Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 6
Введение б
Реакции по атому углерода 7
Синтез производных карборанов со связью C-N и С-0 9
Азотпроизводные карборанов 9
Гидроксипроизводные карборанов 14
Электрофильные реакции по атому бора 16
Иодониевые соли карборанов 18
Синтез производных карборана со связью B-N и В-0 20
Аминопроизводные карборанов 20
Гидроксироизводные карборанов 26
Палладий-катализируемые реакции образования связи С-С и С-гетероатом 31
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 37
Аминирование 2-иод-пара-карборана и 9-иод-мета-карборана 38
Аминирование NH гетероциклами 39
Аминирование ароматическими аминами 47
Аминирование морфолином 48
Амидирование 2-иод-пара-карборана и 9-иод-мета-карборана 50
Реакция 2-иод-пара-карборана с О-нуклеофилами 56
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 62
Аппаратура 62
Подготовка растворителей и реагентов 62
Проведение скрининга лигандов для реакции аминирования 63
Проведение подбора медного катализатора для реакции аминирования 63
Проведение подбора основания для реакции аминирования пара-анизидином 63
Общая методика препаративного получения аминопроизводных карборана 64
М-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)бензимидазол 64
М-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)индол 65
М-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)имидазол 66
]М-(1.,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)карбазол 66
М-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)-4 -метоксибензамин 67
ТЧ-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)-4-хлорбензамин 67
М-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)бензамин 68
М-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)морфолин 68
М-(1,7-дикарба-клозо-додекаборан-9-ил)бензимидазол 68
Н-(1,7-дикарба-клозо-додекаборан-9-ил)индол 69
>Ц1,7-дикарба-клозо-додекаборан-9-ил)карбазол 69
Ы-(1,7-дикарба-клозо-додекаборан-9-ил)-ийгра-метоксибензамин 70
К-(1,7-дикарба-клозо-додекаборан-9-ил)-иара-хлорбензамин 70
Н-(1,7-дикарба-клозо-додекаборан-9-ил)морфолин 71
Общая методика получения амидов карборанов в малых количествах 71
Общая методика препаративного получения амидных производных карборана 71
ТЧ-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)ацетамид 72
^(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)-яара-метилбензамид 72
М-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)капролактам 73
К-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)пирролидин-2-он 74
К-(1,12-дикарба-клозо-додекаборан-2-ил)-2-фен'илацетамид 74
ТЧ-(1,7-дикарба-клозо-додекаборан-9-ил)ацетамид 75
М-(1,7-дикарба-клозо-додекаборан-9-ил)-2-фенилацетамид 76
Н-(1,7-дикарба-клозо-додекаборан-9-ил)-лоря-метилбензамид 76
Проведение скрининга лигандов для реакции тиофенола с 2-иод-пара-карбораном 77
Методика получения малых количеств ариловых простых эфиров пара-карборана 78
Общая методика препаративного получения ариловых простых эфиров карборана 78
2-(4-метилфенокси)-1,12-дикарба-клозо-додекаборан 78
2-(фенокси)-1,12-дикарба-клозо-додекаборан 79
2-(а-нафтокси)-1,12-дикарба-клозо-додекаборан 80
2-(3-метил-4-хлорфенокси)-1,12-дикарба-клозо-додекаборан 80
2-(3,4-диметилфенокси)-1,12-дикарба-клозо-додекаборан 81
2-(Р-нафтокси)-1,12-дикарба-клозо-додекаборан 82
2-метокси-1,12-дикарба-клозо-додекаборан 82
2-гидрокси-1,12-дикарба-клозо-додекаборан 83
ВЫВОДЫ 84
ПРИЛОЖЕНИЕ 85
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 95
Введение к работе
Хотя клозо-карбораны известны уже более 40 лет, интерес к этим соединениям не ослабевает. Причина этого кроется, во-первых, в широком использовании этих молекул в самых разнообразных областях, начиная от медицины и кончая молекулярными устройствами. И, во-вторых, в необычных свойствах этих молекул, многие из которых до сих пор не находят объяснения.
В последнее время растет интерес к применению производных карборанов в бор-нейтроно-захватной терапии рака. Поскольку среди NH-гетероциклов, ароматических и алифатических аминов, фенолов много физиологически активных веществ, введение соответствующих фрагментов в молекулу карборана может оказаться перспективным для их применения в данной области.
Замещенные по атому бора, но свободные по атому углерода производные карборанов, интересны для супрамолекулярной химии, поскольку С-Н связи карборанов способны образовывать водородные связи, создавая различные межмолекулярные архитектуры.
До настоящего времени отсутствовали общие методы получения B-N и В-О производных карборанов. Единичные их представители получали трудоемкими, многостадийными синтезами с низкими выходами. Цель настоящей работы состояла в разработке новых, простых и эффективных методов создания связи бор-кислород и бор-азот в карборанах.
Хотя палладий-катализируемое сочетание борзамещеных иод-карборанов с С-нуклеофилами впервые осуществлено более 20 лет назад, до сих пор практически не известны реакции кросс-сочетания с участием гетероатомных нуклеофилов. Несомненно, что создание общих методов гетеросочетания иодкарборанов с N- и О-нуклеофилами, приводящих к получению функциональных производных по атому бора, является актуальной задачей.
Данная диссертационная работа посвящена разработке универсального метода синтеза азот- и кислородсодержащих производных карборанов, в которых связующим звеном между карбораном и органическим остатком является связь бор-азот (B-NHR, B-N-Het, B-NHCOR) или бор-кислород (В-ОН, B-OAlk, B-OAr).
Впервые проведено каталитическое аминирование 2-иод-ля/ш-карборана и 9-иод-д/е/иа-карборана представителями различных классов N-нуклеофилов: NH гетероциклами, ариламинами и морфолином. Выполнено систематическое изучение влияния природы
каталитической системы, типа основания и структуры субстратов на ход реакции. Разработан метод амидирования 9-иод,-мета- и 2-иод-псгра-карборанов алифатическими, циклическими и ароматическими амидами. Осуществлено палладий-катализируемое получение гидрокси-яара-карборана, метокси-/ш/?я-карборана и ароматических эфиров гидрокси-яяра-карборана. Получены данные рентгеноструктурного анализа для 9 соединений со связью B-N или В-О и рассмотрены особенности их строения. Разработанные синтетические методы открывают широкие возможности для получения новых производных карборанов.
Основное содержание работы изложено в публикациях [1-7]. Материалы диссертации были представлены на российских и международных конференциях: XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии (Москва, 2007), XXII international conference on Organometallic Chemistry (Zaragoza, 2006), XIII IMEBORON (Spain, 2008), Международная конференция студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2005» (Москва, 2005), Международная конференция студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2008» (Москва, 2008).
Хочу выразить глубокую благодарность проф. Брегадзе В.И. в сотрудничестве, с которым была проведена данная работа, поддержанная грантом РФФИ № 05-03-32359. Благодарю всех членов лаборатории элементоорганических соединений за помощь и поддержку.
