Введение к работе
*
Актуальность темы. Практическое использование
фосфорорганических соединений(ФОС) обусловливает развитие химии этих соединений, имеющей теоретическое и практическое значение.
Сегодня органические соединения фосфора исследуют во всех основных научных центрах мира, что определяется их разнообразной реакционной способностью, важностью для жизнедеятельности живых организмов. Фосфорорганические соединения используются в технике, сельском хозяйстве, медицине, а также в научных исследованиях. Больших масштабов достигло производство фосфорорганических пестицидов (инсектицидов, фунгицидов, гербицидов, дефолиантов и др.). Однако, отличаясь высокой эффективностью, фосфорорганические пестициды токсичны для людей и животных, поэтому их применение требует мер предосторожности; вместе с тем они не накапливаются во внешней среде и тем выгодно отличаются от пестицидов многих других типов. В медицине фосфорорганические соединения используются главным образом в офтальмологии и онкологии; большое значение имеют биологически важные фосфаты, например аденозинтрифосфат, кокарбоксилаза. Как комплексообразователи фосфорорганические соединения применяют в экстракционном обогащении руд (в производстве урана и др. металлов). Многие фосфорорганические соединения применяют в качестве присадок к смазочным маслам, повышающих их эксплуатационные свойства, компонентов пластмасс и волокон, придающих негорючесть (т. н. антипиренов), растворителей, гидравлических жидкостей и др. Получила развитие также область фосфорорганических комплексонов, используемых для разделения металлов и для других целей.
На кафедре ТОНС ВолгГТУ ведутся систематические исследования в
области химии фосфорсодержащих производных имидовых кислот. В
специализированных организациях были проведены испытания некоторых
синтезированных на кафедре соединений на различные виды пестицидной и
медико-биологической активности. Среди обследованных
фосфорилированных производных имидовых кислот найден ряд веществ с фунгицидной, инсектицидной, акарицидной, гербицидной и бактерицидной активностями. Для ряда ФОС, содержащих амидиновую группу, обнаружены различные виды биологической активности: противовирусная, антибактериальная, противодиабетическая и другие. Учитывая изложенное, представляется актуальным целенаправленный синтез новых структур фосфорсодержащих амидинов для поиска биологически активных соединений.
Цель работы. Разработка методов получения и синтез
фосфорорганических соединений на основе реакций С-фосфорилированных
* В определении цели и задач, а также в обсуждении результатов исследования принимал активное участие к.х.н., доцент Медников Е. В.
ацетамидинов, содержащих активированную метиленовую группу, с ди-алкилхлорфосфатами, триметилхлорсиланом, бензолсульфохлоридом. Для достижения цели работы предстояло решить следующие задачи:
- синтезировать СН-кислотные С-фосфорилированные ацетамидины, структуры которых имеют следующие различия : в фосфонатной группе имеются эфирные изопропильные и бутильные группы; в иминогруппе имеются электроноакцепторные N-заместители: ацетильная, бензоильная, диалкоксифосфорильная, бензолсульфо-нильная группы; вторичными аминогруппами являются: диэтил-, дипропил-, дибутил-, диизобутил-, дибензил-, морфолино- группы;
с использованием квантово-химических расчетов количественно оценить С-Н кислотность синтезированных С-фосфорилированных ацетамидинов, содержащих активированную метиленовую группу;
выполнить прогноз биологической активности синтезированных структур фосфорорганических амидинов, а также произвести оценку острой токсичности синтезированных фосфорорганических соединений.
на основании результатов прогноза биологической активности, с использованием натриевых производных С-фосфорилированных ацетамидинов разработать методы синтеза и осуществить синтез С-фо сформированных ацетамидинов, содержащих диалкоксифос-форильную, триметилсилильную, бензолсульфонильную группы -целевые фосфорорганические соединения, с высокой вероятностью обладающие полезной биологической активностью;
Научная новизна. В результате выполненных исследований получены следующие научные результаты:
Установлено, что синтезированные С-фосфорилированные ацетамидины,
содержащие метиленовую группу, непосредственно связанную с
электроноакцепторными фосфонатной и амидиновой группами, проявляют СН-кислотные свойства.
Впервые изучены реакции фосфорилирования, силилирования, бензолсульфонилирования С-фосфорилированных ацетамидинов, основанные на их СН-кислотных свойствах, в результате которых синтезированы новые структуры фосфорорганических соединений, обладающих полезной биологической активностью.
Практическая ценность. Разработаны доступные методы синтеза фосфорорганических соединений нового структурного типа с использованием СН-кислотных свойств С-фосфорилированных ацетамидинов, которые являются потенциальными биологически активными веществами для медицины и сельского хозяйства.
Апробация работы. Основные разделы работы обсуждались на 46(2009 г.), 47(2010 г.), 49(2012 г.) межвузовских научно-практических конференциях ВолгГТУ, на XIV и XV Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (2009, 2010 г.), на Всероссийской
конференции по органической химии (2009 г.), на XIX Менделеевском съезде по общей и прикладной химии(2011 г.).
Публикация результатов. По материалам диссертации опубликовано 16 работ, из них 7 статей в журналах, рекомендованных ВАК, тезисы 6 докладов на научных конференциях, получены 3 патента РФ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 124 страницах, содержит 19 таблиц, состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы, включающего 129 наименований.
В первой главе приведён анализ литературы по использованию СН-кислотности в органическом синтезе и по методам синтеза амидинов, в том числе фосфорилированных, а также прогноз биологической активности структур фосфорорганических амидинов. Во второй главе проведена оценка показателя кислотности С-фосфорилированных ацетамидинов квантово-химическим методом и на основании этого обсуждаются методы синтеза С-фосфорилированных ацетамидинов, содержащих активированную метиленовую группу и методы синтеза производных С-фосфорилированных ацетамидинов, основанные на СН-кислотных свойствах метиленовой группы. В третьей главе приводится прогноз биологической активности синтезированных соединений и оценка острой токсичности синтезированных фосфорорганических соединений. Четвёртая глава - экспериментальная часть.
