Введение к работе
Актуальность. Гетероциклические диазониевые соли и диазогетеропиклы привлекают внимание своей теоретической и практической значимостью. С одной стороны, исследование этих соединений играет важную роль в решении фундаментальных проблем строения, реакционной способности и таутомерии органических веществ, а также механизмов и регионаправленности реакций. С другой стороны, широчайший спектр химических превращений, характерный для данных соединений, обусловил их применение как важных строительных блоков в гетероциклическом синтезе.
Особый интерес за последние десятилетия получили пиразол-3(5)-диазониевые соли, что связано с их доступностью, относительной устойчивостью и высокой реакционной способностью. Наличие в молекулах этих соединений нуклеофильного (эндо-NH-rpynna) и электрофильного (N2 -группа) центров в о-положении позволяет проводить многочисленные циклизации с образованием пиразолоаннелированных пяти- и шестичленных гетеропиклов.
Продукты, полученные на основе солей пиразол-3(5)-диазония, используются в качестве лекарственных препаратов, пестицидов, красителей, фотореактивов, аналитических реагентов, антикоррозийных средств и др. Наиболее значимыми феди них являются производные пиразоло[5,1-с][1,2,4]триазина, что обусловлено их структурным сходством с нуклеиновыми основаниями и пуринами. Благодаря этому обсуждаемые объекты могут выступать в роли антиметаболитов, оказываясь эффективными противовирусными и противоопухолевыми препаратами. Отдельной проблемой является разработка препаративно доступных методов синтеза пиразолотриазинов, и их аннелированных аналогов, как потенциально биологически активных веществ.
Необходимо также отметить, что систематические и обобщающие исследования в этих областях не проводились; некоторые вопросы остаются незатронутыми, спорными или до конца неразрешёнными. Такие важные аспекты, как селективность и выбор подходящих условий реакций, обсуждение механизмов превращений, региострое-ние, таутомерия и дальнейшие модификации полученных соединений практически не освещены в литературе. Кроме того, гетероциклизапии солей пиразол-3(5)-диазония исследованы разносторонне лишь с алифатическими азокомпонентами, тогда как для алипиклических и гетероциклических реагентов имеются лишь единичные сведения.
Работа выполнена при поддержке проектов: Минобрнауки РФ АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы на 2009-2010 гг.» (№ проекта 211/4453) и ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2010-2012 гг.» (госконтракт № 14.740.11.0368).
Цель диссертационного исследования заключалась в разработке и теоретическом обосновании методов синтеза новых линейно связанных и конденсированных азаполигетероциклических систем на базе пиразол-3(5)-диазониевых солей и пиразоло[5,1-с][1,2,4]триазинов, выявлении закономерностей протекания этих процессов, изучении свойств полученных соединений.
Для достижения поставленных целей решались следующие задачи:
- исследовать хемо-, региоселективность и другие закономерности протекания реакций пиразол-3(5)-диазониевых солей с алифатическими, алипиклическими и гетероциклическими СН-активными соединениями;
разработать оптимальные методы синтеза новых три- и тетрапиклических гете-росистем путём модификации производных пиразоло[5,1-с][1,2,4]триазина;
выявить и обосновать направление протекания азосочетания, гетероциклизапий и других реакций на основе объектов исследования;
предложить вероятные механизмы образования синтезированных гетеропик-лов;
- изучить строение и таутомерные превращения полученных соединений.
Научная новизна.
Разработаны и обоснованы общие синтетические подходы к новым и труднодоступным линейно связанным и конденсированным полигетеропиклам исходя из пиразол-3(5)-диазониевых солей, а также пиразоло[5,1-с][1,2,4]триазинов.
Найдены оптимальные препаративные методы синтеза ранее неописанных частично гидрированных и ароматических азаполигетеропиклов при использовании в качестве азокомпонент циклических 1,3-дикетонов.
Показаны возможности использования некоторых шестичленных гетероциклических соединений в реакциях азосочетания с хлоридом З-метил-4-фенил-1//-пиразол-3(5)-диазония, приводящих к новым пиразол-3(5)-азосоединениям и конденсированным пиразоло[5,1 -с] [1,2,4]триазинам.
Установлено, что аминометиленирование 3-ацетил-4,7-димети-8-фенил-пиразоло[5,1-с][1,2,4]триазина с помощью диметилацеталя диметилформамида протекает региоселективно с образованием 4-[()-2-(диметиламино)винил]-изомера, строение которого подтверждено данными РСА.
Найден первый пример ANRORC-перегругшировки производного пиразоло-[5,1-с][1,2,4]триазина с участием атомов боковой цепи; предложен и обоснован механизм превращения.
Циклизацией 3-апил-4-[(і^-2-(диметиламино)винил]пиразоло[5,1-с][1,2,4]-триазина с ацетатом аммония получена новая гетероциклическая система -пиразоло [ 5,1 -с] пиридо [4,3 -е] [ 1,2,4] триазин.
Впервые предложен метод региоселективного синтеза конденсированных 1,2-диазепинов в АсОН или пропионовой кислоте с применением эфира о-[2-(диметиламино)винил]карбоновой кислоты и гидразина.
Практическая значимость работы. Разработан ряд новых препаративных методов получения функционально замещённых азаполигетеропиклических систем с пиразолотриазиновым фрагментом на основе солей пиразол-3(5)-диазония, а также производных пиразоло[5,1-с][1,2,4]триазина.
Положения, выносимые на защиту.
Методы направленного синтеза новых N- и 0-(поли)гетероциклических систем на основе азосочетания солей пиразол-3(5)-диазония и реакций циклизации пиразоло [5,1 -с] [ 1,2,4]триазинов.
Реакции азосочетания пиразол-3(5)-диазониевых солей и гетероциклизапий полученных на их основе гидразонов/азосоединений протекают хемо- и региоселективно.
Применение диметилацеталя ДМФА для химической модификации пиразо-ло[5,1-с] [1,2,4]триазинов.
4. Закономерности аминометиленирования и гетероциклизаний производных пи-разоло[5,1-с] [1,2,4]триазина.
Публикации. По теме диссертации опубликована 21 работа: 9 статей, из них 7 в журналах, входящих в перечень научных изданий ВАК РФ; 12 материалов и тезисов докладов симпозиумов и конференций различного уровня.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Международной научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии в исследованиях молодых ученых» (Астрахань, 2006), Ш International Conference «Chemistry and biological activity of mtrogen-containing heterocycles» (Chernogolovka, 2006), Ш и IV Всероссийских научно-методических конференциях «Пути и формы совершенствования фармацевтического образования. Создание новых физиологически активных веществ» (Воронеж, 2010), X и XI Молодёжных школах-конференциях по органической химии (Уфа, 2007; Екатеринбург, 2008), XI Всероссийской научной конференции «Карбонильные соединения в синтезе гетероциклов» (Саратов, 2008), Международной научной конференции «Новые направления в химии гетероциклических соединений» (Кисловодск, 2009), International Conference «Chemistry of nitrogen containing heterocycles» (Kharkiv, 2009), International Symposium on Advanced Science in Organic Chemistry (Miskhor, Crimea, 2010), IV Международной конференции «Современные аспекты химии гетероциклов» (Санкт-Петербург, 2010), Ш Международной конференции «Химия гетероциклических соединений» (Москва, 2010).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов, списка цитируемой литературы и приложения. Материал изложен на 137 страницах, содержит 5 рисунков и 15 таблиц.
Похожие диссертации на Пиразол-3(5)-диазониевые соли в синтезе новых азаполигетероциклов
![Синтез производных пиразоло[3,4-b]пиридина и их использование в построении три- и тетрагетероциклических систем](/i/i/4443/289108.png "Синтез производных пиразоло[3,4-b]пиридина и их использование в построении три- и тетрагетероциклических систем Комарова Елена Сергеевна")
![Синтез и химические свойства R'F-содержащих 4Н-пирано[2,3-b]пиридин-4-онов и пирано[2,3-c]пиразол-4(1Н)-онов](/i/i/4443/200191.png "Синтез и химические свойства R'F-содержащих 4Н-пирано[2,3-b]пиридин-4-онов и пирано[2,3-c]пиразол-4(1Н)-онов Барабанов Михаил Александрович")
![Синтез стероидных [17,16-d]пиразолов и пиразолинов, потенциальных биорегуляторов направленного действия](/i/i/4367/401992.png "Синтез стероидных [17,16-d]пиразолов и пиразолинов, потенциальных биорегуляторов направленного действия Черткова Виктория Валерьевна")
![Синтез новых линейно связанных и конденсированных систем с фрагментом пиразоло[5,1-с][1,2,4]триазина](/i/i/5409/537479.png "Синтез новых линейно связанных и конденсированных систем с фрагментом пиразоло[5,1-с][1,2,4]триазина Леденева, Ирина Владимировна")
![1,2,3,4,5,6,7,8-октагидро-1,6-нафтиридины и 2,3,4,5,6,7,8,9-октагидро-1Н-пиридо[4,3-b]азепины. Синтез и реакционная способность](/i/i/4399/311934.png "1,2,3,4,5,6,7,8-октагидро-1,6-нафтиридины и 2,3,4,5,6,7,8,9-октагидро-1Н-пиридо[4,3-b]азепины. Синтез и реакционная способность Есипова Татьяна Владимировна")