме того, введение бензаннелированного кольца в молекулу дикетона могло внести свои коррективы в химию этих соединений, способствуя выявлению закономерностей и особенностей поведения.

1. Синтез селенсодержащих гетероциклических соединений на основе пропанонилтетрагидронафталинонов

1.1. Синтез 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидро-4Н-селенохроменов

В соответствии с целью исследования нами впервые было исследовано поведение 2-(1,3-диарилпропан-1-он-3-ил)тет­рагидронафталинонов в реак­циях с селено­водо­­ро­дом in situ в условиях кислотного катализа.

Установлено, что в реакциях 2-(1,3-ди­арилпропан-1-он-3-ил)-тетрагидронафталинонов 1-6 с селеноводородом, генерируемым из селенида цинка in situ в присутствии хлористого водорода и триметоксифосфина, об­разуются 2,4-диарил-7,8-бен­зо-5,6-дигидро-4Н-селенохромены 7-12 с выхо­да­ми 67-91%.

Состав и стоение полученных соединений установлены при по­­мощи методов ГХ/МС, ЯМР 1Н спектроскопии. Анализ ЯМР 1Н спектров соединений 7-12 показал, что в спектрах содер­жатся сигналы ароматических про­тонов в виде мультиплета в области 6,89-7,54 м.д. (ширина мультиплета 0,43-0,6 м.д.), дублет винильного про­тона в области 6,22-6,30 м.д. с констан­той спин-спинового взаимодействия 5,4-5,9 Гц, дублет протона в С4 поло­жении гетероциклического кольца в об­ласти 4,29-4,43 м.д. с контантой спин-спинового взаимодействия 5,4-5,9 Гц и два мультиплета при 2,91-2,38 м.д. и 2,38-1,87 м.д., соответствующих четырем протонам алициклического фрагмента. Следует отметить, что -протоны арилзамещенных 2Н-селенопиранов имеют сигналы в области 5,0-5,1 м.д., а -протоны 4Н-селенопиранов в области 4,0-4,3 м.д., поэтому соединениям 7-12 была приписана структура 4Н-изомеров.

Предложена вероятная схема основных превращений, происходящих в реакционной среде:

Следует отметить, что при ГХ/МС анализе реакционной смеси, полученной после отделения соединения 7, имеются два сигнала, которые можно, вероятно, отнести к продуктам дегидрирования и восстановления дигидроселенохромена 7 -2,4-дифенил-7,8-бензо-4Н-селенохромену 13 и 2,4-дифенил-7,8-бензо-2,3,5,6-тет­рагидро-4Н-селенохромену 15 (m/z 398 и 402, соответственно, для изотопа Se80).

Общий характер поведения с бензодигидроселенохроменом 7 про­слежи­вается при хроматографировании реакционной смеси и у его аналога 8.

 Таким образом, присутствие-3

Таким образом, присутствие триметоксифосфина затрудняет реак­цию диспропорцио­ни­ро­вания 4Н-дигидроселенохроменов по традиционному направлению с участием гетерофрагмента молекулы, но не исключает таковую с участием алициклического фрагмента вследствие бензаннелирования.

1.2. Синтез солей 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидроселенохромилия

Рассмотренные в предыдущем разделе реакции пропанонилтетрагидро­наф­та­ли­нонов с селеноводородом, генерируемым непосредственно в реак­ционной среде (триметоксифосфин, хлороводород, метанол), позволили выделить лишь 2,4-диарил-7,8-бен­зо-5,6-дигидро-4Н-селенохромены, содержащие в качестве арильных замес­ти­телей фенильные, хлорфенильные и нитрофенильные группы, в опреде­лен­ной степени, ответственные за стабилизацию 4Н-гидроселено­хроменового фрагмента. Солей гидроселено­хро­­ми­лия, соответствующих указанным гидроселенохроменам, выделить не удалось.





Однако, при проведении в этой же среде реакции 2-(1-фенил-3-(п-ме­ток­си­фенил))-пропан-1-он-3-ил)тет­рагидронафталинона 17 с селеноводородом удалось получить хлор­цинкат 2-фенил-4-(п-метоксифенил)-7,8-бензо-5,6-дигидро­селенохромилия 18 с выходом 14 %.

Таким образом, наличие электронодонорного заместителя в С4 положении гетероцикла способствовало его ароматизации и позволяло предположить возможность таковой и для родственных 4Н-гидро­селенохроменовых структур.

Синтез арилзамещенных солей селенопирилия успешно проведен с использованием концентрированной бромистоводородной кислоты, бромангидрида уксусной кислоты и диэтилового эфира. Пос­ледний способствует растворению бромистого водорода и бромида цинка, образующегося при реакции селенида цинка и создаю­щего пассивирующую пленку на нем в реакционной среде. Введение бром­ан­гид­рида уксусной кислоты служит для поставки в реакционную среду бро­мистого водорода и связывания воды, которая содержится в бромистоводородной кис­лоте и образуется при гетероциклизации.

Применяя указанный способ, нами были получены бром­цин­ка­ты: 2,4-ди­­арил-7,8-бензо-5,6-дигидроселенохромилия 23-30 с выходами 10-75%.

На основании хроматографического анализа (ТСХ и ГХ/МС) проб реакционной смеси на ранних стадиях реакции с использованием в качестве свидетелей бензодигидроселенохроменов, выделенных в реакциях с селеноводородом, можно утверждать, что первоначально в данной среде образуются последние, которые затем, вероятно, претерпевают реакцию диспропор­цио­нирования. Подтверждением этому факту является обнаружение в масс-спектре сигнала, соответствующего 2-фенил-4-(диметоксифенил)-7,8-бензо-3,4,4а,5,6,10b-гек­са­гидроселенохромену и препаративное выделение соответствующих солей.

Таким образом, впервые показано, что 2-(1,3-ди­арилпропан-1-он-3-ил)тет­рагидронафталиноны в зависимости от строения субстрата и характера реакционной среды образуют 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидро-4Н-селенохромены, либо продукты их преимущественной ароматизации по гетерофрагменту – соли 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидроселенохромилия. Обнаружен процесс ароматизации алициклического фрагмента, который является конкурирующим по отношению к классической реакции диспропорцио­ниро­вания, что является исключительной особенностью 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидро-4Н-селенохроменов в отличие от трициклических аналогов.

Для более детального изучения вероятной схемы реакции, было исследовано ионное гид­рирование 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидро-4Н-селенохроменов (раздел 2), которое является процессом, модели­рующим восста­новление в реакции диспропор­цио­ни­рования. Данное исследование дало дополни­тельную информацию о возможности протекания реакции диспропор­циони­рования 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидро-4Н-селено­хроменов с образованием смеси солей 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидроселенохромилия и 2,4-диарил-7,8-бензо-3,4,4а,5,6,10b-гек­са­гидроселенохроменов.

2. Ионное гидрирование 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидро-4Н-селенохроменов

Установлено, что при ионном гидрировании 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидро-4Н-селенохроменов образуются 2,4-диарил-7,8-бензо-3,4,4а,5,6,10b-гек­са­гидроселенохромены. Реакция проводилась с триэтилсиланом в присутствии трифторуксусной кислоты. Трифторуксусная кислота выполняла роль протонирующего реагента и растворителя.

В результате получены 2,4-диарил-7,8-бензо-3,4,4а,5,6,10b-гек­са­гидроселенохромены 31-33 с выходами 80-88%.

При ГХ/МС анализе гидроселенохромена 31 установлено его существование в виде двух изомеров с хроматографическими выходами 48,9% и 48,2%, имеющих различный характер сочленения гетеро- и алицикла (транс-, цис-) согласно данным ЯМР 1Н спектроскопии.

При анализе ЯМР 1Н спектра 2,4-дифенил-7,8-бензо-3,4,4а,5,6,10b-гекса­гидроселенохромена 31 установлено, что два дублета в области 4,36-4,50 м.д. имеют константы спин-спинового взаимодействия 11 и 4,4 Гц соответственно, что говорит об аксиально-аксиальном и аксиально-экваториальном взаимодействии протонов в двух изомерах. При этом оба дублета накладываются на другой сигнал в области 4,51-4,64 м.д., свидетельствующий об аксиально-экваториальном и аксиально-аксиальном взаимодействии протонов в С2 положении гетероцикла.

Наряду с последними в составе продук­тов реакции присутствуют соединения 13,15 (2,8%), как результат дегидрирования и час­тич­ного восстановления бензодигидроселенохромена 7 (моле­кулярные ионы с m/z = 398, 402 соответственно для изотопа Se80).

3. Окисление бензодигидроселенохроменов как метод синтеза гетероароматических соединений- бензоилселенофенов и солей бензодигидроселенохромилия

3.1. Реакция окисления 2,4-диарил-7,8-бензо-5,6-дигидро-4Н-селенохроменов

Нами показано, что при окислении дигидробензоселенохромена 7 селенистой кислотой в этаноле основ­ным продуктом реакции является бензойная кислота и, только менее 10 % - смесь 2-бензоил-3-фенил-4,5-дигидронафто[1,2-b]селенофена 34 и 2-бензоил-3-фенилнафто[1,2-b]селенофена 35 – в соотношении 10 : 1.

 При использовании оксида селена в-9

При использовании оксида селена в присутствии триэтиламина окисление 2,4-ди­фенил-7,8-бензо-5,6-дигидро-4Н-селенохромена 7 протекает более селективно - основным продуктом реакции является селенофен 34. Установлено, что после выделения его из реакционной смеси в водно-спиртовой среде (анализ методом ГХ/МС) содержится около 45 % бензойной кислоты, столько же селенофена 34 и ~ 3 % селенофена 35.

2-Ароил-3-арил-4,5-дигидронафто[1,2-b]селенофены 34,36-38 выделены аналогично с коли­чест­венными выходами и идентифицированы методом ГХ/МС, ЯМР 1Н спектроскопией. Следует отметить, что замещенные селенофены устойчивы и без деструкции и преобразований анализируются методом ГХ/МС, а их ЯМР 1Н спектры содержат сигналы ароматических (6.9-7,8 м.д.) и алифатических (2,6-3,3 м.д.) протонов, что согласуется с классическими представлениями.

Можно полагать, что в выбранных условиях при окислении оксидом селена реакция протекает по следующему вероятному механизму с участием нуклеофильных частиц – триэтиламина или этилат-иона, через псевдооснования:



Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.