Полифторсодержащие 4-гидроксикумарины : синтез, строение и химические превращения

• Автор: Щербаков, Константин Вадимович
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 186 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Синтез строение и свойства 4-гидроксикумаринов
(литературный обзор)
1.1 Синтез 4-гидроксикумаринов
1.2 Синтез фторсодержащих 4-гидроксикумаринов
1.3 Строение и таутомерия 4-гидроксикумаринов
1.4 Химические свойства 4-гидроксикумаринов
1.4.1 Реакции электрофильного замещения кумаринов
1.4.2 Реакции алкилирования
1.4.3 Реакции с карбонильными соединениями и их производными
1.4.4 Реакции 4-гидроксикумарина с ацетиленами
1.4.5 Взаимодействие 4-гидроксикумаринов с У-нуклеофилами
1.4.6 Реакции с серосодержащими соединениями
1.5 Химические свойства 4-гидрокси-5,6,7,8-тетрафторкумаринов
1.6 Практическая значимость кумаринов
ГЛАВА 2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1 Синтез полифторированных 4-гидроксикумаринов
2.1.1 Хромон-кумариновая перегруппировка в синтезе полифторированных 4-гидроксикумаринов
2.1.2 Термическая циклизация в синтезе полифторированных
4-гидроксикумаринов
2.1.3 Кислотный гидролиз в синтезе полифторированных 4-гидроксикумаринов
2.2 Строение полифторированных 4-гидроксикумаринов
2.3 Химические превращения полифторированных 4-гидроксикумаринов
2.3.1 Реакции полифторированных 4-гидроксикумаринов с моноаминами
2.3.2 Реакции 4-гидроксиполифторкумаринов с гидразинами
2.3.3 Реакции 4-гидроксиполифторкумаринов с 1,2-фенилендиамином
2.4 Практическая значимость полученных соединений
2.4.1 Комплексообразующая способность производных 4-гидроксикумарина
2.4.2 Люминесцентные свойства
2.4.3 Биологическая активность
2.4.4 Антикоррозионная активность солей 4-гидроксиполифторкумаринов
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Кислородсодержащие гетероциклические соединения, представляющие собой конденсированную систему бензольного кольца с пироновым циклом, представителями которых являются кумарины (2Я-хромен-2-оны), составляют большую группу веществ, широко распространённых в растительном мире. Среди производных кумаринов как природного, так и синтетического происхождения, известны многочисленные примеры биологически активных соединений, в том числе применяемых в качестве современных лекарственных средств, а также веществ, используемых как люминесцентные маркеры, красители, зооциды. Эти соединения имеют значительный исследовательский интерес в вопросах изучения особенностей их таутомерного строения, а также реакционной способности. Кумарины являются полифункциональными блок-синтонами в синтезе соединений других классов.
Особого внимания заслуживает семейство 4-гидроксикумаринов. Родоначальник этого семейства, 4-гидроксикумарин, получают из некоторых растений или производят синтетически. Производные 4-гидроксикумарина нашли применение в терапевтической практике при лечении и профилактике заболеваний, связанных с нарушением системы свертываемости крови, а также для дезинфекции в качестве родентицидных средств.
Присутствие атомов фтора в молекуле органических соединений существенно меняет их химические и физиологические свойства. Фторсодержащие представители 4-гидроксикумарина к настоящему времени оставались малоизученными. Известно только о синтезе четырех 4-гидрокси-5,6,7,8-тетрафторкумаринов из этил-2-метил-4-оксо-5,6,7,8-тетрафтор-4Я-хрсмен-3-карбоксилата и показана способность таких кумаринов вступать в реакции нуклеофильного ароматического замещения атомов фтора.
Целью работы являлась разработка методов синтеза и модификации полифторсодержащих 4-гидроксикумаринов как основы для биологически активных соединений и новых материалов.
Научная новизна. Определены границы применимости хромон-кумариновой перегруппировки для синтеза 3-[1-(алкиламино)метилиден]-4-гидроксиполифторкумаринов. Найдено, что перегруппировка 3-этоксикарбонилполифторхромонов осуществима под действием первичных алифатических аминов в полярных растворителях. Предложен новый метод синтеза 4-гидрокси-З-этоксикарбонилполифторкумаринов, заключающийся в термической циклизации 2-(полифторбензоил)малонатов.
Впервые изучено строение 4-гидроксиполифторкумаринов и их 3-замещённых производных с помощью методов РСА, ИК, ЯМР 'Н, 19Р и 13С спектроскопии. Найдено, что строение кумаринов зависит от типа функциональной группы в положении С(3).

Схема 1.
При взаимодействии с 2-(1-метилэтилиден)малононитрилом [113] и этилен-1,1,2,2-тетракарбонитрилом [114] 4-гидроксикумарин циклизуется в 2-амино-4,4-диметил-5-оксо-4#,5#-пирано[3,2-с]хромен-3-карбонитрилы (схема 1.71).
Схема 1.
и: СН2С12, с-НехЫС, К = СИ [114]
Аналогичным образом 4-гидроксикумарин реагирует с З-арил-2-цианоакрилатами и 2-арилиденмалононитрилами в присутствии органических оснований с образованием 4-арил-2-амино-4//,5//-пирано[3,2-с]хромен-5-онов (схема 1.72) [115-120].
Схема 1.
і: ЕЮН, Е^ЕІ, (морфолин),
Аг = 2-МеОС6Н„, 3-МеОС6Н4, 4-МеОС6Н4, 4-НОС6Н4, 3-МеО-4-НОС6Н3, 1 -нафтил, X = СИ [115,118,119], іі: РйМе, №Н, Ткип, Аг = Рй, X = СИ, С02Е1: [117],
ш: Н20, БТЭАХ, 90 °С, Аг = Рй, 4-МеС6Н4, 4-ЕС6Н4, 2-С1С6Н4, 4-С1С6Н4, 2,4-С12С6Н3, 4-МеОС6Н4, 3,4-(МеО)2С6Н3, 3-02ЫС6Н4, 2-021ЧС6Н3, X = СИ, С02Ей С02Мє [116],
IV. ЕЮН, пиперидин, Ткип, Аг = 4-ВгС6Н4, X = СИ, С02Е1 [120]