Введение к работе
Актуальность темы. Ди- и трикарбонильные соединения уже более 100 лет привлекают внимание химиков-органиков. Особенно велико их значение как исходных для синтеза разнообразных гетероциклических систем, отличающихся размером цикла и взаимным расположением гетероатомов. Важное место среди этого класса соединений принадлежит 4-замещенным 2,4-диоксобутановым кислотам и их эфирам. Но, если эфиры 4-алкил- и 4-арил-2,4-диоксобутановых кислот и сами кислоты исследованы достаточно подробно, 4-гетерил-2,4-диоксобутановых кислоты (ГПК) практически не исследованы, а литературные данные о них носят отрывочный характер.
Известно, что некоторые 4-замещенные 2,4-диоксобутановые кислоты и гетероциклические соединения, полученные ранее на их основе,'проявляют высокую физиологическую активность.
По этой причине синтез 4-гетерил-2,4-диоксобутановых кислот, исследование их строения и химического поведения в реакциях с нуклеофильными и электрофильными реагентами несомненно является актуальной задачей. Цель работы. Целью настоящей работы является:
1 .Синтез 4-гетерил-2,4-диоксобутановьгх кислот и их метиловых эфиров, изучение особенностей их строения.
-
Исследование взаимодействия гетероилпировиноградных кислот с би-нуклеофильными реагентами - гидразинами, о-фенилендиамином, о-ами-нофенолом, 2,3-диаминопиридином, аминодимедоном, с электрофильными реагентами - бензальдегидом и ортомуравьиной эфиром, уксусным ангидридом.
-
Поиск биологически активных соединений среди продуктов синтеза. Научная новизна. Впервые исследована геометрия молекул 4-гетерил-2,4-диоксобутановых кислот полуэмпирическим методом ССП МО ЛКАО в приближениях MNDO, AMI, MNDO-PM3, неэмпирическим (базис STO 3-21G). Показана высокая региоселективность реакции 4-гетерил-2,4-диоксобутановьгх кислот с 2,3-диаминопиридином. Установлено, что реакции 4-гетерил-2,4-диоксобутановых кислот и их метиловых эфиров с 3-амино-5,5-диметил-2-циклогексен-1-оном протекают с образованием 4-гетерил-7,7-диметил-5-оксо-5,6,7,8-тетрагидрохинолин-2-карбоновых кислот. Проведено моделирование циклизации 4-гетерил-2,4-диоксобутановьгх кислот в 5-гетерил-2,3-дигидро-2,3-фуран-дионы полуэмпирическим методом ССП МО ЛКАО в приближении MNDO/M и установлен механизм гетероциклизации. Полуэмпирическим методом ССП МО ЛКАО в приближениях MNDO, AMI, MNDO-PM3 исследованы геометрическая и электронное строение 5-гетерил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов. Установлено, что 5-гетрил-2,3-дигидро-2,3-фурандионы реагируют с фенилбензоилдиазометаном с образованием 5-гетерил-З-дифенил-метилен-2,3-дигидро-2-фуранонов. Полуэмпирическим методом ССП МО ЛКАО в приближении AMI исследованы возможные интермедиаты и продукты реакции. Показано, что реакция 4-гетерил-2,4-диоксобутановых кислот с орто-муравьиным эфиром в уксусной кислоте приводит к образованию 1,6-дигетерил-3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дионов. Взаимодействием (Z)-3 -гетроилметилен-1,2,3,4-тетрагидро-2-хиноксалонов, (2)-2-гетероилметилен-1,2,-3,4-тетрагидропиридо[2,3-Ь]-пиразин-2-онов и (г)-3-гетероилметилен-3,4-
ди-гид-ро-2Н-1,4-бензоксазин-2-онов с оксалилхлоридом впервые синтезированы З-гетероилметилен-1,2,4,5-тетрагидропирроло[1,2-а]хиноксалин-1,2,4-три-оны. 3-гетероил-1,2,4,5-тетрагидропирроло[1,2-а]пиридазо[2,3-Ь]пиридин-1,2,4-трионыиЗ-гетероил-2,4-дигидро-1Н-пирроло[2,1-с]бензоксазин-1,2,4-трионы. Практическая ценность. Разработаны удобные методы синтеза разнообразных производных 4-гетерил-2,4-диоксобутановых кислот, получено значительное число новых соединений. Выявлены закономерности их образования. Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 3 статьи в центральной печати и тезисы 6 докладов.
Апробация. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на Молодежной научной школе по органической химии (Екатеринбург, 1999г., 2000 г.), на 2-ой международной конференции молодых ученых (С.-Петербург, 1999 г.), на Всероссийской научной конференции «Азотсодержащие гетероциклы: синтез, свойства, применение» (Астрахань, 2000 г.), на IX Всероссийской научной конференции (Саратов, 2000 г.), на ежегодных научно-технических конференциях ИТХ УрО РАН (Пермь, 1995 г., 1998 г, 2000 г.). Структура и объем работы. Диссертация изложена на 151 странице машинописного текста и содержит 42 таблицы, 3 рисунка. Работа состоит из введения, литературного обзора, обсуждения собственных результатов, экспериментальной части, приложения, выводов и списка литературы, включающего 171 наименований.