Синтез, строение и свойства новых тиопроизводных азотсодержащих гетероциклов на базе 3-пирролин-2-она

• Автор: Косолапова, Лилия Сергеевна
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 172 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
1,5-ДИГИДРО-2Я-ПИРРОЛ-2-ОНОВ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
1.1. Методы получения производных пирролинона
1.1.1. Реакции конденсации ацикпических соединений
1.1.2. Реакции окисления и восстановления пятичленных О- и И-ге тер о цикл ов.
1.1.3. Перестройка азотсодержащих гетероциклических соединений
1.1.4. Реакции производных 2(5Н)-фуранона с аммиаком и аминами
1.1.5. Реакции производных 2(5Н)-фуранона с азотсодержащими
бинуклеофипьными реагентами
1.2. Химические свойства производных З-пирролин-2-она
1.2.1. Реакции присоединения по С=С связи лактамного цикла
1.2.2. Реакции конденсации по метиленовому фрагменту З-пирролин-2-онов
1.2.3. Реакции замещения у атомов углерода лактамного цикла
1.3. Синтез серосодержащих производных З-пирролин-2-она
ГЛАВА 2. СИНТЕЗ, СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ТИОПРОИЗВОДНЫХ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ГЕТЕРОЦИКЛОВ НА БАЗЕ 3-ПИРРОЛИН-2-ОНА
(ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ)
2.1. Синтез 4-тиозамещенных производных 1,5-дигидро-2Я-пиррол-2-она
2.2. Реакции дитиопроизводных 5 -метокси-2 (5 Я)- фуранон а
с аммиаком и бензиламином
2.3. Реакции 5-метокси-2(5Я)-фуранонов с М,М-бинуклеофипьными реагентами
2.4. Реакции производных 2(5//)-фуранона с А, О-бинукяеофильными реагентами
и кислотно-катализируемые реакции З-пирролин-2-онов
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Физико-химические измерения
3.2. Методики синтеза исследуемых соединений
3.2.1. Синтез производных 2(5Н)-фуранонового ряда
3.2.2. Синтез 1,5-дигидро-2Н-пиррол-2-онов 5 и 6 и их
4-тиозамещенных производных (7-15)
3.2.3. Синтез тиоэфиров N-замещенных
5-гидрокси-1,5-дигидро-2Н-пиррол-2-онов 24-33 и
3.2.4. Синтез сульфонильных производных 1,5-дигидро-2Н-пиррол-2-она 39 и 40..
3.2.5. Синтез дитиопроизводных З-пирролин-2-она 43, 44, 46, 47,
3.2.6. Реакции фуранонов 18 и 48 с И^-бинуклеофильными реагентами

3.2.7. Реакции производных 5-метокси-2(5Н)-фуранона
с N,0-6uHywieo 3.2.8. Кислотно-катализируемые реакции производных
5-гидрокси-1,5-дигидро-2Н-пиррол-2-она
3.3. Квантово-химические расчеты
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА
ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное) «Спектральные данные (ИК, ЯМР 'Н, ЯМР 13С) новых синтезированных тиопроизводных азотсодержащих гетероциклов на базе З-пирролин-2-она

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Химия гетероциклических соединений - одна из интенсивно развивающихся областей органической химии. Азотсодержащие гетероциклы занимают в ней лидирующее место благодаря наличию среди них большого числа физиологически активных веществ и потенциальных лекарственных средств, а также эффективному использованию их в тонком органическом синтезе. Направленный поиск легкодоступных субстратов, на основе которых возможен синтез новых гетероциклических ансамблей, крайне важен для создания конструктивной базы современных исследований по обнаружению соединений с выраженной биологической активностью.
1,5-Дигидро-2/7-пиррол-2-оны, повышенный интерес к которым проявляется в последнее время, до сих пор остаются малоизученными соединениями, несмотря на то, что различные производные демонстрируют широкий спектр биологической активности. Методы синтеза пирролинонов основываются на взаимодействии различных карбонилсодержащих соединений с М- н у к л е о ф ил ами, окислении производных пиррола, восстановлении малеимидов, реакциях аминов с производными лактонов и др. Однако общие способы синтеза серосодержащих производных этих привлекательных гетероциклов отсутствуют. В связи с этим разработка методов синтеза, основанных на доступных реагентах, изучение строения и реакционной способности тиопроизводных З-пирролин-2-она является актуальной задачей.
Одним из перспективных направлений синтеза З-пирролин-2-онов является взаимодействие производных 2(5//)-фуранона с азотсодержащими реагентами. Сернистые производные пирролинона могут быть также получены при взаимодействии незамещенных пирролинонов с серосодержащими нуклеофилами. Литературные данные, касающиеся упомянутых реакций, чрезвычайно скудны, при этом отсутствует сравнение реакционной способности пирролинонов и их кислородных аналогов (фуранонов). Актуальность исследований в данном направлении обусловлена и тем, что сочетание в молекуле серосодержащих заместителей и фармакофорных лактамных фрагментов может привести к появлению новых практически значимых свойств, отсутствующих у изученных ранее производных З-пирролин-2-она.
Степень разработанности темы исследования. Несмотря на то, что 3,4-дигалоген-5-гидрокси-З-пирролин-2-оны впервые синтезированы более ста лет назад, в литературе практически отсутствуют данные о структуре этих соединений и реакционной способности, тогда как кислородные аналоги - 2(5/;/)-фураноны изучены широко и подробно. Не разработаны общие методы синтеза различным образом замещенных серосодержащих

перманганатом калия в дихлорметане в присутствии катализатора межфазового переноса приводит к соответствующему гем-диолу [181]:

КМпО,
СН2С12, 18-краун-

Изучены различные реации циклоприсоединения с участием ненасыщенных у-лактамов. 1,3-Диполярное циклоприсоединение нитронов (/'/-метил нитрона и диарилнитронов) и диазометана к З-пирролин-2-онам приводит к образованию бициклических продуктов [182-184], при этом молекула пирролинона выступает в качестве электронодефицитного диполярофила. Продукт реакции с диазометаном при кипячении в толуоле отщепляет молекулу азота и в качестве одного из продуктов образуется 4-метилпирролинон [184]:
© в H,C=N-~
N-Boc■

толуол, t°C
МеООС 0CH2Ph

N-Boc-
CH2N.

Me-N I N-Boc 0"'j Me |
MeOOC OCH2Ph

N-Boc -
толуол, t°C
N-Boc
N-Boc
Et20, t^oMH —/ - ^
Присоединение ароматических азидов к пирролинонам даёт смесь изомерных бициклов. При фотолизе последних отщепляется молекула азота с образованием исключительно бициклических продуктов, а термолиз приводит к смеси бициклов и региоизомерных пирролинонов [185]:

N, NH

R = Et, Bu-f X = H, Br, OMe, N02 Ar = C6H4X-p

Конденсированный бицикл, содержащий два лактамных фрагмента, получен при 1,3-диполярном присоединении имина к пирролинону в присутствии трифлата серебра [186]: