WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Установлено, что соотношение продуктов дециклизации и рециклизации тетрагидрохроменилиевого цикла зависит от величины положительного заряда на атомах углерода гетерокольца и подвижности атомов водорода в -положении к карбонилу алицикла. Оба параметра изменяются под влиянием заместителей в арильных фрагментах. Действи-тельно, метоксигруппа в пара-положении фенильных заместителей солей 4б,д компенсирует положительный заряд на С-4 и С-2 катиона хроменилия, соответственно. При гидролизе борфтората дикетон выделен с выхо-дом 21%. В случае борфтората с метоксигруппой в бензольном кольце при С-2 выход соответствующего дикетона снижается до 16%. При этом выход монокетолонов 10б,д возрастает до 62 и 70%, соответственно. В ряду солей 4а,б,д прослеживается следующая закономерность: при повышении температуры доля продукта дециклизации – непредельных 1,5-дикетонов 9а,б,д уменьшается с 36-63% до 16-25%; при этом возрастает доля карбо-циклического кетона 10а,б,д (55-70%). Таким образом, повышение темпера-туры способствует процессу карбоциклизации первоначально возникающего непредельного дикетона.

В ИК спектрах соединений 10а,б,д имеется характеристическая высокочастотная полоса в области 1690 см-1, относящаяся к колебанию несопряженной карбонильной группы. Интенсивная полоса поглощения при 3440-3510 см-1, характерная для гидроксильной группы, и полоса с частотой поглощения при 1035-1060 см-1, соответствующая валентным колебаниям связи С-О, свидетельствуют о наличии третичной гидроксильной группы в структуре бициклических кетонов.

В ЯМР 1Н спектрах непредельных бициклических кетолов 10а,б,д химический сдвиг протона гидроксильной группы находится при 3,46-3,55 м.д. В слабопольной части спектров присутствуют сигналы винильных протонов при 6,87-6,98 м.д.

В спектрах ЯМР 13С полученного нами соединения 10а имеется химический сдвиг карбонильного углеродного атома при 198,22 м.д. близкий по значению к химическим сдвигам карбонилам сходных по строению кетонов 3а,б,д (212,9-213,12 м.д), наряду с сильнопольным сигналом в области 133,28 и 125,61, 126,24, 136,9 атомов углерода в sp2-гибридизации и в области 47,61-48,82 м.д. третичных углеродных атомов свидетельствуют об их однотипном строении.

Нами впервые осуществлен мягкий гидролиз солей тетрагидрохро-менилия 4а-б в водно-этанольном растворе в присутствии пятикратного избытка ацетата натрия (рН~8) и десятикратного избытка порошкообразного оксида алюминия. Выходы непредельных полуциклических 1,5-дикетонов 9а-б составили 75-76%.

Использование оксида алюминия вызывает поляризацию связи С-О -терагидрохроменолового кольца, что способствует его раскрытию с образованием непредельного 1,5-дикетона:

Согласно данным ИК спектров дикетон находится в цисоидной Z-конформации, так как для соединения разница составила 106 см-1 (1681 см-1 С=Осопр.и 1575 см-1 С=Ссопр.). В спектре ЯМР13С дикетонов 9а,б наблюдаются сигналы карбонильных атомов углерода при 192,7 и 201,6 м.д. и атомов углерода двойной связи С=С при 129,3 и 135,5 м.д. Особенностью строения синтезированных непредельных полуциклических 1,5-дикетонов 9а-б является экзо-положение кратной С=С связи, приближенной к алициклу.

2. ПРЕВРАЩЕНИЯ (Е)-2,4-ДИАРИЛБИЦИКЛО[3.3.1]НОН-2-ЕН-9-ОНОВ

2.1. Галогенирование (Е)-2,4-диарилбицикло[3.3.1]нон-2-ен-9-онов

Наличие двойной связи в структуре 2,4-диарилбицикло[3.3.1]нон-2-ен-9-онов 3а-г предполагает возможность протекания реакций электрофильного присоединения (галогенирования). Галогенирование осуществлено при действии хлора или брома в тетрахлорметане при 20оС. Установлено, что на направление превращений бицикло[3.3.1]нон-2-ен-9-онов 3а-г с галогенами (Cl2 и Br2) существенное влияние оказывает природа галогена: при бромиро-вании кетонов 3а-г основными продуктами являются дибромзамещенные продукты 12а-г (выход 88-98%); замещения мостиковых атомов водорода у третичных углеродных атомов С-1 и С-5 не происходит даже при использовании пятикратного избытка брома; при хлорировании основными продуктами являются 1,2,3,5-тетрахлор-2,4-диарилбицикло[3.3.1]нонан-9-оны 17 (выход 16%), которые образуются в результате присоединения галогена по двойной связи (электрофильное присоединение), а затем последующего замещения атомов водорода у третичных С-1 и С-5 углеродных атомов (радикальное замещение).

В ИК спектрах полученных соединений 12а-г, 17а присутствуют полосы поглощения в области 613-638 см-1 и 695-703 см-1 характерной для колебаний связи С-Hlg (атом галогена занимает аксиальное положение относительно алицикла), интенсивной полосы поглощения карбонильной группы при 1713-1720 см-1, что свидетельствует о сохранении карбонильной группы при галогенировании. В спектрах ЯМР 1Н бромсодержащих соединений 12а-г присутствует дублет протона Н3 при С-3 при 5,7-6,2 м.д. В спектрах ЯМР 13С галогенсодержащих соединений 12а-г, 17а присутствуют сигналы карбонильного атома углерода при 210,8-212,8 м.д., сигналы третичных углеродных атомов при 52,72-83,32 м.д.

2.2. Реакции (Е)-2,4-диарилбицикло[3.3.1]нон-2-ен-9-онов с

N-нуклеофильными реагентами

С целью изучения активности карбонильной группы и стерического влияния заместителей в 2,4-диарилбицикло[3.3.1]нон-2-ен-9-онах 3а,б,г нами были осуществлены превращения с N-нуклеофилами (гидроксиламином, семикарбазидом, тиосемикарбазидом).

Реакция (Е)-2,4-диарилбицикло[3.3.1]нон-2-ен-9-онов 3а,б,г в с солянокислыми гидроксиламином, семикарбазидом в присутствии ацетата натрия и тиосемикарбазидом осуществлялась при нагревании реагентов в абсолютном этаноле или пропаноле-2 с образованием соответствующих оксимов, (тио)семикарбазонов с выходом 63-85% и 70-77%, соответственно.

В спектрах ЯМР 1Н присутствуют сигналы протонов гидроксильной группы при 7,8-7,9 м.д для оксимов18а,б,г и аминогруппы при 9,0-9,3 м.д. для (тио)семикарбазонов 19а,б,г, 20а,б,г.

В спектрах ЯМР 13С оксимов 18а,б,г, семикарбазонов 19а,б,г, тиосемикарбазонов 20а,б,г наблюдается смещение сигнала мостикового углеродного атома в сильное поле 156,5-161,3 м.д.

В масс-спектре синтезированного семикарбазона Е-2,4-дифенил-бицикло[3.3.1]нон-2-ен-9-она 19а присутствует пик молекулярного иона средней интенсивности (m/z 345, Iотн 25%), пики осколочных ионов 328 (М+-NH), 302 (M+-NH-CO), 286 (M+-NH-CO-NH).

Таким образом показано, что 2,4-диарилбицикло[3.3.1]нон-2-ен-9-оны 3а,б,г_ как многоцентровые соединения реагируют с N-бинуклеофилами только по карбонильной группе с образованием соответствующих оксимов 18а,б,г и (тио)семикарбазонов 19а,б,г, 20а,б,г.

2.3. Превращения 2,4-диарилбицикло[3.3.1]нон-2-ен-9-онов в условиях реакции Байера-Виллигера

Впервые в условиях реакции Байера-Виллигера (30%-ная перекись водорода в ледяной уксусной кислоте при нагревании) подвергнуты окислению 2,4-диарилбицикло[3.3.1]нон-2-ен-9-оны 3а,б,г.

Установлено, что бициклононеноны 3а,б,г, содержащие в своей структуре два весьма реакционноспособных центра, в условиях реакции Байера-Виллигера образуют продукты окисления как по мостиковому карбонилу, так и кратной С=С связи, превращаясь в смесь лактонов,,-тригидрокси-,-диарилоктанкарбоновых кислот 21а,б,г и 22а,б,г.

3а,б,г 21а,б,г 22а,б,г

В ЯМР 1Н спектре 21,22 присутствуют сигналы атомов водорода гидроксильных групп в области 3,5 и 3,8 м.д. В спектре ЯМР 13С смеси -гликолей 21-22 сигналы лактонного карбонила проявляются в области 169,0-172,2 м.д.; о присутствии гидроксильных групп в положениях С-2 и С-3 свидетельствует смещение сигналов указанных атомов углерода в сильное поле (63,8 и 83,7 м.д.).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ СИНТЕЗИРОВАННЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Проведено исследование антимикробного действия, а также компьютерное прогнозирование биологической активности синтезированных соединений.

Установлено, что исследуемые соединения 12в и проявляют антимикробную активность в отношении штамма Sthaphylococcus aureus. МЗК соединений 50 и 100 мкг/мл. В отношении штаммов Esherichia coli их антимикробная активность оказалась умеренной, и МЗК составляет 50 и 150 мкг/мл соответственно.

Компьютерная оценка спектра биологической активности синтезированных соединений осуществлена с помощью программы PASS (Prediction of Activity Spectra for Substance). Выявлены структуры структуры с высокой степенью вероятности (90%>Ра>50%) проявления различных видов биологической активности при отсутствии нежелательных побочных эффектов. Установлено, что с наибольшей вероятностью прогнозируются такие виды биологической активности, как антисеборейная (75-81%) для 2,4-диарилбицикло[3.3.1]нон-2-ен-9-онов 3а-д, антинеопластическая (рак желудка) (53-61%), противовирусная (грипп) (56-69%), противотуберкулезная (50-52%) для тиосемикарбазонов 20а,б,г и антидепрессантное действие (73-75%) для оксимов 18а,б,г. Для всех синтезированных соединений также отмечено проявление различных видов ингибирующего и активирующего действия определенных типов ферментов.

ВЫВОДЫ

  1. Разработаны оптимальные условия получения 2,4-диарилбицикло-[3.3.1]нон-2-ен-9-онов; их строение доказано на основании данных ИК, 1Н и 13С ЯМР-спектроскопии, масс-спектрометрии и рентгено-структурного анализа.
  2. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что 2,4-диарилбицикло[3.3.1]нон-2-ен-9-оны являются интермедиатами в процессе солеобразования 2-(1,3-диарилпропанон-3-ил-1)циклогек-санонов.
  3. Впервые в результате систематического изучения основного гидролиза солей тетрагидрохроменилия обнаружен ряд новых превращений – карбоциклизации в 2-гидрокси-2,4-диарил-бицикло[3.3.1]нон-3-ен-9-оны и дециклизации в 2-(1,3-диарилпропи-лиден-3-он-1-ил)циклогексаноны.
  4. Разработан метод синтеза 2-(1,3-диарилпропилиден-3-он-1-ил)циклогексанонов гидролизом солей тетрагидрохроменилия в присутствии ацетата натрия на оксиде алюминия.
  5. Выявлена специфика галогенирования 2,4-диарилбицикло[3.3.1]нон-3-ен-9-онов, обусловленная природой галогена (хлор, бром): электрофильное присоединение по кратной связи ненасыщенного алицикла и свободно-радикальное замещение атомов водорода при третичных углеродных атомах, узловых в бициклической системе.
  6. Рассмотрены стереохимические аспекты реакции галогенирования 2,4-диарилбицикло[3.3.1]нон-3-ен-9-онов, объясняющие преимущест-венное транс-аксиальное присоединение галогена.
  7. Показано, что взаимодействие 2,4-диарилбицикло[3.3.1]нон-3-ен-9-онов с бинуклеофильными реагентами реализуется как нуклеофильное замещение карбонильной группы алицикла с образованием замещенных оксимов, (тио)семикарбазонов.
  8. Найдено, что в условиях реакции Байера-Виллигера 2,4-диарилбицикло[3.3.1]нон-3-ен-9-оны наряду с лактонизацией претерпевают анти-гидроксилирование с образованием лактонов,,-тригидрокси-,-диарилциклооктанкарбоновых кислот.
  9. Выявлен спектр наиболее вероятной биологической активности синтезированных соединений с использованием программы «PASS. Показано, что умеренной антимикробной активностью обладают 2,3-дибром-2-фенил-4-(4’-хлорфенил)бицикло[3.3.1]нонан-9-он и 2-(4’-хлорфенил)-4-фенилбицикло[3.3.1]нон-2-ен-9-он.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Пчелинцева Н.В., Колеватова Я.Г., Меньшова М.А., Буров А.М., Федотова О.В. Химия 1,5-дикетонов. Новый подход к синтезу непредельных 1,5-дикетонов // Журн. органич.химии. 2008. Т.44, вып.8. С.1263-1264.

2. Пчелинцева Н.В., Колеватова Я.Г., Маркова Л.И., Федотова О.В., Решетов П.В. Химия 1,5-дикетнов. II. Особенности превращений полуциклических 1,5-дикетонов в кислых средах // Журн. органич. химии. 2008. Т.44, вып.9. С.1283-1286.

3. Пчелинцева Н.В., Колеватова Я.Г., Федотова О.В.. Маркова Л.И. Синтез солей тетрагидрохромилия и особенности их поведения в условиях щелочного гидролиза // Сб.научных статей «Органическая химия от Бутлерова и Бельштейна до современности». С.-Петербург, 2006. С.331-332.

4 Колеватова Я.Г., Меньшова М.А., Пчелинцева Н.В. 2,4-Диарилбицикло[3.3.1]нон-2-ен-9-оны: синтез, строение, свойства // Сб.научных трудов «Карбонильные соединения в синтезе гетероциклов». Саратов: Изд-во «Научная книга», 2008. С.128-130.

5. Пчелинцева Н.В., Телятникова О.Н., Меньшова М.А., Колеватова Я.Г. Хлорирование тетразамещенных 2-пентен- и пентан-1,5-дионов // Сб.научных статей «Вопросы биологии, экологии, химии и методики обучения», вып.10. Саратов: Изд-во «Научная книга», 2008. С.172-173.

6. Меньшова М.А., Самарский М.В., Колеватова Я.Г., Пчелинцева Н.В., Сердюкова Т.Н., Маркова Л.И. Биологическая активность замещенных оксо-1,5-дикетонов и гетероциклических соединений на их основе // Сб.научных статей «Вопросы биологии, экологии, химии и методики обучения», вып.11. Саратов: Изд-во «Научная книга», 2009. С.119-122.

7. Колеватова Я.Г., Пчелинцева Н.В. Особенности галогенирования 2,4-дифенилбицикло[3.3.1]нон-2-ен-9-она // Сб.научных статей «Вопросы биологии, экологии, химии и методики обучения», вып.11. Саратов: Изд-во «Научная книга», 2009. С.127-129.

8. Буров А.М., Федотова О.В., Колеватова Я.Г., Пчелинцева Н.В. Функциональнозамещенные соли пирилия и их конденсированные аналоги – перспективные реагенты в синтезе красителей // Материалы XIX Международной научно-технической конференции «Реактив-2006» «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии». Уфа: Государственное изд-во научно-тех.лит-ры «Реактив», 2006. С.33-34.

9. Колеватова Я.Г., Пчелинцева Н.В. Хлорирование непредельных бициклических мостиковых кетонов // Материалы III школа-семинара «Квантово-химические расчеты: структура и реакционная способность органических и неорганических молекул». Иваново: Изд-во Ивановского гос.ун-та, 2007. С.104.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»