Экспериментальное и теоретическое исследование 1,5-динитро-3-азабицикло[3.3.1]нон-6-енов Мелёхина Надежда Кузьминична

Введение к работе

Актуальность проблемы. Бициклические соединения привлекают к себе внимание химиков вследствие наличия у этих веществ уникальных физических и химических свойств, что делает их интересными моделями для изучения теоретических проблем конформационного анализа, механизмов и стереохимии реакций, передачи электронных эффектов и т.д. Особый интерес вызывают производные азабицикло[3.3.1]нонана, которые помимо большой теоретической значимости имеют широкое синтетическое применение, в частности, для получения адамантановых структур. Введение в структуру молекулы бициклического соединения гетероатомов приводит к расширению возможности их применения для практических целей, например, в качестве физиологически активных веществ. Так, 3(7)- или 9-азабицикло[3.3.1]-нонановый фрагмент входит в структуру многих природных алкалоидов и биологически активных соединений с широким спектром фармакологических свойств. Они проявляют ганглиоблокирующую, гипотензивную, антитром-бозную, антивирусную, противоспазменную, противокашлевую активность. Некоторые из них обладают нейротропными и психотропными свойствами, могут быть использованы при лечении аллергии, астмы, заболеваний желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы, сахарного диабета, онкологических заболеваний, обнаруживают свойства анальгетиков и бронхолити-ков. Наиболее интересной для данного ряда азотистых гетероциклов является их ярко выраженная антиаритмическая активность. Кроме медицинского назначения азабицикло[3.3.1]нонаны представляют практический интерес в качестве комплексообразователей с солями металлов, антиоксидантов, ускорителей вулканизации резины и др. Многогранность применения производных азабицикло[3.3.1]нонана стимулирует исследования их физических и химических свойств, а также разработку новых, эффективных, с точки зрения технологии и селективности, методов синтеза указанных азотистых гетероциклов.

Работа является частью научных исследований, проводимых на кафедре органической и биологической химии Тульского государственного педагогического университета им. Л.Н. Толстого по теме «Изучение нуклеофиль-ных реакций ароматических нитросоединений», а также выполнена в рамках работы по грантам Министерства науки и технологий РФ (расп. ГКНТ РФ № 4/00, 2000 г.), Российского фонда фундаментальных исследований (№ 01-03-96002), губернатора Тульской области (№ ГШ 72/Д0037, 2000 г., № ГШ 72/Д0057-Ф, 2001 г., № ГШ 72/Д0209, 2001 г.), единому заказ-наряду Минобразования РФ на 1999-2003 г. г.

Целью работы является:
установление структуры динитропроизводных 3-азабицикло[3.3.1]нонана
методами молекулярной спектроскопии, рентгеноструктурного анализа и
квантовой химии; ГТо&ш^нальмая |

і БИМИОТЕКА і

изучение свойств бициклических соединений физико-химическими методами;

разработка методов функционализации 3-азабициклононанов на примере реакций алкилирования, галогенирования и гидролиза.

Научная новизна и практическая ценность работы. Методами молекулярной спектроскопии (ИК, ID и 2D ЯМ?), рентгеноструктурного анализа и квантовой химии изучено строение широкого ряда динитропроизводных 3-азабицикло[3.3.1]нонанов в растворе и кристаллическом состоянии. Установлены основные закономерности распада исследуемых соединений под действием электронного удара. Методами ДТА и ТГ изучены особенности их термодеструкции.

Разработаны методы функционализации ненасыщенных нитропроиз-водных ряда 3-азабициклононана. Впервые показано, что при галогенирова-нии 1,5-динитро-3-азабицикло[3.3.1]нон-6-енов молекулярным бромом и хлором вместо ожидаемых продуктов присоединения по двойной связи образуются 6-X-3-R-1,5-динитро-3-азониатрицикло[3.3.1.0^э,7]нонан галогениды (Х=С1, Вг). Установлено, что N-алкилирование 6(7)-К-3-метил-1,5-динитро-3-азабицикло[3.3.1)нон-6-енов метилиодидом сопровождается образованием четвертичных солей, выход которых зависит от природы заместителя R в положении 6 или 7 субстрата. Показано, что при действии концентрированной НС1 происходит гидролиз виниловых эфиров 3-11-7-метокси-1,5-динитро-3-азабицикло[3.3.1]нон-6-енов с образованием соответствующих 3-аза-бицикло[3.3.1]нон-7-онов. В ходе исследований синтезировано 84 ранее не описанных в литературе органических соединений.

Апробация работы. Результаты работы были доложены на 1-ой Всероссийской конференции по химии гетероциклов, посвященной 85-летию со дня рождения А.Н. Коста (Суздаль, 2000), международной научно-практической конференции молодых ученых «Современные проблемы естествознания» (Владимир, 2001), международной конференции «Химия и биологическая активность азотистых гетероциклов» (Москва, 2001), III научно-технической конференции молодых ученых и аспирантов НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева (Новомосковск, 2001), международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2002» (Москва, 2002), международной конференции по производству и' применению химических реактивов и препаратов (Уфа-Москва, 2003), XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Казань, 2003), научных конференциях преподавателей, аспирантов и студентов ТГПУ им. Л.Н. Толстого 1999-2003 г.г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ: 3 статьи, 8 тезисов докладов на конференциях.

Положения, выносимые на защиту:

молекулярная структура 1,5-динитро-3-азабицикло[3.3.11нон-6-енов;

физико-химические свойства исследуемых соединений;

методы функционализации ненасыщенных нитропроизводных 3-азабициклононана. . ,.

5 Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из 6 глав. Первая глава (литературный обзор) посвящена анализу опубликованных источников по химии азабицикло[3.3.1]нонанов. В последующих главах изложены результаты экспериментальных исследований, выполненных автором, и их обсуждение. Объем работы составляет 162 страницы, 22 таблицы, 16 рисунков. Список литературы насчитывает 235 наименований.

Похожие диссертации на Экспериментальное и теоретическое исследование 1,5-динитро-3-азабицикло[3.3.1]нон-6-енов

Синтез и превращения 6- и 6,8-замещенных 3-бензил-3-азабицикло[3.3.1]нонан-9-оновПучина Гульфия Рашитовна

Синтез и исследование производных 1,4,5,6-тетрагидро-1,2,4-триазиндиона-5,6 Кудаярова Рушания Равильевна

Исследование конформационного состояния и диастереомерного состава 2- и 2,5,5-замещенных 1,3-диоксановСафиуллина Алина Геннадиевна

Синтез и исследование таутомерных и кислотно-основных превращений биологически активных C(5)-, N(1)-, N(3)-замещенных производных урацилаФаттахов, Альберт Ханифович

Исследование реакций 6,7-ди- и 6,7,9-трихлор-1,4-диоксаспиро(4.4)нон-6ен-8-онов с N-, O-, S- и C-нуклеофилами Шавалеева Гульназ Абдулхаевна

Исследование фосфорилирования 1,4;3,6-диангидро-D-гекситовАнфилов, Константин Львович

Синтез, исследование свойств и гетероциклизация ..одных 1-(2,6-дихлорфениал)индолинона-..Граевская, Ирина Павловна

Синтез и исследование свойств несимметричных порфиразинов с аннелированными 1,2,5-тиа(селено)диазольными фрагментами Габеркорн Анна Александровна

Исследование аминоперегруппировки кляйзена N-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина и превращения пара-(1-метилбутенил-2)-2,5-диметиланилина Исмагилов Ринат Рафаэлевич

Эффективный синтез 1,5,3-дитиазепанов,1,5,3-диоксазепанов и 1,5,3-дитиазоканов с участием катализаторов на основе d- и f-элементовПрокофьев, Кирилл Игоревич