3-Амино-4-арилпиридин-2(1H)-оны и бензоc1,7нафтиридин-4(3H)-оны. Синтез и свойства : диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук : 02.00.03

📅 2019 год
Шацаускас, А. Л.
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………………………….. 4 ГЛАВА 1 Синтез и свойства 3-аминопиридин-2(1H)-онов (Литературный обзор) ……….. 9
1.1 Методы получения 3-аминопиридин-2(1H)-онов и их производных, основанные на восстановлении нитрогруппы в положении С(3) …………………………………………………………. 9
1.2 Методы получения 3-аминопиридин-2(1H)-онов и их производных, основанные на сигматропных перегруппировках ……………………………………………………………………………… 15
1.4 Методы получения 3-аминопиридин-2(1H)-онов и их производных, основанные на внутримолекулярных циклизациях……………………………………………………………………………. 22
1.5 Синтезы, основанные на превращениях гидрированных или частично гидрированных 3-аминопиридин-2(1H)-онах……………………………………………………………………………………… 25
1.6 Другие методы получения 3-аминопиридин-2(1H)-онов ………………………………………. 26
1.7 Химические свойства 3-аминопиридин-2(1Н)-онов и 3-аминохинолин-2(1Н)-онов 31
1.7.1 Реакции по аминогруппе 3-аминопиридин-2(1Н)-онов………………………………………. 31
1.7.2 Реакции по амидному фрагменту 3-аминопиридин-2(1Н)-онов………………………….. 34
1.7.3 Аннелирование приридинового ядра…………………………………………………………………. 35
1.8 Электрохимические свойства ………………………………………………………………………………. 38
1.9 Люминесцентные свойства некоторых 3-аминохинолин-2(1Н)-онов…………………….. 39
1.10 Биологическая активность 3-аминопиридин-2(1Н)-онов. ……………………………………. 41
ГЛАВА 2 Синтез и свойства 3-амино-4-арилпиридин-2-(1H)-онов (Обсуждение результатов) ……………………………………………………………………………………………………………… 42
2.1 Синтез 3-амино-4-арилпиридин-2(1Н)-онов, основанный на внутримолекулярной циклизации N-(3-оксоалкенил)ацетамидов………………………………………………………………… 43
2.2 Синтез 3-амино-4-арилпиридин-2(1Н)-онов на основе 4-арил-3-цианопиридин- 2(1Н)-онов………………………………………………………………………………………………………………… 45
3
2.3 Синтез 3-алкиламино-4-арилпиридин-2(1Н)-онов ………………………………………………… 53
2.4 Синтез амидов, мочевин и оснований Шиффа ……………………………………………………… 57
2.5 Синтез бензо[c][1,7]нафтиридин-4(3H)-онов………………………………………………………… 60
2.6 Химические свойства бензо[c][1,7]нафтиридин-4(3H)-онов …………………………………. 66
2.7 Электронные спектры 3-амино-4-арилпиридин-2(1Н)-онов, бензо[c][1,7]нафтиридин-4(3H)-онов и их производных…………………………………………….. 72
2.8 Антиоксидантная активность полученных соединений ………………………………………… 79 2.8 Изучение поведения полученных соединений в биохимических системах ……………. 82 ГЛАВА 3. Экспериментальная часть…………………………………………………………………………. 85 ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………………………………………. 131 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ……………………………………. 133 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………………………………………………………. 135 ПРИЛОЖЕНИЕ А. Данные ЯМР 1Н, 13С, ИК-спектроскопии полученных соединений160 ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Электронные спектры полученных соединений …………………………. 182

Актуальность темы. 3-Аминопиридин-2(1Н)-оны на протяжении многих лет
вызывают устойчивый интерес как химиков, так и биологов [1-80]. Наличие «встроенного» фрагмента аминокислоты в структурах этих соединения позволяет использовать их в качестве скаффолдов для построения пептидомиметиков и поиска физиологически активных веществ [13,24-27,43,63,77-80]. В ряду 3-аминопиридин- 2(1Н)-онов найдены препараты активные по отношению к ВИЧ-1 [51-62], протеазы малярийного плазмодия [63], противобактериальные препараты [64], соединения, перспективные для лечения болезни Альцгеймера [65], вещества, обладающие противоопухолевым [66-68] и противодиабетическим [69,70] действием, кардиотонические агенты [71-76]. К числу этих соединений относится широко использующийся в клинической практике кардиотоник «Амринон» [74-76]. Близкие к ним по строению 1,7-нафтиридин-8(7H)-оны также известны своим биологическим действием. Производные 1,7-нафтиридин-8(7H)-онов являются антагонистами нейрокининовых (NK1) рецепторов [81-83], эффективными мускул релаксантами [84], ингибиторами ВИЧ-интегразы [85]. Поэтому разработка новых методов получения, изучение свойств и поиск в ряду этих соединений практически полезных веществ является актуальной задачей.
Степень разработанности темы. Строение 3-амино-4-арилпиридин-2(1Н)-онов позволяло предположить, что на их основе могут быть получены бензо[c][1,7]нафтиридин-4(3H)-оны, например, реакцией Бишлера-Напиральского [86,87]. Однако структурный поиск, проведенный по базам данных SciFinder, показал, что 4-арилзамещенные производные 3-аминопиридин-2(1Н)-онов практически не изучены, а бензо[c][1,7]нафтиридин-4(3H)-оны до недавнего времени вообще не были известны.

5
Целью настоящей работы является разработка методов получения 3-амино-4- арилпиридин-2(1Н)-онов, а на их основе ранее неизвестных бензо[c][1,7]нафтиридин- 4(3H)-онов, изучение строения и свойств этих соединений.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Изучить подходы к синтезу 3-амино-4-арилпиридин-2(1Н)-онов и разработать метод их получения;
2. Разработать метод синтеза бензо[c][1,7]нафтиридин-4(3H)-онов на основе 3- амино-4-арилпиридин-2(1Н)-онов;
3. Изучить химические свойства бензо[c][1,7]нафтиридин-4(3H)-онов в реакциях, окисления, восстановления, галогенирования, алкилирования;
4. Изучить фотофизические свойства 3-амино-4-арилпиридин-2(1Н)-онов, бензо[c][1,7]нафтиридин-4(3H)-онов и их производных, а также установить их взаимосвязь со строением этих соединений;
5. Изучить антиоксидантную активность синтезированных соединений. Научная новизна:
Впервые реализована реакция Гофмана 4-арил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3-
карбоксамидов с гипохлоритом натрия, генерируемым в реакционной среде из дихлоризоцианурата натрия и водного раствора щелочи, и показано, что ее продуктами являются 7-арил[1,3]оксозоло[5,4-b]пиридин-2(1H)-оны. На их основе разработаны методы синтеза 3-амино- и 3-алкиламино-4-арилпиридин-2(1Н)-онов.
Впервые изучена реакция Пикте-Шпенглера 3-амиино-4-арилпиридин-2(1Н)-онов с ароматическими альдегидами, продуктами которой являлись ранее неизвестные бензо[c][1,7]нафтиридин-4(3H)-оны.
Обнаружена новая перегруппировка [1,3]оксазоло[5,4-b]пиридинов, протекающая при действии кислот Льюиса и приводящая к бензо[c][1,7]нафтиридин-4(3H)-онам.
Изучены свойства бензо[c][1,7]нафтиридин-4(3H)-онов в реакциях галогенирования, алкилирования, окисления, восстановления и др.

6
Установлено влияние строения 3-амиино-4-арилпиридин-2(1Н)-онов, бензо[c][1,7]нафтиридин-4(3H)-онов и их производных на фотофизические свойства этих соединений. Найдены новые люминофоры с высоким квантовым выходом.
Теоретическая и практическая значимость работы: Найдены подходы к синтезу и разработаны препаративные методы получения 3-амино-4-арилпиридин- 2(1Н)-онов и бензо[c][1,7]нафтиридин-4(3H)-онов. Изучены химические свойства бензо[c][1,7]нафтиридин-4(3H)-онов. Среди синтезированных соединений обнаружены вещества c антиоксидантной активностью, превышающей активность аскорбиновой кислоты, а также соединения, которые можно использовать для определения пероксида водорода в биохимических системах и разработки иммуноферментных диагностикумов на основе антител, конъюгированных с пероксидазой. Выявлены новые люминофоры с высоким квантовым выходом люминесценции. Показано, что 5,6- дигидробензо[c][1,7]нафтиридин-4(3H)-оны проникают в клетки, а при облучении УФ-светом окрашивают как внешнюю мембрану, так и мембраны органелл.
Методология и методы исследования. При выполнении диссертационной работы использовались методы классической синтетической органической химии. Для установления чистоты и структуры соединений использован комплекс физических и физико-химических методов: спектроскопия ЯМР 1Н и 13С, хромато-масс- спектрометрия, ИК- и УФ-спектроскопия, элементный и рентгеноструктурный анализ. Изучение фотофизических свойств (спектры абсорбции и флуоресценции, квантовые выходы флуоресценции, коэффициенты светопоглощения) растворов исследуемых соединений проводили в соответствии со стандартными методиками.
Достоверность результатов обеспечена применением современных методов исследования и хорошей воспроизводимостью экспериментальных данных. Все новые химические соединения охарактеризованы комплексом современных методов анализа. Измерения физико-химических, фотофизических характеристик, исследование антиоксидантной активности проведены на поверенном оборудовании лаборатории «Новые органические материалы» ОмГТУ по стандартным методикам.

7
На защиту выносятся следующие положения:
1. Способ получения 3-амино(3-алкиламино)-4-арилпиридин-2(1Н)-онов, основанный на перегруппировке Гофмана 2-оксо-4-фенил-1,2-дигидро-пиридин- 3-карбоксамидов, а также на основе N-(3-оксоалкенил)хлорацетамидов;
2. Способ получения бензо[c][1,7]нафтиридин-4(3H)-онов, основанный на реакции Пикте-Шпенглера 3-амино-4-фенилпиридин-2(1Н)-онов с ароматическими альдегидами и перегруппировке [1,3]оксазоло[5,4-b]пиридинов в присутствии кислот Льюиса;
3. Изучение химических свойств бензо[c][1,7]нафтиридин-4(3H)-онов
4. Изучение фотофизических и антиоксидантных свойств синтезированных соединений спектральными методами. Влияние строения синтезированных
соединений на их оптические и антиоксидантные свойства.
Личный вклад автора заключался в сборе, систематизации и анализе
литературных данных о методах синтеза и свойствах 3-аминопиридин-2(1Н)-онов. Автор принимал непосредственное участие в планировании и проведении экспериментов, в обсуждении и обобщении полученных результатов, написании научных статей.
Апробация научных результатов. Материалы диссертации представлены на всероссийских и международных конференциях: Третьей международной конференции «Новые направления в химии гетероциклических соединений» (Пятигорск, 2013); V Всероссийской научной молодежной школе-конференции «Химия под знаком СИГМА: исследования, инновации, технологии» (Омск, 2016); Кластере конференций по органической химии «ОргХИМ-2016» (Санкт-Петербург, 2016); 7-й Международной научно-технической конференции «Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства» (Омск, 2017); 8-й Международной научно-технической конференции «Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства» (Омск, 2018); Всероссийской молодёжной школе-конференции «Актуальные проблемы органической химии» (Новосибирск-Шерегеш, 2018); V Всероссийской с международным участием конференции по органической химии (Владикавказ, 2018).

8
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК, 11 тезисов докладов в материалах конференций.
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа изложена на 159 страницах машинописного текста и состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, заключения и приложения. Работа содержит 245 ссылок на литературные источники, 9 рисунков, 94 схемы, 21 таблицу и приложение.
Благодарность. Автор вырожает глубокую и искрению благадарность коллективам кафедры «Химическая технология и биотехнология» ОмГТУ и кафедры органической химии ОмГУ: научному руководителю д.х.н., проф. Фисюку А. С. (ОмГТУ, ОмГУ) и д.х.н., проф. Мышлявцеву А. В. (ОмГТУ) за неоценимую помощь в проведении исследования и подготовке работы; к.х.н. Богзе Ю. П. (ОмГУ), д.х.н., проф. Кулакову И. В. (ОмГУ), к.х.н. Костюченко А. С. (ОмГТУ), Абрамову А. А. (ОмГУ), Сайбулиной Э. Р. (ОмГУ), Мацукевич М. С. (ОмГУ) за помощь в проведении синтетических работ; Железновой Т. Ю. (ОмГТУ) и Черненко С. А (ОмГТУ) за помощь в регистрации спектров и помощь в анализе полученных данных; к.х.н., доц. Стишенко П. В. (ОмГТУ) и Каюмовой Т. Ю. (ОмГТУ) за выполнение квантово-химических расчетов; Евдокимову С. Н. (ИППУ СО РАН) за регистрацию спектров ЯМР; к.б.н. Шаталину Ю. В. и к.б.н. Шубиной В. С. (ИТЭБ РАН) за проведение исследований в биохимических модельных системах, а также помощь в анализе полученных результатов; д.х.н. Гатилову Ю. В. (НИОХ СО РАН) за проведение рентгеноструктурного анализа.
Работа выполнена при поддержке Минобрнауки России (проект No 4.1657.2017/4.6) ), а также гранта РФФИ (проект 15-53-45084 Инд_а).

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету

    Разработка новых подходов к азетидиноновым и пирролидиновым блокам, синтез карбапенемов
    📅 2022год
    🏢 ФГБНУ Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук
    3-Замещенные 2Н-хромен-2-оны в синтезе кислород-, азот-, серасодержащих гетероциклических гибридов
    📅 2022год
    🏢 ФГБОУ ВО «Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского»