WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |
Тбилисский Государственный Университет им. Ив.Джавахишвили

На правах рукописи

ИСАКАДЗЕ МАИЯ СИНТЕЗ КРЕМНИЙ - И СЕРАСОДЕРЖАЩИХ О-ГЛИКОЗИДОВ 02.00.10 – Биоорганическая химия, А в т о р е ф е р а т диссертации, представленной на соискание ученой степени кандидата химических наук

Тбилиси 2006 21

Работа выполнена на кафедре биоорганической химии Тбилисского Государственного Университета им. Ив. Джавахишвили Научные руководители: Сидамонидзе Нели Доктор химических наук, профессор Вардиашвили Русудан Кандидат химических наук

Официальные оппоненты: Кацарава Рамази доктор химических наук, профессор Цакадзе Дали Доктор химических наук, профессор.

Защита диссертации состоится ~ ---- ~ ~ ------------- ~ 2006 года, в 14.00 часов на заседании диссертационного совета по химии (Ch 02.03. #1) химического факультета Тбилисского государственного университета им. Ив. Джавахишвили.

Адрес: 0128, Тбилиси, пр. Чавчавадзе #3, аудитория #87.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тбилисского государственного уиверситета, им. Ив. Джавахишвили.

Адрес: 0143, Тбилиси, ул. Университетская #11.

Автореферат разослан~----~ ~-------------~ 2006 г.

Ученый, секретарь диссертационного совета, Кандидат химических наук, доцент : Вардосанидзе Ц. Н.

22

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Углеводы и их производные широко распространены в природе и выполняют доминантную роль в жизненно важных процессах. Они входят в состав клетки любого живого организма в виде различных производных. Углеводы, наряду с нуклеиновыми кислотами, белками и липидами образуют те сложные высокомолекулярные комплексы, которые представляют основу живой материи. Разработка методов синтеза производных углеводов нового типа, исследования их физических и биологических свойств, является одним из важных задач биоорганической химии. Исследования в данной сфере дают возможность, обеспечить создание новых биологически и физиологически активных препаратов.

В последнее время исследователи с большим интересом относятся к синтезу органических соединений кремния и серы. Соединения этого типа широко применяются в различных отраслях медицины, сельского хозяйства и промышленности. Применение гликозидов для модификации биологически активных линейных и циклолинейных силазанов, а также органических соединений кремния и серы, могут изменить с одной стороны их биологическое и физиологическое действие, а с другой уменьшить их токсичность.

Цель работы: Целью диссертационной работы являлась:

- Разработка препаративных методов синтеза кремний и серасодержащих О-гликозидов путьем гидросилилирования и гидросульфирования аллилгликозидов. Определение структуры полученных соединении физико-химическими методами анализа.

- Изучение реакции гидросилилирования и гидросульфирования с помощью газожидкостной хроматографий и определение хроматографических данных полученных соединении.

–Изучение биологической активности синтезированных соединений.

- Проведение квантово-химических расчетов полуэмпирическим методом АМI, с целью теоретических доказательств направления реакции гидросилирования и гидросульфирова- ния аллилгликозидов.

Научная новизна работы: Изучены направления реакции гидросилилирования 1-О-аллил2,3,4,6-тетра-О-ацетил--D-глюкопиранозы и 1-О-аллил-2,3,4,6-тетра-О-ацетил--D-галакто- пиранозы с 1,3-бис(дифенилсилил)-2,2,4,4-тетра-фенилциклодисилазаном и 1,3-бис(диметилсилил)-2,2,4,4-тетра-метилциклодисилазаном при присуствии катализатора окта- карбониладикобальта. Синтезированы кремнийсодержащие О-гликозиды.

В первые осушествлены реакции гидросульфирования 1-О-аллил-2,3,4,6-тетра-О-ацетил -D-глукопиранозы и 1-О-аллил-2,3,4,6-тетра-О-ацетил--D-галактопиранозы с этил-, про- пил-, н-бутилмеркаптанами при присуствии катализатора октакарбонила дикобальта.

Выявлены некоторые особенности этих реакций. Синтезированы серосодержащие Огликозиды.

Проведены реакции дезацетилирования полученных веществ. Применяя метод газо- жидкостной хроматографии, изучены хроматографические показатели полученных продуктов.

Практическое значение: Осуществлены новые методы синтеза О-гликозидов, содержащих кремний и серу, с целью выявления новых биологически активных веществ. Из полученных соединений выявлены вещества, которые, с точки зрения применения, перспективны в сельском хозяйстве, медицине и биологических исследованиях. Работы по этим направлениям продолжаются.

Личный вклад автора: Все эксперименты диссертационной работы проведены лично автором. Интерпретация результатов инфракрасных, 13С-ЯМР и 1Н-ЯМR спектров проведена непосредственно с участием автора. Спектры 13С-ЯМR полученных соединений записаны в Институте органической химии им. И.Зелинского, а Н-ЯМR спектры на кафедре органической химии Химико-технологического Университета им. Д. И. Менделеева.

Публикации: По теме диссертации опубликованы восемь работ, из них пять–научных статии, три - материалы конференции.

Апробация работы: Основные результаты диссертации представлены в виде тезисов доклада на международных научных конференциях:

IV ресспубликанская конференция молодых химиков, (Тбилиси, 2003 г). X-ая всеро- сийская конференция ‘’кремниорганические соединения: синтез, свойство, применение“.

(Посв. 100-летию академика К. А. Андрианова). (26-30 мая 2005, Масква). Международная научная конференция “Авангардные материалы и технологий: (Тбилиси, май, 2006 г).

Обьем и структура работы: Диссертационная работа изложена на 105 страницах машинописного текста и состоит из ввдения, литературного обзора, обсуждения экспериментальных результатов, экспериментальной части, выводов, приложения и списка цитированной литературы (123наименований), включает 8 таблиц, 57 схем, 21 рисунков и 8 диаграмм.

Во ведении обоснована актуальность темы, указана цель и задача исследований. В обзоре литературы приводится материал по синтезу и применению разных кремний- и серасодержащих органических соединений. Анализ рассмотренных литературных данных позволяет сделат вывод о том, что основное внимание исследователей направлено на создание новых, перспективных методов синтеза биологически активных веществ нового типа. Использование углеводов для модификации разного типа органических соединении по прежнему остается приоритетным направлением. В выводах полностью представлены основные результаты исследований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ С целью получения биологически активных веществ разработан новый метод синтеза О- гликозидов, содержащих кремний и серу.

Нами проведены реакции гидросилилирования и гидросульфирования аллилпроизводных D-глюкозы и D-галактозы с цикло-дисилазанами и меркаптанами.

Синтезированы углеводсодержащие силазаны и тиолы нового типа. Установлены оптимальные условия указанных реакций и физико-химические характеристики синтезированных продуктов.

1. Реакции гидросилилирования.

1.1. Реакции аллиловых эфиров глюкозы и галактозы фенилциклодисилазанами.

Использование углеводов для модификации линейных и циклолинейных силоксанов в последние годы занимают значительное место, как в биологических, так и в фармакологических исследованиях. Введение атома кремния в известных лекараственных препаратах может привести к существенному изменению характера действия препарата, а иногда может придать им ряд новых свойств.

Поэтому представлял интерес синтез углеводсодержащих циклодисилазанов, т.к. подобные соединения до этого не были получены.

Исходные 1-О-аллил-2,3,4,6,-тетра-О-ацетил--D-глюкопираноза 1 и 1-Оаллил-2,3,4,6-тетра-О-ацетил--D-галактопираноза 2 получены путем воздействия аллилового спирта на -пентаацетиллированныe продукты в присутствии катализатора BF3[(C2H5)2О]:

CH2OA c CH2OA c O O O-CH2-CH=CHOA c OA c OA c Ac O Ac O BF3[(C2H5)2O] OA c OA c C2H4ClCH2OA c CH2OA c Ac O O O-CH2-CH=CHO OA c Ac O OA c OA c OA c OA c Изучена реакция гидросилилирования 1-О-аллил-2,3,4,6,-тетра-О-ацетил--D-глюкопиранозы 1 1,3-(дифенилсилил)-2,2,4,4-тетрафенилциклодисилазаном 3, вследствие которого синте- зировано 1,3-ди(О-пропил-2,3,4,6-тетра-О-ацетил--D-глюкопиранозил)-бис(дифенилсилил)-2,2- 4,4-тетрафенилциклодисилазан 4. Реакцию проводили в сухом хлороформе при мольном соотношении реагирующих компонентов 2:1 при температуре 60-65С в присутствии катализатора Co2(CO)8 по следующей схеме:

Ph Ph CH2OAc Ph Ph Si O O CH2 CH=CHH Si N N Si H Si 2 Ph Ph OAc Ph Ph O Ac OAc Ph Ph CH2OAc OAc Ph Ph Si O O (CH2)Si N N Si (CH2)3 O Si OAc Ph Ph OAc Ph Ph AcOH2C O OAc Ac O OAc Гидросилилированием 1-О-аллил-2,3,4,6-тетра-О-ацетил--D-галактопиранозы с 1,3-бис(дифенилсилил)-2,2,4,4-тетрафенилциклодисилазаном 3, в аналогичных условиях получен 1,3-ди(О-пропил-2,3,4,6-тетра-О-ацетил--D-галактопиранозил)бис(дифенилсилил)-2,2,4,4-тетрафенилциклодисилазан 5.

Ph Ph CH2OAc Ph Ph Si O O Ac O CH2 CH=CHH Si N N Si H Si Ph Ph OAc Ph Ph OAc Ph Ph CH2OAc OAc Ph Ph Si O O Ac O (CH2)Si N N Si (CH2)3 O Si OAc Ph Ph OAc Ph Ph AcOH2C OAc O OAc Указанные реакции в основном протекают по правилу Фармера, хотя в небольшом количестве (3-5%) получается также продукт присоединения по правилу Марковникова.

Смесь разделяли на колонке (система гексан:хлороформ 3:2, силикагель L 50/100).

Реакции гидросилилирования обычно проводят с использованием платиновых катализаторов (катализатор Спеиера, H2PtCl6·6H2O в ТГФ), однако в случае углеводов сильный кислотный катализатор содействует их перегруппировке и вызывает деструкцию, поэтому мы использовали сравнительно инертный катализатор Со2(СО)8.

Ход реакции контролировали уменьшением концентрации активного водорода у атома кремния во времени (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость изменения концентрации активного водорода у атома кремния во времени при реакции гидросилилирования соединения с 1.3-бис(дифенилсилил)-2,2,4,4,-тетрафенилциклодисилазаном.

Как видно, из рис.1 реакция гидросилилирования аллиловых эфиров моносахаридов на начальной стадии протекает быстро, затем скорость реакции снижается и после 3-3,5 часов водород группы Si-H полностью исчезает, что подтверждается ИК-спектром, где в области 2165 см-1 отсутствует характерное поглошение Si-H связей и появляется полоса поглошения в области 690 и 710 см-1, характерные для Si-C связей.

Дезацетилированием 1,3-ди(О-пропил-2,3,4,6-тетра-О-ацетил--D-глюкопиранозил)-бис(дифенилсилил)-2,2,4,4-тетрафенилциклодисилазана 4, при наличии метилата натрия в абсолютном метаноле, получен 1,3-ди(О-пропил-2,3,4,6-тетра-Оацетил--D-глюкопиранозил)-бис(дифенилсилил)-2,2,4,4-тетрафенилциклодисилазан 6:

Ph Ph CH2OH OH Ph Ph Si O O (CH2)Si N N Si (CH2)3 O CH3ONa CH3OH Si OH 4 Ph Ph OH Ph Ph HOH2C O H OH O OH Физико-химические характеристики синтезированных продуктов приведены в таблице 1.

таблица Физико-химические характеристики синтезированных продуктов элементний анализ соединени выход Tпл R []Dt найдено,% е вычислено,% °C # г % C HH N Si +115°,(t=17) 64.45 6.01 2.03 7.4 4.7 57 152-153 0.(c 0.81,CHCl3) 64.14 5.86 1.82 7.+68° (t=18) 64.71 6.32 1.54 6.5 3.5 40 98-99 0.(c 1.5, CHCl3) 64.14 5.86 1.82 7.+60 (t=18) 66.27 6.02 2.02 8.6 0.5 42 170-171 0.(c 0.52, H2O) 66.11 6.18 2.33 9.Где, * система бензол-хлороформ 3:1 4,5; этилацетат 6.

1.2. Реакции аллиловых эфиров глюкозы и галактозы метилциклодисилазанами.

Гидросилилированием 1-О-аллил-2,3,4,6,-тетра-О-ацетил--D-глюкопиранозы с 1,3-бис(диметилсилил)-2,2,4,4-тетраметилциклодисилазаном 7, при наличии катализатора Со2(СО)8, впервые был синтезирован 1,3-ди(О-пропил-2,3,4,6-тетра-Оацетил--D-глюкопиранозил)-бис(диметилсилил)-2,2,4,4-тетраметилциклодисилазан.

Реакцию проводили в сухом хлороформе, в среде азота, при температуре 60-65°С, с мольным соотношением веществ 2:1, по следующей схеме:

Me Me CH2OAc Me Me Si O O CH2 CH=CHH Si N N Si H Si 2 Me Me OAc Me Me O Ac OAc Me Me CH2OAc OAc Me Me Si O O (CH2)Si N N Si (CH2)3 O Si OAc Me Me OAc Me Me AcOH2C AcO OAc O OAc Реакция в основном протекает по правилу Фармера, хотя в небольшом количестве (27%) получается также продукт присоединения по правилу Марковникова. Смесь разделяли на колонке (система гексан:хлороформ 3:2 силикагель L 50/100). Ход реакции контролировали уменьшением концентрации активного водорода у атома кремния во времени (рис. 2). Установлено, что после 1,5 часов реакция завершается.

Рис. 2. Зависимость изменения концентрации акгивного водорода у атома кремния во времени при реакции гидросилилирования соединения 1 с 1,3-бис(диме- тилсилил)-2,2,4,4,-тетраметилциклодисилазаном.

Гидросилилированием 1-O-аллил-2,3,4,6-тетра-О-ацетил--D-галактопиранозы 2 с 1,3-бис(диметилсилил)-2,2,4,4-тетраметилциклодисилазаном 7 в аналогичных условиях получен 1,3-ди(О-пропил-2,3,4,6-тетра-О-ацетил--D-галактопиранозил)бис(ди метилсилил)-2,2,4,4-тетраметилциклодисилазан 9.

Me Me CH2OAc Me Me Si O O Ac O CH2 CH=CHH Si N N Si H Si Me Me OAc Me Me 1 OAc Me Me CH2OAc OAc Me Me Si O O Ac O (CH2)Si N N Si (CH2)3 O Si OAc Me Me OAc Me Me AcOH2C OAc O OAc Дезацетилированием 1,3-ди(О-пропил-2,3,4,6-тетра-О-ацетил--D-глюкопира- нозил)-бис(диметилсилил)-2,2,4,4-тетраметилциклодисилазана 7, при наличии метилата натрия в абсолютном метаноле получен 1,3-ди(О-пропил--D-глюкопиранозил)-бис(диметилсилил)-2,2,4,4-тетраметилциклодисилазан 10.

Me Me CH2OH OH Me Me Si O O (CH2)Si N N Si (CH2)3 O Si OH Me Me OH Me Me HOH2C O OH H O OH Физико-химические характеристики синтезированных продуктов приведены в таблице 2.

Tаблица Физико-химические характеристики синтезированных продуктов элементний анализ соедине выход Tпл.

R []Dt найдено,% ние вычислено,% °C # г % C HH Si N 48.73 7.02 10.33 2.+98° ( t=18) 8 5.91 61.72 152-153 0.48.55 7.12 10.79 2. (c 0.52,CHCl3) 48.94 7.53 10.02 2.+102° (t=17) 9 4.92 51.4 161.5 0.48.55 7.13 10.79 2.(c 0.81,CHCl3) 50.22 7.02 15.9 4.+62° (t=17) 10 0.23 34 170-171 0.44.44 8.26 15.92 3.(c 0.47, H2O) Где, * система бензол-хлороформ 2: В спектре 13C-ЯМR соединений (5 и 9), полученных в результате гидросилилирования аллилгликозидов, в области133.2 м.д. и 117.5 м.д. исчезают сигналы соответствующие атомам - и -углевода двойной связи аллилового фрагмента, и соответственно, появляются два новых сигнала 29.7 (-C). и 20.5 (-С), соответствующе возникшим атомам углевода группы метилена. Вместе с тем возникают сигналы 124130 м.д. для (Si-C6H5) (5) и 8.05-13.40 м. д. для (Si-CH3) (9). Все другие сигналы спектра глюкозидного фрагмента подвергаются лишь незначительному смещению.

Pages:     || 2 | 3 |






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