Хиноксалиноновые макроциклы с пиррольными и имидазольными фрагментами

• Автор: Калинин, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 322 с. : 45 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Оглавление
Введение
ГЛАВА 1. Хиноксалиновые макроциклы (обзор)
1.1 Введение хиноксалиновой системы в состав макроцикла
1.1.1 А,А'-Полиметилен-1,2-диаминобензолы
1.1.2 Краун-эфиры
1.1.3 Макроциклических дикетоны
1.1.4 Порфирины
1.1.5 Каликсрезорцинареновые кавитанды
1.2 Построение на основе и макроциклов и хиноксалинов
1.3 Производные хиноксалинов в синтезе макроциклов
1.3.1 2,3-Диоксо(дитио)-1,2,3,4-тетрагидрохиноксалины и 2,3-дихлорхиноксалины
1.3.2 2,3-Дибромметилхиноксалин
1.3.3 2,3-Дигидрокси-и димеркаптофенилхиноксалины
1.3.4 2,3-Дипирролилхиноксалины
1.3.5 2,3-и 6,7-Дицианохиноксалины
1.3.6 Пиранодиазафенантрены и хиноксалин-2,3-дикарбоксиимид (прочие методы)
1.3.7 Многостадийные методы синтеза «pro-drugs»
1.4 Заключение
ГЛАВА 2. Синтез, гетарил- и азоло[а]аннелирование 3-галогеналкил-
и 3 -ацил-2-оксо-1,2-дигидрохиноксалинов
2.1 3-Алкил-, 3-галогеналкил- и 3-ацил-2-оксо-1,2-дигидрохиноксалины
2.1.1. Методы получения (литературная справка)
2.1.2 Новые методы синтеза
2.2 З-Тиазолил- и 3-индолизинил-2-оксо-1,2-дигидрохиноксалины
2.2.1 3-Тиазолил-2-оксо-1,2-дигидрохиноксалины
2.2.2 3-(Индолизин-2-ил)-2-оксо-1,2-дигидрохиноксалины
2.3 1-Имино-, 1-оксо-и 1-тио-4-оксо-4,5-дигидротиазоло[3,4-а]хиноксалины
2.3.1 Методы синтеза тиазоло[3,4-а]хиноксалинов на основе хиноксалинов (литературная справка)
2.3.2 Новые методы синтеза
2.4 4-Оксо-4,5-дигидроимидазо[1,5-а]хиноксалины
2.4.1 Методы синтеза имидазо[1,5-я]хиноксалинов на основе хиноксалинов (литературная справка)
2.4.2 Новые методы синтеза
2.5 3 -(а-Хлорбензил)-2-оксо-1,2-дигидрохиноксалины
в синтеза пирроло[1,2-я]хиноксалинов
Г ЛАВА 3. Макроциклы с хиноксалиноновыми и пиррольным фрагментами
3.1 Макроцикпы на основе дипирролилхиноксалинов
3.2 Трансформация 3-алканоилхиноксалинов в 2,5-дихиноксалинилпирролы
3.3 Синтез подандов с 3-ацетил-2-оксо-1,2-дигидрохиноксалиновыми фрагментами
3.4 Замыкание ацетилхиноксалиноноподандов в макроциклы
ГЛАВА 4. Имидазохиноксалиноновые макроциклы
4.1. Бисбромэтилдигидрохиноксалины в синтезе макроциклов с тиазоло[3,4-я]-
и имидазо[1,5-а]хиноксалиновыми фрагментами
4.2 Реакция окислительного имидазоаннелирования 3-бензоил-2-оксо-1,2-дигидро-хиноксалинов аминами в синтезе бисимидазохиноксалинов и макроцикпов
4.2.1 1,3-Бисимидазохиноксалинилбензолы
4.2.2 Поданды с 3-бензоил-2-оксо-1,2-дигидрохиноксалиновыми фрагментами
4.2.3 Поданды с 4-оксо-4,5-дигидроимидазо[1,5-о]хиноксалиновыми фрагментами
4.2.4 Замыкание бензоилхиноксалиноподандов в макроцикпы
4.3 1,3-Бис-(4-оксо-3-фенил-4,5-дигидроимидазохиноксалин-1-ил)бензол в синтезе имидазохиноксалиноновых макроциклов с дисульфидным фрагментом

4.3.1 Введение галогеналкильного спейсера в состав модельного соединения
- 4-оксо-1,3-дифенил-4,5-дигидроимидазо[1,5-а]хиноксалина
4.3.2 Введение галогеналкильного спейсера в состав 1,3-бис(4-оксо-3-фенил-4,5-дигидроимидазо[1,5-а]хиноксалин-1-ил)бензола
4.3.3 Получение бис(7У,Л''-меркаптоалкилимидазо[1,5-а]хиноксалинил)бензолов
4.3.4 Замыкание бис(Л(А'-меркаптоалкилимидазо[1,5-я]хиноксалинил)-
бензолов в макроциклы
4.4 Клешневидные соединения и макроцикл на основе 4-оксо-1-пиридинил-4,5-дигидроимидазо[1,5-а]хиноксалинов
4.5 Антимикробная активность имидазо[1,5-а]хииоксалинсодержащих пиридиниевых солей
Г ЛАВА 5. Макроциклы с хиноксалиноновыми и бииндолизиновым
фрагментами
5.1 Синтез подандов с индолизинилхиноксалиноновыми фрагментами
5.2 Окислительная димеризация индолизинов в бииндолизины
(литературная справка)
5.3 Инициируемая йодом окислительная димеризация производных индолизинов
5.4 Замыкание индолизинилхиноксалиноподандов в макроциклы
5.5 Спектральные особенности, электрохимические свойства
и пространственное строение макроциклов с хиноксалиноновыми и редокс-активным бииндолизиновым фрагментами
5.5.1 ИК спектры и УФ спектры
5.5.2. Электрохимические свойства
5.5.3 ЯМР спектры
5.5.4 Рентгеноструктурный анализ
5.6 Хиноксалиноновые макроциклы с несколькими редокс-системами
5.7 Связывание макроциклами ионов металлов
5.8 Полииндолизиновые поверхностные плёнки
Основные результаты и выводы
Г ЛАВА 6. Экспериментальная часть
6.1 Синтез 3-замещенных 2-оксо-1,2-дигидрохиноксалинов
и 1,п-бис(3-замещенных 2-оксо-1,2-дигидрохиноксалин-1-ил)апканов
6.1.1 Соединения с 3-алкил-2-оксо-1,2-дигидрохиноксалиновым фрагментом
6.1.2 Соединения с 3-бромалкил-2-оксо-1,2-дигидрохиноксалиновым фрагментом
6.1.3 Соединения с замещенным 3-бензил(этил)-1,2-дигидро-2-оксохинокса-линовым фрагментом
6.1.4 Соединения с З-алканоил-2-оксо-1,2-дигидрохиноксалиновым фрагментом
6.1.5 Соединения с 3-бензоил-2-оксо-1,2-дигидрохиноксалиновым фрагментом
6.2 Синтез соединений со спиро[тиазол-4,2'-хиноксалин]овым фрагментом
6.3 Синтез соединений с конденсированными хиноксалиновыми фрагментами
6.3.1 Соединения с 4-оксо-4,5-дигидротиазоло[3,4-а]хиноксалиновым фрагментом
6.3.2 Соединения с 4-оксо-4,5-дигидроимидазо[1,5-й]хиноксалиновым фрагментом221
6.3.3 4-Оксо-4,5-дигидропирроло[1,2-а]хиноксалины
6.4 Синтез 3-гстарил-2-оксо-1,2-дигидрохиноксапинов и подандов на их основе
6.4.1 Соединения с 3-тиазолил-2-оксо-1,2-дигидрохиноксалиновым фрагментом
6.4.2 Соединения с 3-пирролил-2-оксо-1,2-дигидрохиноксалиновым фрагментом
6.4.3 Соединения с 3-индолизинил-2-оксо-1,2-дигидрохиноксапиновым фрагментом
6.5 Окисление 2-фенил-, 2-этоксикарбонил- и 1-фенил-2-этоксикарбонил индолизинов
6.6 Синтез дибромоксаалканов
Список сокращений и условных обозначений
Список литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Макроциклические соединения, содержащие азотные гетероциклические фрагменты, широко распространены в природе. Это порфирины (хлорофилл, гем в составе гемоглобина, витамин В12), циклические пептиды (антибиотик грамицидин С, токсины бледной поганки и некоторых мухоморов), макроциклические алкалоиды (в т. ч. тубокурарин - основной компонент индейского яда кураре) и т.д. Они играют определяющую роль в химических процессах, происходящих в окружающей нас природе, в жизнедеятельности живых систем. В своей повседневной практике люди всегда стремились копировать и использовать процессы, происходящие в природе, и в настоящее время синтезирован широкий круг макроциклических соединений, нашедших применение в различных областях науки и техники. Особый интерес представляют макроциклы, содержащие несколько различных гетероциклических систем в составе одной молекулы. Взаимное влияние близкорасположенных гетероциклических фрагментов придает способность макроциклам обратимо реагировать на внешние воздействия (термические, фотохимические, электрохимические, рН-среды и т.д.) изменением основных свойств (размера полости, формы поверхности, электронной структуры, комплексообразующей способности и т. д.), что позволяет применять их для решения актуальных проблем органической химии - создания сенсорных и переключающихся молекулярных устройств, оптических устройств и новых лекарственных средств.
В этой связи в первой декаде XXI века значительно возрос интерес к включению хиноксалинового фрагмента в состав макроциклического остова, что делает разработку методов синтеза и изучение свойств макроциклических структур с хиноксалиновыми фрагментами одним из важных направлений развития супрамолекулярной химии и фармакологии. Хиноксалиновые макроциклы, содержащие пиррольные, бензопиразольные, имидазольные фрагменты являются сенсорами на анионы и на катионы некоторых тяжелых металлов, проявляют антигепатитные и противоопухолевые свойства. Однако большинство исследований в этой области связано с макроциклами, в которых хиноксалиновый фрагмент в формирование макроциклического остова поставляет 2-ой и 3-ий атомы своей системы. Кроме того, практически не исследованы хиноксалиновые

Схема

п = 2, Я = Н (а); п = 3 (Ь-сЦ а = р-МеОСвН4 (Ь), РИ (с), РЬСН2 (с1); п = 4 (еД В = РИ (е), р-МеОС6Н4 (О
Кислый катализ благоприятствует циклизации в результате протонирования атома N2 в основании Шиффа 115, образующемся на первоначальной стадии процесса. Реакция также может протекать по типу внутримолекулярной еновой циклизации с участием азаметинового и енаминного фрагмента в предполагаемом интермедиате А.
1.3.3 2,3-Дигидрокси- и димеркаптофенилхиноксалины
2,3-Дигидрокси- и димеркаптофенилхиноксалины 64а,Ь, получаемые конденсацией 4,4'-дигидрокси- и димеркаптобензилов с 1,2-диаминобензолами, реагируют при нагревании с дитозилатами диэтилен- и триэтиленгликолей в присутствие карбоната калия, приводя к макроциклам 117 с хорошими выходами [68, 69] (схема 32).
Схема

64 В = Н, X = О (а); В = Н, X = Б (Ь); В = Ме, X = О (с); В = Ме, X = Э (с)); п/а-п
117 В = Н, X = О. п = 1 (а); В = Н, Х = 0, п = 2 (Ь); Я = Ме. X = О, п = 1 (с); В = Ме, X = О, п = 2 ((Л В = Н, X = в, п = 1 (в); В = Н. Х = Б, п = 2(В; В = Ме. X = О, п =1 (д); В » Ме. X = О, п =2 (Н)