Геращенко Олександр Васильович Синтез та властивості ряду етил(1,3-азоліл)оксоацетатів

Короткий опис

Геращенко Олександр Васильович, лаборант, хімічний факультет, Київський національний університет імені Тараса Шевченка. Назва дисертації: «Синтез та властивості ряду етил(1,3-азоліл)оксоацетатів». Шифр та назва спеціальності 02.00.03 органічна хімія. Спецрада Д 26.001.25 Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Міністерство освіти і науки України
Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Міністерство освіти і науки України
Кваліфікаційна наукова
праця на правах рукопису
ГЕРАЩЕНКО ОЛЕКСАНДР ВАСИЛЬОВИЧ
УДК 547.484.2:[547.77/.79]
ДИСЕРТАЦІЯ
СИНТЕЗ ТА ВЛАСТИВОСТІ РЯДУ
ЕТИЛ(1,3-АЗОЛІЛ)ОКСОАЦЕТАТІВ
02.00.03 – органічна хімія
Подається на здобуття наукового ступеня
кандидата хімічних наук
Дисертація містить результати власних досліджень. Використання ідей,
результатів і текстів інших авторів мають посилання на відповідне джерело
____________(О. В. Геращенко)
Науковий керівник
ТОЛМАЧОВ АНДРІЙ ОЛЕКСІЙОВИЧ
доктор хімічних наук, професор
КИЇВ – 2021

ЗМІСТ
АНОТАЦІЯ 2
СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ ЗДОБУВАЧА 9
ЗМІСТ 11
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ ТА ПОЗНАЧЕНЬ 13
ВСТУП 14
РОЗДІЛ 1. ГЕТЕРОЦИКЛІЧНІ ОКСОЕСТЕРИ: МЕТОДИ СИНТЕЗУ ТА ХІМІЧНІ
ВЛАСТИВОСТІ (ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД) 18
1.1. 1,2-Дикарбонільні сполуки та їх гетероциклічні похідні 18
1.2. Синтез пірол-, фуран-, тієнілгліоксилатів, та їх бензоаналогів 22
1.3. Синтетичні перетворення азолілгліоксилатів та їх бензоаналогів 45
1.4. Синтез та реакції 1,2-азолілгліоксилатів та їх бензоаналогів 56
1.5. Синтез та реакції 1,3-азолілгліоксилатів та їх бензоаналогів 62
1.6. Синтез триазолілгліоксилатів 68
1.7. Висновки з літературного огляду 69
РОЗДІЛ 2. СИНТЕЗ ЕТИЛ(1,3-АЗОЛ-2-ІЛ)ОКСОАЦЕТАТІВ 70
2.1. Літературна довідка 70
2.2. Синтез етил(1,3-азол-2-іл)оксоацетатів ....................................................... 70
2.3. Висновки щодо методу етил(1,3-азол-2-іл)оксоацетатів, його
селективності та обмежень.................................................................................... 74
РОЗДІЛ 3. СИНТЕЗ ТА РЕАКЦІЙНА ЗДАТНІСТЬ ІМІДАЗО[1,2]ГЕТАРИЛГЛІОКСИЛАТІВ 76
3.1. Літературна довідка 76
3.2. Синтез імідазо[1,2-a]піридинів та -піримідинів, імідазо[2,1-b]тіазолів, а
також бензо[d]імідазо[1,2-a]імідазолів 77
3.3. Взаємодія імідазо[1,2]гетероциклів із модельними нуклеофілами 79
3.4. Висновки щодо методів синтезу та реакційної здатності
імідазо[1,2]гетарилгліоксилатів ........................................................................... 80
12
РОЗДІЛ 4. СИНТЕЗ ТА ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ 3-АЗОЛІЛ ХІНОКСАЛІН-2-
ОНІВ 82
4.1. Літературна довідка 82
4.2. Синтез хіноксалін-2-онів із азол-2-іл-гліоксилатів 84
4.3. Синтез 3-азолілдигідрохіноксалін-2-онів 87
4.4. Реакції 3-азолілдигідрохіноксалін-2-онів: N/O-алкілування 90
4.5. Висновки щодо синтезу хіноксалін-2-онів .................................................. 91
РОЗДІЛ 5. СИНТЕЗ 4-АЗОЛІЛПІРИДАЗИН-3-ОНІВ 92
5.1. Літературна довідка 92
5.2. Синтез 4-азолілпіридазин-3-(2Н)-онів із гліоксилатів шляхом
альдольної конденсації із ацетоном та подальшою реакцією із гідразином 94
5.3. Висновки щодо синтезу 4-азолілпіридазин-3-(2Н)-онів 97
РОЗДІЛ 6. СИНТЕЗ ТА ХІМІЧНІ ПЕРЕТВОРЕННЯ ДІАЗОЛІЛ-α,α-ДИФЛУОРОАЦЕТАТІВ 98
6.1. Літературна довідка 98
6.2. Деоксофлуорування азолілгліоксилатів для синтезу α,αазолілдифлуороацетатів 100
6.3. Перетворення функціональних груп α,α-азолілдифлуороацетатів 102
6.4. Висновки щодо синтезу та реакцій α,α-азолілдифлуороацетатів 106
ВИСНОВКИ 108
РОЗДІЛ 7. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА 110
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 148

Список літератури

ВИСНОВКИ
В результаті виконання дисертаційного дослідження розроблено ефективні
синтетичні підходи до моноциклічних та конденсованих 1,3-азолілоксоацетатів,
вивчено їхню реакційну здатність та селективність у взаємодіях із (бі-
)нуклеофілами для дослідження реакцій конденсації (зокрема, гетероциклізації),
відновлення, амінування та деоксофлуорування.
1. Встановлено, що С(2)-ацилювання за Фріделем-Крафтсом С(2)-незаміщених
імідазолів етилоксалілхлоридом у присутності i-Pr2NEt є загальним методом
синтезу (імідазол-2-іл)оксоацетатів із високим виходами (83–96%). Даний
метод виявився універсальним для всіх імідазолів із N-алкільними,
алкенільними або арильними замісниками, а також С(5)-функціональними
групами (Cl, Br та CN), та завершився утворенням етил(1,3-азол-2-
іл)оксоацетатів). Показано, що ацилювання етилоксалілхлоридом 1H-1,2,4-
триазолів та (бензо)тіазолів є менш селективним внаслідок більшої
активності карбонільних груп утворених гліоксилатів, що приводить до
утворення 2-гідрокси-2,2-біс-азолілацетатів.
2. Розроблено оптимізовані методи ацилювання за Фріделем–Крафтсом
етилоксалілхлоридом конденсованих імідазолів для синтезу імідазо[1,2]-
гетарилгліоксилатів. Встановлено порядок реакційної здатності субстратів:
імідазо[2,1-b]тіазоли > імідазо[1,2-а]бензімідазоли > імідазо[1,2-а]піридини >
імідазо[1,2-а]піримідини. Досліджено хімічні властивості
гетарилгліоксилатів як електрофілів у реакціях відновлення дією NaBH4
(селективно до α-гідроксиестерів або 1,2-діолів), лужного гідролізу для
отримання гліоксалевих кислот, оксимування та амінування етилендіаміном
та o-фенілендіаміном (для синтезу 5,6-дигідропіразин-2-онів та хіноксалін-2-
онів).
3. Показано, що конденсація азолілгліоксилатів та 1,2-діамінобензенів є
ефективним методом синтезу 3-азоліл-1Н-хіноксалін-2-онів із високими
виходами 84–99%. Продемонстровано можливість синтетичних модифікацій
109
на прикладі отримання аналога лікарського засобу Кароверіну. Встановлено,
що реакція азолілоксоацетатів із 1,2-діаміноциклогексаном (1:1 суміш цис :
транс діастереомерів) приводить до селективного утворення трансгексагідрохіназолін-2-онів із виходами 40–85% внаслідок епімеризації на
проміжній стадії формування основ Шиффа.
4. Досліджено ефективність застосування азолілгліоксилатів для синтезу нових
4-азол-2-ілпіридазин-3(2H)-онів, що базуєтьсяна конденсації гліоксилатів із
ацетоном у присутності проліну та трифлуороцтової кислоти, із подальшою
гетероциклізацією альдолів у піридазин-3-они під дією гідразину (виходи 85–
98%).
5. Вперше запропоновано оптимізовані методи синтезу діазоліл-α,αдифлуорацетатів із виходами 73–96% та можливістю масштабування до 15 г
шляхом деоксофлуорування азолілгліоксилатів дією morph-DAST у CH2Cl2
або бензені. Досліджено модельні синтетичні перетворення функціональних
груп для отримання карбонових кислот (лужним гідролізом гліоксилатів),
спиртів (відновленням дією NaBH4), амідів (амінуванням метанольним NH3)
та нітрилів (взаємодією амідів із POCl3 у піридині).