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!

    Дмитрий Л. КНЭУ 2015, Экономики и управления, выпускник
    4.8 (2878 отзывов)
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    #Кандидатские #Магистерские
    5125 Выполненных работ
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    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
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 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»