SH-содержащие ацилгидразоны и их циклизация в производные 1,3,4-тиадиазина и 1,3,4-тиадиазепина тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.03, кандидат химических наук Черница, Борис Викторович

• Черница, Борис Викторович
• кандидат химических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат химических наук Черница, Борис Викторович

• V' " Стр. ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ДАННЫЕ О СТРОЕНИИ ПРОДУКТОВ КОНДЕНСАЦИИ

КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С ГИДРАЗИДАМИ (Литературный обзор)*.

1.1. Строение продуктов конденсации аци л гидразинов с монокарбонильными соединениями.

1.2. Тиоадилгидразоны, семикарбазоны , ' и тиосемикарбазоны-монокарбонильных соединений.

1.3 . Таутомерные превращен иявряду ацил(тиоацил)гидразонов.•.

1.4. Строение продуктов конденсации ацилгидразинов с моносахаридами. . 25 1".5. Строение продуктов конденсации ацилгидразинов с 1,3-дикарбонильными соединениями.

ГЛАВА 2. СТРОЕНИЕ ПРОДУКТОВ КОНДЕНСАЦИИ КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С ГИДРАЗИДАМИ ТИОГЛИКОЛЕВОЙ, 3-МЕР-КАПТОПРОПИОНОВОЙ И 2-МЕРКАПТОБЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТ (Обсуждение результатов).

2.1. Мёркаптоацетилгидразоны альдегидов и кетонов и их циклизация в производные 1,3,4-тиадиазина

2.2. Синтез и строение 3-меркаптопропионилгидразонов карбонильных соединений.

2.3. Кольчато-цепная таутомерия 2-меркаптобензоилгидразонов алифатических и ароматических альдегидов и кетонов

2.4. Таутомерные превращения меркаптоацетил- и 3-меркаптопропионилгидразонов альдоз

2.5. Синтез и строение 2-меркаптобензоилгидразонов альдоз.

2.6. Данные биологических испытаний

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

3.1. Условия спектральных измерений и анализов.

3.2. Очистка исходных соединений.

3.3. Синтез гидразидов тиогликолевой, 3-меркаптопропионовой и 2-меркаптобензойной кислот.

3.4. Синтез меркаптоацетил-, 3-меркаптопропионил- и 2-меркаптобензо-илгидразонов карбонильных соединений.

3.5. Синтез дитиоацетил- и дитиобензоилгидразонов ароматических альдегидов.

3.6. Синтез меркаптоацетил-, 3-меркаптопропионил-, 2-меркаптобензоил-гидразонов альдоз.

ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «SH-содержащие ацилгидразоны и их циклизация в производные 1,3,4-тиадиазина и 1,3,4-тиадиазепина»

Актуальность работы. Ацилгидразоны - продукты конденсации моно- и дикарбонильных соединений с гидразидами карбоновых кислот, а также родственные им тиоацилгидразоны и семи(тиосеми-)карбазоны привлекают все возрастающее внимание исследователей, что обусловлено перспективами их использования в качестве комплексонов катионов переходных металлов. Среди органических лигандов и полученных на их основе комплексов металлов известны препараты с выраженными противоопухолевыми, противотуберкулезными, кроветворными и фунгицидными свойствами. Медные и никелевые хелаты на основе тиобензоилгидразонов моно- и дикарбонильных соединений проявляют высокую противомикробную активность. Интерес к тонкому строению ацил(тиоацил)гидразонов обусловлен прежде всего тем, что они способны находиться в различных таутомерных формах, для них известны примеры линейных, кольчато-цепных, кольчато-кольчатых, кольчато-линейно-кольчатых таутомерных равновесий. В настоящее время удается направленно конструировать определенные равновесия, достаточно уверенно определять условия существования той или иной формы.

Безусловно, прикладные аспекты ацилгидразонов должны существенно возрастать, если в их составе имеются донорные функциональные группы, например, меркаптогруппа, способные к дополнительному связыванию катиона переходного металла. Изучение строения таких ацилгидразонов может являться важной задачей в области химии гетероциклических соединений, поскольку наличие в их составе функционального фрагмента предполагает внутримолекулярную циклизацию с образованием кольчатых изомеров или разнообразных, в том числе и необследованных ранее вариантов кольчато-цепных и кольчато-кольчатых таутомерных равновесий. Целесообразность данного исследования обусловлена также необходимостью поиска биологически активных соединений в ряду линейных и циклических производных продуктов конденсации карбонильных соединений с SH-содержащими гидразидами.

Цель работы состоит в изучении взаимодействия карбонильных соединений (альдегиды, кетоны и альдозы) с гидразидами тиогликолевой, 3-меркаптопро-пионовой и 2-меркаптобензойной кислот, приводящего к образованию меркап-тоацетил-, 3-меркаптопропионил- и 2-меркаптобензоилгидразонов, а также исследовании их внутримолекулярной циклизации как метода синтеза неизвестных ранее шести- и семичленных гетероциклов — производных 1,3,4-тиа-диазина, 1,3,4-тиадиазепинаи бензо-1,3,4-тиадиазепина.

Научная новизна. Впервые систематически рассмотрено взаимодействие альдегидов, кетонов и моносахаридов с гидразидами тиогликолевой, 3-меркапто-пропионовой и 2-меркаптобензойной кислот, приводящее к образованию» неизвестных ранее БН-содержащих ацилгидразонов. Впервые показана возможность внутримолекулярного нуклеофильного присоединения 8Н-группы вышеуказанных гидразонов по полярной связи С=1Ч, что служит методом синтеза неизвестных ранее шести- и семичленных гетероциклов. Рассмотрены вопросы кольчато-цепных таутомерных превращений 8Н-содержащих ацилгидразонов, в результате чего обнаружены новые разновидности таутомерных равновесий: меркаптоацетилгидразон - 1,3,4-тиазиазин, 3-меркаптопропионилгидразон -1,3,4-тиадиазепин и 2-меркаптобензоилгидразон - бензо-1,3,4-тиадиазепин. Впервые изучено строение неизвестных ранее меркаптоацетил-, 3-меркаптопропионил- и 2-меркаптобензоилгидразонов альдоз (Х-арабиноза, £)-рибоза, Ь-рамноза, £)-галактоза, £>-глюкоза, £)-манноза) и их склонность к кольчато-коль-чатым и кольчато-линейно-кольчатым таутомерным превращениям в растворах. Практическая значимость. Разработаны препаративные методы синтеза I малодоступных или неизвестных ранее 1,3,4-тиадиазинов, 1,3,4-тиадиазепинов и бензо-1,3,4-тиадиазепинов, которые перспективны как промежуточные соединения в органическом синтезе, в том числе при получении физиологически активных соединений и биомолекул. Отдельные представители меркаптоаце-тилгидразонов моносахаридов способны ослабить негативные последствия действия радиационного облучения и могут представлять интерес для дальнейшего углубленного изучения.

Личный вклад автора состоит в определении целей исследования, теоретическом обосновании и проведении экспериментов, синтезе исходных и целевых соединений, обсуждении и интерпретации полученных результатов. Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на Всероссийской конференции «Идеи и наследие А.Е. Фаворского в органической и металлоорганической химии XXI века» (Санкт-Петербург, 2010) и 6-ой Санкт-Петербургской конференции молодых ученых «Современные проблемы науки о полимерах» (Санкт-Петербург, 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ (из них 4 статьи и 3 тезиса конференций) [1—7].

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы по методам синтеза и строению продуктов конденсации карбонильных соединений с гидразидами карбоновых кислот, обсуждения результатов собственных исследований, экспериментальной части, выводов, списка цитируемой литературы (150 наименований) и приложения с актами биологических испытаний исследуемых соединений. Работа занимает объем 141 страницу машинописного текста, содержит 35 таблиц, 6 схем и 16 рисунков.

Заключение диссертации по теме «Органическая химия», Черница, Борис Викторович

ВЫВОДЫ

1. Взаимодействие алифатических и ароматических альдегидов и кетонов, а также альдоз с 8Н-содержащими гидразидами — тиогликолевой, 3-меркап-топропионовой и 2-меркаптобензойиой кислот — служит методом синтеза неизвестных ранее меркаптоацетил-, 3-меркаптопропионил- и 2-меркапто-бензоилгидразонов. Исследована склонность 8Н-группы полученных классов соединений к внутримолекулярному нуклеофильному присоединению по связи С=К гидразонного фрагмента, приводящему к образованию новых классов шести- и семичленных гетероциклических соединений — производных 1,3,4-тиадиазина и 1,3,4-тиадиазепина.

Т 1 ^

2. Методами спектроскопии ЯМР 'Н Иг С исследована способность к конфигурационной и конформационной видам изомерии, а также кольчато-цепной таутомерии меркаптоацетил-, 3-меркаптопропионил- и 2-меркап-тобензоилгидразонов альдегидов, кетонов альдоз в зависимости от структурных факторов и природы применяемого растворителя. Впервые обнаружены явления кольчато-цепной таутомерии типа: меркаптоацетил-гидразон - 1,3,4-тиадиазин и 3-меркаптопропионил(2-меркаптобензоил-)гид-разон - 1,3,4-тиадиазепин, а также примеры кольчато-кольчатых тауто-мерных равновесий типа: тетрагидропиран — 1,3,4-тиадиазин (или 1,3,4-тиадиазепин).

3. Определены пути практического использования меркаптоацетил- и 2-меркаптобензоилгидразонов альдоз, которые, благодаря комплексному действию' на организм животных, способны ослабить негативные последствия действия радиационного облучения и могут представлять интерес для дальнейшего углубленного изучения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Черница, Борис Викторович, 2011 год

1. Черница Б.В., Ершов А.Ю., Дорошенко В.А., Якимович С.И., Лагода И.В., Зерова И.В., Пакалънис В.В., Шаманин В.В. Кольчато-цепная таутомерия2.меркаптобензоилгидразонов ароматических альдегидов // Химия гетеро-циклич. соединений. 2010. № 8. С. 1404-1409. '

2. Катаев Ю.П., БузыкинБ.И. 1 идразоиьт / Москва: Из-во «Наука», ,1974. 415 с.

3. Троепольская Т.В., Мунин E.H. Гидразоны в координационной химии. Химия гидразонов. / Под ред. Ю.1Г. Китаева. Москва: «Наука», 1978. 104 с.

4. Парпиев-Н.А., Юсупов; ВТ., Якнмович С.И., Шарыпов X. Т. Ацилгидразоны и их комплексы с переходными металлами / Ташкент: Из-во «ФЭН». 1988. 163с.

5. Флегошпов С.А:, Титова З.С., Бузыкин Б.PL, Китаев ЮЛ. Пространственное строение бензоилгидразонов ароматических альдегидов // Изв. АН

6. СССР. Сер. хим. 1976. № 3. С. 559-565.

7. Мусаев З.М., Ходжаев ОФ., Ларин Г.М., Парпиев H.A. Координационные соединения оксованадия с ароилгидразонами ацетона // Коорд. химия. — 1982. Т. 8. №10. С. 1360-1363.

8. Зеленин К.Н., Алексеев В В. Кольчато-цепная изомерия (таутомерия) функционально замещенных гидразонов // Химия гетероциклич. соед. — 1988. № 1. С. 3-19: , •

9. Яндовский В.Н., Заморина И.А. Формилгидразоны алифатических кетонов в синтезе 4-ацетил-1,3,4-оксадиазолинов // Журн. орган, химии. 1976. Т. 12. Вып. 2. С. 457-461.

10. Яндовский В.Н. Общий метод синтеза 2-замещенных 4-ацил-1,3,4-оксадиазолинов на основе ацилгидразонов // Журн. орган, химии. 1976. Т. 12. Вып. 5. С. 1093-1096.

11. Rosenblum М, Noyak V., DasGupta S. К, Longrov A. Synthesis of dihydrooxa-diazinones and study of geometrical isomerism in a-ketol carbothioxyhydra-zones and semicarbazones // J. Amer. Chem. Soc. 1963. Vol. 85. No 23. P. 3874-3878.

12. Раевский О.А., Шагидуллин P.P., Китаев Ю.П. Азометины / Ростов-на-Дону: Из-во «Ростовский университет». 1967. 203 с.

13. Китаев Ю.П., Троеполъская Т.В., Ермолаева Л.В., МунинЕН. Особенности электрохимического восстановления арил- и ацилгидразонов ароматических альдегидов в диметилформамиде // Изв. АН СССР. Сер. хим. -1985. №8. С. 1736-1740.

14. Domiano P., Musalli A., Pelizzi G. Structural studies of acylhydrazones // Cryst. Struct. Comm. 1975. Vol. 11. No 3. P. 173-178.

15. Зеленин K.H., Олейник C.B., Алексеев B.B., Потехин А.А. Строение циано-ацетилгидразонов альдегидов и кетонов // Ж. общей химии. 2001. Т. 71. Вып. 7. С. 1182-1186.

16. Pyysalo Н. Identification of volatile compounds in seven edible fresh mushsrooms // Acta. chem. Scand. 1976. Vol. ЗОВ. No 3. P. 235-244.

17. House H.O., Blankley C.S. Preparation and decomposition of unsaturated esters of diazoacetic acid // J. Org. Chem. 1968. Vol. 33. No 1. P. 53-60.

18. Aisworth C, HacklerR.E. Alkyl-1,3,4-oxadiazoles // J. Org. Chem. 1966. Vol. 31. No 10. P. 3442-3444.

19. Hadzi D., Jan J. Stereochimie des hydrazones: la vibration de valence de groupementNH//Rev. Roumain. chim. 1965. Vol. 10. No 12. P. 1183-1187.i