Реакции окисления и восстановления серосодержащих производных 2(5H)-фуранона

• Автор: Латыпова, Лилия Зиннуровна
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 215 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ
СУЛЬФИДОВ И ГАЛОГЕНИДОВ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
1.1. Методы окисления сульфидов до сульфоксидов
1.1.1. Пероксид водорода
1.1.2. Органические гидропероксиды
1.1.3. Органические пероксикислоты
1.1.4. Азотсодержащие окислители
1.1.5. Галогенсодержащие окислители
1.1.6. Кислород
1.1.7. Селенорганические соединения
1.1.8. Диоксираны
1.1.9. Неорганические кислоты, надкислоты и их соли
1.2. Асимметрическое окисление сульфидов до сульфоксидов
1.2.1. Микробиологическое и ферментативное окисление
1.2.2. Окисление сульфидов хиральными органическими реагентами
1.2.3. Комплексы металлов в реакциях энантиоселективного сулъфоксидирования
1.3. Методы окисления сульфидов до сульфонов
1.4. Методы синтеза сульфонов и сульфоксидов 2(57У)-фуранонового ряда
1.4.1. Реакции окисления серосодержащих производных 2(5Н)-фуранона
1.4.2. Другие методы синтеза сульфонов и сульфоксидов фуранонового ряда.
1.5. Реакции восстановления производных 2(5Я)-фуранона
1.6. Восстановление связи углерод-галоген органических соединений
1.6.1. Химическое восстановление
1.6.2. Электрохимическое восстановление
ГЛАВА 2. РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ МОНО- И ДИТИОПРОИЗВОДНЫХ
2(5Я)-ФУРАНОНА (ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ)
2.1. Синтез тио- и дитиопроизводных 2(5Я)-фуранона
2.2. Окисление тиоэфиров 2(5Я)-фуранона до сульфонов
2.3. Окисление тиоэфиров 2(5Я)-фуранона до сульфоксидов
2.4. Окисление дитиопроизводных 2(5Я)-фуранона
ГЛАВА 3. ПРОЦЕССЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ
АЛКОКСИ- И ТИОПРОИЗВОДНЫХ 2(5Я)-ФУРАЙОНА
(ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ)
3.1. Электрохимическое восстановление мукохлорной кислоты и ее 5-алкоксипроизводных
3.2. Электрохимическое восстановление серосодержащих производных 2(5Я)-фуранона
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
4.1. Квантово-химические расчеты
4.2.Физико-химические измерения
4.3. Методики синтеза исследуемых соединений
4.3.1. Синтез исходных эфиров и тиоэфиров 2(5Н)-фураноновогоряда
4.3.2. Общая методика окисления тиоэфиров 7-16, 19, 22 и 23 до сулъфонов 33%-ным раствором пероксида водорода
4.3.3. Реакции окисления тиоэфиров 6-10 до сульфоксидов
4.3.4. Реакции окисления дитиопроизводных 2(5Н)-фуранона
4.4. Электрохимические измерения
4.5. Препаративное электрохимическое восстановление
исследуемых соединений
4.5.1. Препаративное электрохимическое восстановление
5-алкоксипроизводных
4.5.2. Препаративное электрохимическое восстановление
тиопроизводных 6, 8, 17 и
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное) «Спектральные данные (ИК, ЯМР 'Н, ЯМР 13С)
и данные метода РСА новых серосодержащих производных 2(5Я)-фуранона»
ПРИЛОЖЕНИЕ Б (обязательное) «Электрохимические характеристики исследуемых
соединений»

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Химия гетероциклических соединений относится к бурно развивающейся области органической и элементорганической химии. Эти соединения служат благоприятным материалом для решения таких фундаментальных проблем как электронные взаимодействия с участием различных гетероатомов и функциональных групп, стереохимия, участие в реакциях различных активных центров, демонстрируя при этом огромные синтетические возможности. Многие продукты находят широкое практическое применение в медицине, в сельском хозяйстве, в различных областях промышленности и т.д.
Большой интерес к химии сернистых соединений, а также продуктам их окисления -сульфоксидам и сульфонам - обусловлен их практической значимостью и широкими синтетическими возможностями [1-3]. Сульфоксиды находят применение в качестве основных действующих веществ многочисленных лекарственных препаратов, экстрагентов солей благородных металлов, удобных интермедиатов в асимметрическом синтезе [4-8]. Некоторые ароматические сульфоны применяются в современной медицине в качестве основных противолепрозных средств, многие из них оказывают сильное фунгицидное и акарицидное действие [1-3, 9, 10]. Потенциальной биологической активностью обладают сульфоксиды и сульфоны гетероциклических соединений. Сочетание в молекуле гетероциклического фрагмента, сульфонильной или сульфинильной группы позволяет существенно расширить области применения подобных полифункциональных соединений и придать веществам новые виды биологической активности [10-12]. Например, одно из таких соединений, сочетающих в себе 2(5//)-фураноновый фрагмент и сульфонильную группу - препарат Уюхх, является эффективным противовоспалительным средством, действуя в качестве ингибитора циклооксигеназы-2 [13].
Выявленные фармакологические свойства целого ряда продуктов, полученных на базе фуранонов, обуславливают важность изучения этих соединений, их реакционной способности, влияния на организм, а также синтеза новых производных с потенциальной биологической активностью.
Электрохимический синтез органических соединений прочно занял свое место в ряду современных технологичных экологически безопасных методов органического синтеза. Роль органического электросинтеза, принимая во внимание его преимущества перед химическими синтезами с точки зрения экологии, в будущем должна возрасти в еще большей степени [14]. Электрохимическое восстановление алкокси- и сернистых производных 2(5//)-фуранона, а также продуктов их окисления - сульфоксидов и сульфонов - в литературе не изучено. В этом плане проведенные в данной работе исследования по электрохимическому восстановлению

МеСК Е(4МВР4| Н

МеСЫ, Е14ЫВР4 Н

МеОМ, Е14ЫВГ4 Н
На основе анализа данных ЦВА при различных концентрациях субстрата и вводимой воды, результатов препаративного макроэлектролиза и квантово-химических расчетов обсуждены вероятные механизмы электрохимического окисления различным образом замещенных тиоэфиров МХК, начальной общей стадией которых является обратимый перенос одного электрона с молекулы субстрата с образованием высокореакционноспособного катион-радикала [116, 117].
1.4.2. Другие методы синтеза сулъфонов и сульфоксидов фуранонового ряда В литературе описано несколько примеров соединений, содержащих ненасыщенный лактонный цикл и сульфинильную или сульфонильную группы, полученных не прямым окислением соответствующих тиоэфиров. Так, сульфоксид (56) получен в соответствии с приведенной ниже последовательностью превращений из оптически активного (Л)-метил-и-толилсульфоксида (53) [108]:
І 1)іРг2МЬі,ТГФ, -78°С

рТо1"^а"Ме 2) С1СН2СООСН3 рТо1"^8'--^ч-ч/( (53)

рТо1'1'^5/^Ц рТо!
(1Ви2А1Н)
ОН №ОН / /РЮН СІ

1) МеЬі, ТГФ

...Э-
р Тої «у
С02Ы ОЫ
НС1, Н
пТо1'"')

(56) 80%
Схема включает стадии депротонирования и последующего ацилирования, далее следует стереоселективное восстановление до гидроксисульфоксида (54), который при обработке смесью ИаОН - изопропанол был переведен в спирт (55). Литиирование и карбоксилирование с