Введение к работе
Актуальность темы. Химия фторорганических соединений является одной из наиболее динамично развивающихся областей органической химии, так как многие фторсодержащие соединения обладают высокой биологической активностью. Особое внимание уделяется синтезу фторсодержащих гетероциклических соединений, многие из которых уже нашли применение в качестве лекарственных препаратов. Известные в настоящий момент методы прямого фторирования или трифторметилирования далеко не всегда позволяют ввести атом фтора или CF3-группу в нужное положение молекулы. Как следствие, синтонный подход, основанный на использовании простых и доступных фторорганических субстратов, выходит на первый план. Р-Фтор- и Р-трифторметилстиролы - удобные «строительные блоки» для получения разнообразных фторированных карбо- и гетероциклических соединений. Следовательно, разработка новых подходов к синтезу данных соединений и исследование их свойств является важной и актуальной задачей.
Цель работы. Целью данной работы являлись синтез и исследование синтетического потенциала функционально замещённых Р-фтор- и Р-трифторметилстиролов в синтезе фторированных карбо- и гетероциклических соединений. Научная новизна.
Осуществлено каталитическое олефинирование гидразонов алифатических карбонильных соединений бромтрихлорметаном, разработан удобный метод синтеза геж-дихлоралкенов. Впервые исследовано олефинирование альдегидов трибромфторметаном, позволяющее стереоселективно получать 1-бром-1-фторстиролы.
Исследовано влияние природы и количества катализатора на протекание реакции каталитического олефинирования. Показано, что различные переходные металлы могут катализировать эту реакцию, однако лучшими катализаторами являются соединения меди. Обнаружено, что для успешного протекания реакции каталитического олефинирования с активными полигалогеналканами достаточно использовать десятые доли мольных процентов CuCl.
Исследованы реакции нуклеофильного замещения брома в 1-бром-1-фторстиролах с цианидом меди (I) и 4-метилфенилсульфинатом натрия, приводящие к 2-фторакрилонитрилам и 1-фторвинилсульфонам соответственно. Обнаружена высокая регио- и стереоселективность данных реакций. Впервые исследованы
реакции циклоприсоединения этих алкенов с активными диенами. Обнаружено, что они являются активными диенофилами.
Изучены реакции нуклеофильного замещения галогена в Р-хлор- и Р-бром-Р-трифторметилстиролах с цианидом меди (I), тиолятами, алкоголятами, вторичными аминами. Найдено, что реакции протекают стереоселективно с высокими выходами, что открывает новые пути синтеза функционально замещенных трифторметилалкенов. Показано, что региоселективность реакций определяется электронными и стерическими свойствами заместителей в исходных стиролах.
Показано, что бромирование трифторметил(трет-бутоксистиролов), приводит к соответствующим а-бром-а-арилтрифторметилкетонам. Впервые исследованы реакции данных кетонов с различными бинуклеофилами, протекающие с образованием гетероциклических соединий ряда имидазо[1,2-а]пиридина, имидазо[1,2-а]пиримидина, имидазо[1,2-а]бензимидазола, имидазо[2,1-6]тиазола, тиазола, содержащих СР3-группу.
Исследовано взаимодействие арилгидразинов с 1-трифторметиленаминами, приводящее к а-СР3-гидразонам. Впервые осуществлена реакция Фишера a-CF3-гидразонов, приводящая к 2-СР3-3-арилиндолам с высокими выходами.
Изучена ранее неописанная реакция Пикте-Шпенглера 1-
трифторметиленаминов с 2-арил(гетарил)этиламинами. Найдено, что реакция
приводит к широкому кругу СТ3-содержащих производных 2,3,4,9-тетрагидро-Ш-Р-
карболина, 1,2,3,4-тетрагидроизохинолина, 1,2,3,4-тетрагидропирроло[ 1,2-а]пиразина,
4,5,6,7-тетрагидротиено[2,3-с]пиридина, 4,5,6,7-тетрагидро-ЗН-имидазо[4,5-
с]пиридина.
Практическая значимость. На основе реакции каталитического олефинирования разработаны новые эффективные методы синтеза геж-дихлоралкенов и 1-бром-1-фторстиролов.
С использованием нуклеофильного замещения брома в 1-бром-1-фторстиролах разработаны новые стереоселективные методы синтеза 2-фторакрилонитрилов и 1-фторвинилсульфонов, которые являются активными диенофилами в реакции Дильса-Альдера. Предложен новый подход к карбоциклическим соединениям, содержащим фтор и трифторметильную группу.
На основе нуклеофильного замещения галогена в Р-хлор- и Р-бром-Р-трифторметилстиролах разработаны новые стереоселективные методы синтеза 2-трифторметилакрилонитрилов, трифторметил(винилсульфидов), трифторметил-(алкоксистиролов), 1-трифторметиленаминов.
Разработан эффективный метод получения а-бром-а-
арилтрифторметилкетонов. На основе их реакций с бинуклеофилами, разработаны эффективные методы синтеза производных имидазо[1,2-а]пиридина, имидазо[1,2-а]пиримидина, имидазо[1,2-а]бензимидазола, имидазо[2,1-6]тиазола, тиазола с CF3-группой.
Разработан универсальный метод получения 2-трифторметил-З-арилиндолов с различными заместителями в ароматическом и индольном ядрах.
На основе реакции Пикте-Шпенглера 1-трифторметиленаминов с 2-арил(гетарил)этиламинами разработаны новые эффективные методы синтеза широкого круга СБз-содержащих производных 2,3,4,9-тетрагидро-Ш-Р-карболина, 1,2,3,4-тетрагидроизохинолина, 1,2,3,4-тетрагидропирроло[1,2-а]пиразина, 4,5,6,7-тетрагидротиено[2,3-с]пиридина, 4,5,6,7-тетрагидро-ЗН-имидазо[4,5-с]пиридина. Публикации и апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 5 статей. Основные результаты исследования были представлены на конференциях: Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2004» (Россия, Москва, 2004), 7 -ой Всероссийской конференции «Химия фтора» (Россия, Москва, 2006), 18-ом Международном симпозиуме по химии фтора (ISFC-18) (Германия, Бремен, 2006), IX-ой Научной школе-конференции по органической химии (Россия, Москва, 2006), Всероссийской научной конференции «Современные проблемы органической химии» (Россия, Новосибирск, 2007), 15-ом Европейском симпозиуме по химии фтора (ESFC-15) (Чехия, Прага, 2007), XVIII-om Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Россия, Москва, 2007). Объём и структура работы. Диссертационная работа изложена на 171 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов. Иллюстративный материал содержит 38 таблиц и 8 рисунков. Список цитируемой литературы состоит из 277 наименований.
