3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Шестичленные гетероциклы, в частности пиридин и его гидрированные аналоги, занимают
десятую долю всего ассортимента лекарственных препаратов. Стоит также отметить, что производные
пиридина широко представлены среди веществ, имеющих важное биологическое значение – коферменты НАД+,
НАДФ+, витамин РР и витамины группы В6, некоторые алкалоиды и пестициды.
Направленный синтез производных пиридина зачастую связан с многостадийными трудоемкими операциями
и невысокими выходами, поэтому актуальна задача поиска новых реагентов для формирования пиридинового
кольца с заданным расположением и природой функциональных групп и углеводородных заместителей. Кроме
того, поиск новых путей синтеза и модификации шестичленных азотсодержащих гетероциклов является одной из
приоритетных задач, стоящих перед современной фармацевтикой
4-Оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилы содержат в своей структуре цепь С5N с электрофильным атомом углерода
(карбонильная группа), что обуславливает образование азотсодержащего цикла при действии нуклеофилов,
в то же время наличие еще нескольких реакционноспособных групп открывает возможности для дальнейших превращений.
Варьируя заместители в положениях 3 и 5 тетрацианоалканона, можно синтезировать гетероциклы с
алкильным, арильным и гетерильным функциональным обрамлением и, несомненно, природа и количество этих
заместителей будут влиять на ход взаимодействия.
Цель работы. Целью данной работы является выявление закономерностей взаимодействия 4-оксоалкан1,1,2,2-тетракарбонитрилов
с галогеноводородными кислотами и установление структурных факторов и условий,
влияющих на строение образующихся соединений.
Научная новизна. Проведено систематическое исследование реакционной способности тетрацианоэтилированных
кетонов по отношению к галогеноводородным кислотам и детально изучены такие факторы, влияющие на
структуру конечного соединения, как строение исходного 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрила, природа растворителя,
концентрация галогеноводорода и температура проведения синтеза.
Впервые подробно исследованы арилзамещенные и α-разветвленные тетрацианоалканоны и показаны различные
пути их взаимодействия, сопровождающиеся как гидролизом цианогрупп, так и циклизацией по ЦиглеруТорпу.
Найдено
новое направление взаимодействия тетрацианоэтилированных кетонов с галогеноводородными кислотами
при использовании в качестве растворителя метанола – образование 2-галоген-6-метокси-5,6-дигидропиридин-3,4,4(1H)-трикарбонитрилов
и метиловых эфиров 2-галоген-3-цианоизоникотиновых кислот.
Изучено 1,3-диаксиальное содействие цианогруппы нуклеофильному замещению гидроксильной группы в
синтезированных соединениях и показано, что реализация данного содействия протекает совместно с мягким гидролизом
одной из цианогрупп.
Практическая значимость. В процессе работы осуществлен синтез 81 нового соединения. Предлагаемые методы
просты по выполнению и могут быть использованы как препаративные в органической химии. Осуществлены
ранее неизвестные превращения 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов под действием галогеноводородных
кислот с образованием различных гетероциклических фрагментов. Разработан трехкомпонентный синтез 2галогенпиридин-3,4-дикарбонитрилов,
позволяющий в одну стадию получить пиридиновый фрагмент с множеством
реакционных центров.
Положения, выносимые на защиту.
- выявление закономерностей взаимодействия тетрацианоэтилированных кетонов с галогеноводородными кислотами;
-
осуществление возможности направленного синтеза различных полифункциональных гетероциклов изменением
условий проведения реакции;
- исследование 1,3-диаксиального содействия цианогруппы нуклеофильному замещению гидроксильной
группы на примере полученных соединений.
Личный вклад автора заключается в постановке проблемы и экспериментальном осуществлении ее решения,
анализе, интерпретации и обобщении полученных результатов.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 4 статьи и 9 тезисов докладов.
Апробация. Основные результаты диссертации доложены и обсуждены на международной конференции студентов
и аспирантов по фундаментальным наукам «ЛОМОНОСОВ» на химическом факультете МГУ (Москва,
2008, 2009), Российской молодежной научной конференции (Екатеринбург, 2008, 2009), XI школе-конференции по
органической химии (Екатеринбург, 2008), Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы
химической науки, практики и образования» (Курск, 2009), IV-ой школе-семинаре молодых ученых «Квантово-химические
расчеты: структура и реакционная способность органических и неорганических молекул» (Иваново,
2009), III Республиканской научно-практической конференции «Проблемы молодежи в контексте естественнонаучных
исследований» (Чебоксары, 2009).
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, посвященного
анализу реакций между тетрацианоэтиленом и карбонильными соединениями, а также свойствам 4оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов
и обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов, списка литературы
(145 ссылок на публикации отечественных и зарубежных авторов). Общий объем диссертации 167 страниц,
включая 41 таблицу и 13 рисунков.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект №08-03-97015 р-Поволжье-а).
Стр.3