Введение к работе
Актуальность темы. В условиях ухудшающейся экологии и намечающегося дефицита ископаемых ресурсов, проблема разработки простых методов синтеза сложных, перспективных в практическом плане органических молекул из возобновляемого природного сырья выходит на первый план. Уникальной в этом отношении является химия фурфурола - дешёвого, многотоннажного продукта переработки отходов сельского хозяйства. На основе фурфурола разработаны и нашли применение малостадийные методы синтеза аренов, пиридинов, индолов и других карбо- и гетероциклов. Начиная с 1964 г., публикуются материалы, касающиеся синтеза эпоксиизоиндолов из TV-замещённых фурфуриламинов (доступны в две стадии из фурфурола) и ангидридов непредельных кислот.
В настоящей работе исследуется возможность построения 3,6а-эпоксиизоиндолов, конденсированных с пиперидиновым, спинациновым, /?-карболиновым и пирроло[1,2-а]пиразиновым фрагментами на базе последовательного однореакторного ацилирования/[4+2]-циклоприсоединения ангидридов а,/3- не предельных кислот к соответствующим фурилзамещённым пиперидинам, спинаце аминам, /?-карболинам и пирроло[1,2-а]пиразинам (-[1,4]диазепинам). Если об аналогичных превращениях 1-(2-фурил)-2,3,4,9-тетрагидро-1//-/?-карболинов в литературе имеются единичные публикации, то синтез эпоксиизоиндолов, конденсированных с остальными, вышеупомянутыми гетероциклами, изучается здесь впервые. Таким образом, становится доступен для изучения широкий круг новых полифункциональных изоиндолоконденсированных систем, модификация и исследование свойств которых проведены в диссертации.
Механизм и стереохимия изучаемого в диссертации однореакторного ацилирования/циклоприсоединения фурфуриламинов с ангидридами непредельных карбоновых кислот носит фундаментальный характер и систематически изучается на кафедре органической химии РУДН с 2004 года в рамках проектов РФФИ. Настоящая работа выполнена в соответствии с планом НИР РУДН - тематический план Министерства образования и науки РФ (тема 021425-1-173 № гос. регистрации 01.05.08) и поддержана грантами РФФИ 07-03-00083-а, 10-03-00177-а и 11-03-90416-У крфа.
Цель работы состояла в следующем:
Разработка синтеза пиперидинов, спинацеаминов, /?-карболинов, пирроло[1,2-а]пиразинов и пирроло[1,2-а][1,4]диазепинов, содержащих фурфуриламинный фрагмент;
Изучение TV-ацилирования этих гетероциклов ангидридами и хлорангидридами а,/3-непредельных карбоновых кислот (Л/-алкилирования аллилгалогенидами) и возможности последующего one-pot [4+2]-циклоприсоединения алкенильного радикала при атоме азота к соседнему фурановому кольцу;
Установление пространственного строения образующихся при этом аддуктов Дильса-Альдера (регио- и стереонаправленность реакции).
Научная новизна работы. За исключением синтеза бензо[1,2]индолизино[8,7-Ь]изоиндолов вся научная информация, полученная в рамках этой работы о циклоприсоединении непредельных соединений к гетеропиклам, содержащим фурфуриламинный фрагмент, является оригинальной и не имеет аналогий в литературе. Были разработаны новые или улучшены ранее известные методы синтеза гидрированных азагетероциклов, содержащих фурановый фрагмент в ог-положении к атому азота, что позволило детально изучить их поведение в реакции последовательного ацилирования/циклоприсоединения. В ходе работы впервые была показана возможность однореакторного метода получения 8,10а-эпоксипиридо[2,1-а]изоиндолов на основе 2,6-дифурилпиперидинов и ангидридов ог^непредельных кислот. Показано, что в случае несимметрично замещённых по положениям 3 и 5 2,6-дифурилпиперидинов пиклоприсоединение протекает с высокой степенью регио- и стереоселективности, приводя к единственному диастереомеру. Методом РСА детально изучено строение образующихся полициклических аддуктов, несущих до девяти асимметрических атомов углерода. Разработан лабораторный метод синтеза 4-фурилимидазо[4,5-с]пиридинов (4-фурилспинацинов) и осуществлено пиклоприсоединение к ним малеинового ангидрида. Оптимизирован метод получения дифурилкетонов, показано что при их взаимодействии с этилен- и пропилендиаминами образуются 1-фурил-1,2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а]пиразины и 1-фурил-2,3,4,5-тетрагидропирроло[1,2-а][1,4]диазепины, соответственно. Наличие фурфуриламинного фрагмента в вышеупомянутых соединениях позволило
синтезировать неизвестные ранее системы пирроло[2',Г:3,4]пиразино[2,1-а]изоиндола и -[ 1,4]диазепино[2,1-а]изоиндола.
Практическая значимость настоящего исследования заключается в разработке новых методов синтеза 3,6а-эпоксиизоиндолов, конденсированных с пиперидиновым, спинацеаминовым, /?-карболиновым и пирроло[1,2-а]пиразиновым (-[1,4]диазепиновым) фрагментами.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на XVIII Российской молодёжной научной конференции по проблемам теоретической и экспериментальной химии (22-25 апреля 2008 года, Екатеринбург), XLV и XLVI Всероссийских конференциях по проблемам математики, информатики, физики и химии (20-24 апреля 2009 года, 19-23 апреля 2010 года, Москва), Международном молодёжном научном форуме «Ломоносов-2009» (14-17 апреля 2009 года, Москва), Международной конференции «Новые направления в химии гетероциклических соединений» (3-8 мая 2009 года, Кисловодск), XII Молодежной конференции по органической химии (7-11 декабря 2009 года, Суздаль), Всероссийской молодёжной школе-конференции «Идеи и наследие А. Е. Фаворского в органической и металлоорганической химии XXI века» (23-26 марта 2010 года, Санкт -Петербург), XIII Международной школе-конференции «Актуальные проблемы органической химии» (12-19 сентября 2010 года, Новосибирск), Всероссийской научной конференции (с международным участием) «Успехи синтеза и комплексообразования» (18-22 апреля 2011 года, Москва), Второй международной научной конференции «Новые направления химии гетероциклических соединений» (25-29 апреля 2011 года, Железноводск), Научной конференции «Современные проблемы органической химии» («Current Topics in Organic Chemistry») (6-10 июня, 2011 года, Новосибирск).
Объем и структура диссертации. Работа объемом страниц состоит из введения,
Похожие диссертации на Синтез 3,6а-эпоксиизоиндолов, конденсированных с пиперидиновым, спинацеаминовым,-карболиновым и пирроло[1,2-]пиразиновым фрагментами
![Синтез, строение и свойства 4-арил-3-арилгидроксиметил-Z-пиперидолов,[1,3,2]диокса(оксаза)борининопиперидинов и бис[бензо]азакраунофанов с Z-пиперидоновым фрагментом](/i/i/4453/300955.png "Синтез, строение и свойства 4-арил-3-арилгидроксиметил-Z-пиперидолов,[1,3,2]диокса(оксаза)борининопиперидинов и бис[бензо]азакраунофанов с Z-пиперидоновым фрагментом Ле Туан Ань")
![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")
![Синтез нитрокарбоновых кислот, содержащих 3-азабицикло[3.3.1]-нонановый фрагмент](/i/i/4390/49165.png "Синтез нитрокарбоновых кислот, содержащих 3-азабицикло[3.3.1]-нонановый фрагмент Мелёхина Екатерина Кузьминична")
