Взаимодействие конденсированных пиразинов с нуклеофилами : диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук : 02.00.03

📅 2019 год
Коптяева, О. С.
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………….. 4

ГЛАВА 1. Изучение взаимодействия конденсированных пиразинов с
нуклеофилами (литературный обзор) ……………………………………………………….. 10
1.1. Нуклеофильное замещение галогенов в ароматическом и
гетероароматическом ядрах ……………………………………………………………………… 10
1.1.1. Общие закономерности, механизмы и принципы ……………………. 10

1.1.2. Особенности замещения фтора в ароматическом ядре
хиноксалинов …………………………………………………………………………………………… 22

1.2. Нуклеофильное замещение водорода …………………………………………….. 24
1.2.1. Общие закономерности, механизмы и принципы ……………………. 24

1.2.2. Нуклеофильное замещение водорода в конденсированных
диазинах ………………………………………………………………………………………………….. 30

ГЛАВА 2. Обсуждение результатов………………………………………………………….. 39
2.1. Выбор исходных конденсированных пиразинов и нуклеофилов …….. 39
2.2. Особенности реакций хиноксалинов с 3-метил-1-фенилметилпиразол-
5-оном в присутствии основания ………………………………………………………………. 41
2.3. Сопоставление реакционной способности исходных
конденсированных пиразинов и их протонированных форм ……………………… 44
2.4. Реакции хиноксалинов с С-нуклеофилами ……………………………………… 50
2.4.1. Взаимодействие хиноксалинов с С-нуклеофилами в присутствии
кислоты ……………………………………………………………………………………………………. 50

2.4.2. Особенности реакций хиноксалинов с индолами …………………….. 58

2.5. Реакции хиноксалин-2-онов с С-нуклеофилами ……………………………… 61
2.5.1. Взаимодействие хиноксалин-2-онов с С-нуклеофилами в
присутствии кислоты ……………………………………………………………………………….. 62

2.5.2. Особенности взаимодействия хиноксалин-2-онов с β-
дикарбонильными соединениями ……………………………………………………………… 63

2.5.3. Особенности реакций хиноксалин-2-онов с альдегидами ………… 66
2.6. Реакции птеридин-2,4-дионов с С-нуклеофилами…………………………… 70
2.7. Особенности замещения фтора в 6,7-дифторхиноксалинах …………….. 73
2.7.1. Изучение подвижности атомов фтора в хиноксалинах …………….. 74

2.7.2. Реакции хиноксалинов со спиртами ……………………………………….. 76

2.7.3. Реакции хиноксалинов и хиноксалонов с аминами ………………….. 77

2.8. Квантово-химические расчеты распределения электронной плотности
во фторированных хиноксалинах и хиноксалонах …………………………………….. 81
2.9. Исследование противомикробной и противогрибковой активности
полученных соединений …………………………………………………………………………… 83
ГЛАВА 3. Экспериментальная часть ………………………………………………………… 89

3.1. Синтез исходных соединений ………………………………………………………… 90
3.2. Реакции хиноксалинов с С-нуклеофилами ……………………………………… 91
3.3. Реакции хиноксалонов с C-нуклеофилами ……………………………………… 99
3.4. Реакции птеридин-2,4-дионов с нуклеофилами…………………………….. 109
3.5. Реакции хиноксалинов со спиртами……………………………………………… 112
3.6. Реакции хиноксалинов с аминами ………………………………………………… 114
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………… 120

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ ………………………………………. 122

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………………………….. 124

Актуальность и степень разработанности темы исследования
1,4-Диазины, конденсированные с ароматическим или
гетероароматическим ядрами, проявляют широкий спектр биологической
активности, в связи с чем сформировался устойчивый интерес к получению и
исследованию новых представителей этой группы соединений. Так, среди

1. Исследована реакционная способность конденсированных
пиразинов в условиях кислотного и основного катализов. Разработан метод
проведения реакций конденсированных пиразинов с С-нуклеофилами в
условиях кислотного катализа, исключающий добавление дорогостоящих
катализаторов и окисляющих реагентов, в котором образуются целевые
продукты SNH по положению 2 гетерокольца для хиноксалинов и положению
7 – для лумазинов.
2. Обнаружено, что гидрохлориды хиноксалина и 6,7-
дифторхиноксалина в присутствии нуклеофильных реагентов дают катион-
радикалы, которые участвуют в процессах нуклеофильного замещения
водорода.
3. Установлено, что потенциалы электрохимического восстановления
протонных солей конденсированных пиразинов находятся в интервале от –
0,38 до -0,7 В и уменьшаются в ряду хиноксалин-2-он (3c) = 6,7-
дифторхиноксалин-2-он (3d) > 1,3-диметиллумазин (5b) > 6,7-
дифторхиноксалин (3b) > хиноксалин (3a). Полученная зависимость может
служить диагностическим критерием для качественной оценки реакционной
способности соединений по отношению к нуклеофилам, что было
подтверждено в ходе экспериментов.
4. Получены ряды новых производных хиноксалина, хиноксалин-2-
она и лумазина в реакциях конденсированных пиразинов с С-нуклеофилами.
При взаимодействии хиноксалин-2-она с β-дикарбонильными соединениями
образуются производные новой гетероциклической системы – 6а,7-дигидро-
5Н-пиридо[1,2-а]хиноксалин-6,8-диона.
5. Впервые в качестве нуклеофильных агентов в реакциях
нуклеофильного замещения водорода в хиноксалинах использованы
алифатические альдегиды. При этом обнаружены новые примеры домино-
превращений с образованием производных пиридо[1,2-а]хиноксалин-6,8-
диона
6. Методом спектроскопии ЯМР изучена регионаправленность
нуклеофильного замещения атомов фтора в 6,7-дифторхиноксалинах и 6,7-
дифторхиноксалин-2-онах. Установлено, что заместители в
гетероциклической части молекул хиноксалинов вызывают дифференциацию
химических сдвигов фтора. Наибольшую дифференциацию химических
сдвигов атомов фтора вызывает оксогруппа в гетероциклическом фрагменте.
В согласии с этим нуклеофильному замещению в реакциях с аминами
подвергается атом фтора, имеющий наибольший химический сдвиг.
7. Среди полученных соединений выявлены производные
хиноксалинов, проявляющие противомикробную и противогрибковую
активность. Показано, что наибольшую активность проявляют соединения,
содержащие в гетероциклической части молекулы индольный, а в
ароматической – пиперазиновый заместитель.

Перспективы дальнейшей разработки темы исследования
Полученные научные результаты открывают широкие практические
возможности модификации производных конденсированных 1,4-диазинов.
Используя различные типы нуклеофилов и варьируя условия протекания
процесса, реакция может быть нацелена на введение новых радикалов в
гетероароматическое пиразиновое кольцо или в ароматическое кольцо (для
производных хиноксалина). Применение кислотной активации процесса с
последующим окислением кислородом позволяет получать продукты
нуклеофильного замещения водорода в экологичных условиях. Особый
интерес для дальнейшей работы представляет синтез новых
алкиламинопроизводных фторхиноксалинового ряда и их исследование на
предмет выявления противомикробной активности. Моноалкильные
производные птеридин-2,4-онов могут использоваться для синтеза новых
производных птеридинов.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

Обозначение Наименование

Ered Потенциал волны восстановления

ЦВА Циклическая вольтамперометрия

ДМСО Диметилсульфоксид

TBAF Тетрабутиламмония фторид

ЭПР Электронный парамагнитный резонанс

ЯМР Ядерный магнитнй резонанс

ЭУ Электронный удар

TFA Трифторуксусная кислота

ТЕА Триэтиламин

ДМФА Диметилформамид

НСМО Низшая свободная молекулярная орбиталь

МИК Минимальная ингибирующая концентрация

HOAc Уксусная кислота

ТСХ Тонкослойная хроматография

РСА Рентгеноструктурный анализ

MW Микроволновое излучение

SNH Нуклеофильное замещение водорода

ЭИ Электронная ионизация

м.д. Миллионная доля

ТМС Тетраметилсилан
ИК Инфракрасный

Лумазин 1,3-Диметилптеридин-2,4-дион или 1-метилптеридин-
2,4-дион

HRMS High resolution mass spectrometry

HMBC Heteronuclear multiple bond correlation

ESI Electrospray ionization

APCI Atmospheric-pressure chemical ionization

CW Continuous-wave

NBS N-бромсукцинимид

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!

    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    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
    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
    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
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ

    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»