Халкони, 2-піразоліни та 2,3-дигідро-1Н-1,5-бензодіазепіни, що містять 8-гідроксихіноліновий фрагмент

Дослідження синтезу та вивчення будови, фізико-хімічних, спектральних та хелатуючих властивостей б,в-ненасичених кетонів, що містять 5 (8 гідроксихіноліновий) замісник, та отриманих на їхній основі 2-піразолінів і 2,3 дигідро-1Н-1,5-бензодіазепінів.

Рубрика Химия
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 29.08.2015
Размер файла 129,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.


Подобные документы

  • Методи синтезу поліаніліну, характеристика його фізико-хімічних та адсорбційних властивостей, способи використання в якості адсорбенту. Електрохімічне окислення аніліну. Ферментативний синтез з використанням полісульфокислот в присутності лаккази.

    курсовая работа [810,7 K], добавлен 06.11.2014

  • Властивості і застосування епоксидних і епоксиефірних лакофарбових матеріалів. Дослідження водопоглинання епоксидного покриття Jotamastic 87 GF. Рідкі епоксидні лакофарбові матеріали, що не містять летких розчинників. Пневматичний пістолет-розпилювач.

    дипломная работа [2,1 M], добавлен 20.12.2014

  • Принципи та методи вивчення будови речовини, інструменти та значення даного процесу. Сутність теорій для пояснення будови хімічних часток: класичної та квантово-механічної. Відмінності даних теорій та особливості їх використання на сучасному етапі.

    контрольная работа [1,1 M], добавлен 19.12.2010

  • Синтез S-заміщеного похідного 2-метил-4-меркапто-8-метоксихіноліна та вивчення їх фізико-хімічних властивостей. Прогноз можливих видів їх біологічної дії за допомогою комп’ютерної програми PASS. Залежність дії синтезованих сполук від хімічної структури.

    автореферат [38,4 K], добавлен 20.02.2009

  • Дослідження умов сонохімічного синтезу наночастинок цинк оксиду з розчинів органічних речовин. Вивчення властивостей цинк оксиду і особливостей його застосування. Встановлення залежності морфології та розмірів одержаних наночастинок від умов синтезу.

    дипломная работа [985,8 K], добавлен 20.10.2013

  • Дослідження параметрів, що характеризують стан термодинамічної системи. Вивчення закону фотохімічної еквівалентності, методу прискорення хімічних реакцій за допомогою каталізатора. Характеристика впливу величини енергії активації на швидкість реакції.

    курс лекций [443,7 K], добавлен 12.12.2011

  • Методика синтезу полікристалічних високотемпературних надпровідників. Основні відомості з фізики рентгенівських променів та способи їх реєстрації. Синтез твердих розчинів LnBa2Cu3O7, їх структурно-графічні властивості і вміст рідкісноземельних елементів.

    дипломная работа [654,6 K], добавлен 27.02.2010

  • Вивчення стародавніх уявлень про хімічні процеси. Натурфілософія та розвиток алхімії. Поява нових аналітичних методів дослідження хімічних реакцій: рентгеноструктурного аналізу, електронної та коливальної спектроскопії, магнетохімії і спектроскопії.

    презентация [926,6 K], добавлен 04.06.2011

  • Основні положення атомно-молекулярного вчення. Періодичний закон і система хімічних елементів Менделєєва. Електронна теорія будови атомів. Характеристика ковалентного, водневого і металічного зв'язку. Класифікація хімічних реакцій і поняття електролізу.

    курс лекций [65,9 K], добавлен 21.12.2011

  • Основи теорії атмосферної корозії. Гальванічний спосіб нанесення цинкового покриття. Лакофарбові покриття. Методи фосфатування поверхні перед фарбуванням. Методика визначення питомої маси, товщини, адгезійної міцності та пористості. Розрахунок витрат.

    дипломная работа [3,4 M], добавлен 24.03.2013

Размещено на http://www.allbest.ru/

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені В.Н. КАРАЗІНА

ХАЛКОНИ, 2-ПІРАЗОЛІНИ ТА 2,3-ДИГІДРО-1Н-1,5-БЕНЗОДІАЗЕПІНИ, ЩО МІСТЯТЬ 8-ГІДРОКСИХІНОЛІНОВИЙ ФРАГМЕНТ

02.00.03 - органічна хімія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук

МАРРУГО ГОНСАЛЕС АЛОНСО ХОСЕ

Харків - 2008

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Харківському національному університеті імені В.Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор хімічних наук, професор ОРЛОВ ВАЛЕРІЙ ДМИТРОВИЧ, Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, завідувач кафедри органічної хімії.

Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор КУТУЛЯ ЛІДІЯ АНТОНІВНА, ДНУ НТК «Інститут монокристалів» НАН України, завідувач відділу оптично активних органічних сполук;

кандидат хімічних наук, старший науковий співробітник ЯРЕМЕНКО ФЕДІР ГЕОРГІЙОВИЧ, Інститут проблем ендокринної патології імені В.Я. Данилевського АМН України, завідувач лабораторії синтезу гормоноподібних сполук.

Захист відбудеться 16.01.2009 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.051.14 Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна (Україна, 61077, м. Харків, пл. Свободи, 4, ауд. 7-80).

З дисертацією можна ознайомитись у Центральній науковій бібліотеці Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна (Україна, 61077, м. Харків, пл. Свободи, 4).

Автореферат розісланий 15.12.2008 р.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради В.Г. Панченко.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

гідроксихіноліновий замісник синтез спектральний

Актуальність теми. Хімії халкона (1,3-дифенілпропен-3-она), його похідних і гетероциклічних аналогів - понад 100 років. Ця група б,в-ненасичених кетонів представляє як самостійний інтерес (фотосенсибілізатори, люмінофори, фізіологічна активність та ін.), так і як синтони в численних хімічних перетвореннях, що призводять до різних класів ароматичних і гетероциклічних сполук. Доступність, висока реакційна здатність, диференційованість електрофільних центрів, звідси висока стереоселективність хімічних процесів з їхньою участю, робить їх досить привабливими для рішення завдань синтетичної органічної хімії.

Особливий інтерес представляють реакції ???-ненасичених карбонільних сполук і азотовмісних полінуклеофілів, оскільки це самий зручний і надійний шлях до одержання частково гідрованих азогетероциклів - синтетичних аналогів природних сполук, що володіють низкою практичних корисних властивостей. Серед них знайдені фото- і термохроми, люмінофори, фізіологічно активні сполуки.

У більшості досліджень, присвячених реакційній здатності цих сполук, основний акцент робиться на еноновий фрагмент, активований ароматичними радикалами, його участі в хімічних процесах. Виключення становлять о-гідрокси- (хімія флаваноїдів) і о-аміно-халкони (хімія хінолонів), де спостерігаються внутрішньомолекулярні процеси за участю радикалів. Але саме ці приклади показують, який величезний потенціал властивостей закладений у замісниках при еноновій системі, що робить дослідження таких сполук досить актуальним.

Нас зацікавили халкони, що містять у якості замісника хелатуючий 8-гідроксихіноліновий фрагмент, а також їхні похідні.

Серед похідних халконів значний інтерес представляють 2-піразоліни, насамперед, завдяки своїм люмінесцентним властивостям. Сполучення цих властивостей з хелатуючими в літературі не розглядалися.

Істотно менш вивченими є похідні 2,3-дигідро-1Н-1,5-бензо[b]діазепіна, хоча інтерес до цієї групи сполук в останні роки значно підвищився. Ці структури становлять безсумнівний інтерес у плані пошуку серед них фармакологічно активних сполук. І поява в їхній структурі хелатного центру може зробити сприятливу дію на прояв цих властивостей.

Зв'язок роботи з науковою програмою кафедри. Робота виконана на кафедрі органічної хімії Харківського національного університету імені В.Н Каразіна в рамках держбюджетних НДР: “Анельовані та спіроциклічні азотовмісні гетероцикли - продукти багатокомпонентної циклізації енонів з нуклеофільними реагентами“ (№ державної реєстрації 0106U003108) та “Багатоядерні частково гідровані азагетероцикли на основі карбонільних біелектрофілів. Їх синтез та дослідження. Синтез та функціоналізація дигідрованих азагетероциклів“ (№ державної реєстрації 0103U004211) і продовжує роботи, пов'язані з синтезом і дослідженнями різних азотовмісних гетероциклічних систем.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи стало одержання аналогів халкона, що містять хелатний 8-гідроксихіноліновий фрагмент, і на їх основі похідних 2-піразоліна та 2,3-дигідро-1Н-1,5-бензо[b]діазепіна і дослідження фізико-хімічних властивостей отриманих сполук.

Для досягнення цієї мети планувалося вирішити наступні задачі:

- здійснити синтез 5-форміл- і 5-ацетил-8-гідроксихінолінів і одержати на їхній основі дві серії аналогів халкона;

- синтезувати на основі цих халконів похідні 1-феніл-2-піразоліна та 2,3-дигідро-1Н-1,5-бензо[b]діазепіна;

- довести склад і будову отриманих сполук і вивчити їх хелатні властивості;

- провести прогнозування можливої фармакологічної активності.

Методи дослідження - Органічний синтез, спектроскопія ЯМР 1Н та ІЧ, UV-VIS-спектроскопія поглинання і випромінення, елементний аналіз, PASS (Prediction of Activity Spectra for Substance).

Наукова новизна роботи. Встановлено, що молекули досліджуваних халконів відносяться до транс-ізомерного ряду з s-цис-конформацією пропенонового фрагмента і його антиорієнтацією стосовно хінолінового біцикла.

Визначено константи рівноважних процесів протонування та дисоціації молекул халконів, що протікають за участю їх 8-гідроксихінолінового фрагмента. Показано, що 8-гідроксихіноліновий біцикл робить добре виражений електронодонорний вплив на розподіл електронної щільності в молекулах халконів, що різко зростає при утворенні аніона фенолятного типу.

Встановлено, що в реакції бромування халконів, що містять 8-гідроксихіноліновий фрагмент, спочатку відбувається постадійне бромування гетероцикла й лише потім С=С зв'язку енонового фрагмента.

Знайдено, що введення 8-гідроксихінолінового фрагмента в основну хромофорну систему 2-піразолінів супроводжується значними батохромним і батофлорним ефектами, обумовленими ростом спряженої системи, з одночасним зниженням квантового виходу.

Показано, що на синтез похідних 2,3-дигідро-1-Н-1,5-бензо[b]діазепіна несприятливий вплив робить 8-гідроксихіноліновий фрагмент; слабкий кислотний характер його гідроксильної групи сприяє звуженню семичленного циклу до п'ятичленного й формуванню похідних бензімідазолу.

Виявлено закономірності в змінах спектральних характеристик сполук всіх трьох груп при їх хелатуванні.

Практичне значення отриманих результатів. Оптимізовані умови синтезу 5-форміл-8-гідроксихіноліну по реакції Реймера-Тімана, що дозволило підвищити його вихід.

Запропоновано більшу групу нових - ненасичених кетонів, що містять 8-гідроксихіноліновий фрагмент і володіють чітко вираженою хелатуючою здатністю. Розкрито можливості їхнього використання в синтезі похідних 2-піразоліну й 2,3-дигідро-1-Н-1,5-бензо[b]діазепіну, вивчені їх хромофорні й комплексоутворюючі властивості.

Представлено прогноз фармакологічної активності отриманих сполук, розрахований за методом PASS (Prediction of Activity Spectra for Substance) за версією, створеною Поройковим зі співавторами (http:www.ibmc.msk.ru/PASS) (2005 р.).

Особистий внесок дисертанта полягає у здійсненні всього синтетичного експерименту, виконанні повного обсягу робіт по очищенню сполук і вимірюванню їхніх фізичних констант. Автор самостійно виконав літературний пошук і склав огляд літературних даних. Внесок автора також складається в підготовці й проведенні частини спектральних досліджень, інтерпретації отриманих результатів і підготовці матеріалів до друку. Автор брав участь у роботі конференцій зі стендовими повідомленнями.

Дисертант щиро дякує групі співробітників ДНУ НТК «Інститут монокристалів» під керівництвом проф. С.М. Десенка за вимірювання спектрів ЯМР 1Н, А.Ю. Мацакова та проф. А.О. Дорошенка за вимірювання і допомогу в інтерпретації електронних спектрів поглинання й люмінесценції, а також колектив кафедри органічної хімії Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна за повну підтримку при виконанні цієї роботи.

Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи були представлені на українських і міжнародних конференціях: Міжнародній конференції з хімії гетероциклічних сполук, присвяченої пам'яті А.Н. Коста (Москва, 2005); Міжнародній конференції «Хімія азотовмісних гетероциклів» (Харків, 2006); ХХI Українській конференції з органічної хімії (Чернігів, 2007).

Публікації. Основні результати дослідження викладені в 6 публікаціях, з яких 3 статті («Functional Materials» - 1 стаття, «Журнал органічної й фармацевтичної хімії» - 1 стаття, «Вісник Харківського національного університету» - 1 стаття) і 3 тезах доповідей.

Структура й обсяг дисертації. Робота викладена на 146с., складається зі вступу, 6 розділів, висновків, списку використаних літературних джерел (168 найменувань). Містить 35 рисунків, 26 схем і 16 таблиць.

Розділ 1. Розглядаються літературні відомості про специфіку 8-гідроксихіноліну, основні методи синтезу та властивості карбонільних сполук, що містять цей гетероцикл, а також принципові питання (одержання, будова, властивості) хімії халконів, 2-піразолінів і 1,5-бензо[b]діазепінів.

Розділ 2. Представлено результати та обговорення досліджень, що стосуються синтезу й спектральних властивостей халконів, які містять 8-гідроксихінолінове ядро, у вигляді таблиць, графіків, діаграм і спектрів.

Розділ 3. Представлено результати досліджень, що стосуються синтезу й спектральних вимірювань похідних 2-піразоліну, які містять 8-гідроксихінолінове ядро, у вигляді таблиць, графіків, діаграм і спектрів. Наведено обговорення результатів.

Розділ 4. Представлено результати досліджень, що стосуються синтезу та спектральних властивостей 1Н-2,3-дигідро-бензо[b]діазепіну, які містять 8-гідроксихінолінове ядро, у вигляді таблиць, графіків, діаграм і спектрів. Наведено обговорення результатів.

Розділ 5. Прогноз біологічної активності досліджуваних сполук.

Розділ 6. У ньому викладено методики проведення як синтетичних, так і спектральних експериментів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Хімія карбонільних похідних 8-гідроксихіноліну мало вивчена, навіть у відношенні його форміл- і ацетил- похідних є суперечності щодо оптимальних методів синтезу. Відомі окремі приклади синтезу халконів і 2-піразолінів на їх основі без дослідження їхньої структури і властивостей; дигідро-1,5-бензодіазепіни цього ряду взагалі не описані.

б,в-НЕНАСИЧЕНІ кетонИ, ЩО МІСТЯТЬ 8-гІдроксихІнолІн.

Синтез вихідних 5-форміл- (2) і 5-ацетіл-8-гідроксихінолінів (3) раніше було описано, але імовірно, через схильність продуктів до хелатування має певні труднощі у відтворюванні: виходи цих сполук, особливо альдегіду, низькі й значно коливаються. Нам вдалося трохи деталізувати методику одержання альдегіду 2 (реакція Реймера-Тімана) і підвисити вихід з 10% до 18%.

Сполуки 2 і 3 досить реакційноздатні й легко вступають у реакцію кротонової конденсації з відповідними заміщеними ацетофенону або бензальдегіду в середовищі етанолу з каталітичними добавками HCl (конц.); при цьому утворюються халкони 4а-ж і 5а-ж з виходами 60-80% (Схема 1)

Схема 1

Склад і будова сполук 4а-ж і 5а-ж однозначно підтверджуються даними елементного аналізу й аналізом їхніх спектральних характеристик (табл. 1).

Таблиця 1. Фізико-хімічні властивості б,в-ненасичених кетонів 8-гідроксихінолінового ряду

R

Т. пл., оС

Вихід, %/година*(1)

ЕСП (вода-етанол 1:1)

ІЧС, н, сm-1 (в KBr)

л, нм

е

C=O

O-H

H

165

70/8

385

21400

1656

3304

CH3

162-165

28/7

384

23600

1656

3175

OCH3

155-157

70/8

383

17000

1652

3188

N(CH3)2

210

23/15

414

33911

1644

3312

Cl

170-172

70/4

389

22000

1652

3288

Br

186

70/10

390

12800

1652

3288

NO2

205-207

20/22

400

18600

1652

3250

H

139-140

60/6

346

17100

1652

3320

CH3

180

79/7

343

19500

1652

3320

OCH3

188

62/9

355

28300

1648

3156

N(CH3)2

184

65/11

427

31500

1652

3284

Cl

185

72/7

346

22500

1652

3316

Br

203-205

70/11

424

22800

1656

3308

NO2

222-224

80/17

328

21500

1660

3312

6

CH3*Br

220

70/1

1656

3312

7

CH3*Br4

240

20/1

1656

3416

*(1) Вихід після кристалізації з: етанолу (4а-5б, 5г) і метанолу (5в). / Час проведення реакції; *Br Продукт монобромування сполуки 4б : 1-(7-бром-8-гідроксихінолінил-5)-3-(4-толил)пропен-1-он-3 (6); *Br4 Продукт тетрабромування сполуки 4б: 1-(3,4,6,7-тетрабром-8-гідроксихінолінил-5)-3-(4-толил)пропен-1-он-3 (7)

У їх ІЧ спектрах ідентифікуються смуги валентних коливань асоційованої ОН-групи (~3300 см-1), карбонільної групи (1645-1655 см-1), а також смуга середньої інтенсивності із частотою 1100 см-1, характерної деформаційним коливанням СН- зв'язків транс-вініленової групи.

Істотно більш інформативними є ЯМР 1Н спектри, вимірені в ДМСО (200 МГц). У них вдається ідентифікувати сигнали практично всіх протонів. Особливо важливі сигнали вініленових протонів, які є добре рознесеним дублетом дублетів (значення д б-Н становлять 8,14-7,90 і 7,29-7,16 м.д., а в-Н - 8,69-8,36 і 7,74-7,42 м.д. відповідно для сполук ряду 4 і 5) з константою спін-спінової взаємодії 15,3-15,9 Гц, що строго відповідає транс-орієнтації цих протонів, а отже, і транс-геометрії всієї молекули халконів 4а-ж і 5а-ж.

Поява енонового фрагменту викликає найбільші збурення (зсув на 0.57-1.81 м.д. у сильні поля стосовно сполуки 2) резонансного сигналу 4-Н протона хінолінового радикала сполук 4а-ж. Це, на наш погляд, закономірно відображує той факт, що в молекулах цієї групи сполук подвійний зв'язок зближений із цим протоном і робить на нього сильний ефект поля. У той же час, коли і у вихідній сполуці 3, і в халконах 5а-ж із цим протоном зближена карбонільна група, то цей ефект стає істотно слабкіше.

Той же ефект досить істотно відбивається й на хімічному зсуві в-протона енонового фрагмента сполук 4а-ж; його сигнал різко зміщується в область слабких полів. Це можливо тільки в тому випадку, якщо хіноліновий біцикл і подвійний зв'язок мають анти-орієнтацію, тобто коли піридиновий фрагмент максимально зближений з в-протоном енонового фрагмента.

Із цим узгоджуються й результати розрахунку різниці енергії утворення син- і анти-форм молекули 4а. Розрахунок показав, що анти-форма на 2,45 ккал/моль стійкіше син-форми, імовірно, насамперед, за рахунок меншої стеричної напруженості. Отже, анти-форма, у якій максимально зближені 4-Н гетероцикла й в-протон, більше ймовірна, що й пояснює їхній сильний взаємовплив, що спостерігається в експерименті.

Навпаки, переважну син-орієнтацію хінолінового біцикла і кето-групи, імовірно, мають сполуки 2, 3 і 5а-ж. Цей висновок витікає з того, що хімічні зрушення сигналу протона в 4-положенні піридинового циклу в них практично ідентичні, тобто не залежать від розміру й електронного характеру другої групи при С=О (Н, СН3 або СН=СН-Аr), що можливо лише для такої конформації.

Досліджені гідроксихінолінові аналоги халкону являють собою типові біхромофорні системи, що формуються завдяки наявності в їхніх молекулах кросс-спряження за участю карбонільної групи. Провідність електронних ефектів через подібний карбонільний місток обмежена, у результаті чого два основних хромофорних фрагменти Ar-CO і Ar-CH=CH-CO роблять один на одного лише слабкий вплив. Тому замісники, що вводяться в одну із хромофорних частин молекули, практично не впливають на смуги в спектрах поглинання, за які відповідає інший фрагмент. Розрахунки, виконані з використанням спеціальних квантово-хімічних індексів - чисел локалізації електронного збудження й чисел переносу заряду, це підтвердили.

Сполуки 4а-ж характеризуються наявністю в їхніх молекулах хромофорного фрагмента, що включає гетероцикл, подвійний зв'язок і карбонільну групу, що практично повністю визначає їхні спектральні характеристики. Смуги поглинання, за які відповідає інший хромофорний фрагмент, що включає бензольне кільце з уведеним у нього замісником і карбонільну групу, перебувають у більш короткохвильовій області. Завдяки істотним розходженням у довжині р-сполученої системи, електронні переходи другого хромофорного фрагмента не досягають по енергії діапазону поглинання першого, навіть якщо в бензольне кільце вводяться сильні електронодонорні замісники. Смуга поглинання фрагмента R-Ph-CO зміщається у порівнянні зі своїм вихідним положенням при 238 нм в 4а сполуки, до 265 нм в 4в сполуки й 317 нм у 4г сполуки, так і не досягаючи діапазону 350 нм, в якому розташовується смуга хромофорного фрагмента, що включає оксихіноліновий цикл.

В ізомерному ряді 5а - 5г причини формування електронно-збуджених станів кардинально змінюються. Як і раніше, у цих молекулах виділяються два головних слабко взаємодіючих один з одним хромофорних фрагмента, однак розміри їх р-сполучених систем відрізняються один від одного вже не так істотно, і для даної групи сполук можна припускати зміни природи довгохвильового переходу в електронному спектрі під дією введених замісників.

Смуга поглинання хромофора R-Ph-CH=CH-CO під дією замісників зсувається від 272 нм в 5a сполуки до 299 нм в 5в і стає довгохвильовою, досягаючи 350 нм у сполуки 5г. У результаті в останнього з'являється люмінесценція в рідких розчинах, що не спостерігалася у інших розглянутих похідних.

У молекулах досліджуваних сполук є як мінімум два центри протолітичних рівноваг: атом нітрогену, здатний до приєднання іона водню, а також гідроксильна група, здатна до дисоціації. Для визначення констант протонування й дисоціації цих сполук було проведено спектрофотометричне титрування розчинів цих сполук.

При збільшенні кислотності розчину відбувається приєднання іона водню до атома гідрогену хінолінового циклу і при цьому відбуваються певні зміни в спектрах поглинання. Так, при збільшенні кислотності розчину в них поступово зникає смуга, що відповідає вихідній формі речовини, і в довгохвильовій області спектра з'являється смуга, що відповідає протонованій формі.

Як видно, цей процес зменшує перенос заряду з оксихінолінового фрагмента на карбонільну групу, що призводить до появи нового хромофорного фрагмента, що відповідає другому довгохвильовому переходу.

Рис. 2. Спектр поглинання сполуки 4д при збільшенні кислотності розчину в діапазоні рН = 7ч1

Для всіх сполук 4а - 4г показники констант протонування оксихінолінового фрагмента перебувають у вузькому діапазоні величин - 3.1±0.1. Це є додатковим підтвердженням того, що фенільний і оксихіноліновий фрагменти сполук 4 перебувають у кросс-спряженні й практично не впливають один на одного.

Для всіх сполук 5а - 5г показники константи протонування оксихінолінового фрагмента також перебувають практично в одному діапазоні - 2.8±0.1. Тільки для диметиламінопохідного, одного з найбільш сильних донорів, спостерігається слабке підвищення константи до 3.66.

Вплив замісників у фенільному фрагменті на дисоціацію гідроксильної групи оксихінолінового фрагмента сполук 4а-ж є більш істотним. Введення акцепторних замісників (Br, Cl, NO2) збільшує полярність гідроксильної групи, що позначається на зменшенні pKa константи дисоціації: від 9.3 в 4а до 9.1 в 4е похідної, 8.96 в 4д і 8.5 в 4ж похідних. У той самий час донорний замісник - диметиламіногрупа, зменшує полярність гідроксильної групи й підвищує pKа константи дисоціації 4г до 9.8

Аналогічні ефекти спостерігаються й у сполук 5а-ж. Введення акцепторних замісників (Br, Cl, NO2) зменшує pKa константи дисоціації: від 8.8 в 5а до 8.6 в 5е похідного, 8.4 в 5д і 8.5 в 5ж похідних, тоді як донорна диметиламіногрупа підвищує pKa сполуки 5г до 9.2.

Халкони обох рядів (4 і 5) виявляють високу хелатуючу активність і утворюють нерозчинні осади з іонами двох та трьохвалентних металів в спиртово-водних розчинах. І тільки в хлороформі при незначних домішках ZnCl2, AlCl3 та BF3 вдалося методом УФ спектроскопії показати, що хелатування супроводжується незначнім батохромним зсувом.

Була мета вивчити основність отриманих халконів, а також сполук 1-3, методом ІЧ спектроскопії - по зрушенню смуг (?нВІН) валентних коливань гідроксильної групи протонодонора (фенолу, оцтової або трифтороцтової кислот), що приймають участь в утворенні Н-комплекса. Завдання ускладнюється наявністю в гетероциклічному фрагменті халкона власної ОН-групи і надзвичайно низкою розчинністю сполук в CCl4. Взаємодія спостерігалася лише із ТФК, імовірно, за участю піридинового атома азоту, оскільки карбонільна група не зачіпалася.

На прикладі сполуки 4б була почата спроба провести бромування подвійного С=С зв'язку дією брому в хлороформі. Однак в реакційній суміші утворюється складна суміш бромовмісних сполук, з якої дробовою кристалізацією вдалося виділити сполуки 6 і 7 (Табл. 1). За даними елементного аналізу та ЯМР 1Н спектрів сполука 6 є 7-монобром-, а сполука 7 - 3,4,6,7-тетрабром-похідною сполуки 4б.

Лише при бромуванні сполуки 4б з більшим надлишком брому, з реакційної суміші випадає темний осад, через малу розчинність якого, виділити індивідуальну речовину не вдалося. У спектрі ЯМР 1Н цього осаду сигнали б- і в-протонів зникли. Таким чином, доведена принципова можливість бромування подвійного зв'язку халконів, що містять гідроксихіноліновий біцикл.

2-ПІРАЗОЛІНИ, ЩО МІСТЯТЬ 8-ГІДРОКСИХІНОЛІНОВИЙ ФРАГМЕНТ

У цьому розділі досліджено молекулярні системи, що містять хелатуючий 8-гідроксихіноліновий і піразоліновий (люмінісцює) гетероцикли. Синтез цільових піразолінів 8а-ж і 9а-ж здійснювали реакцією циклоконденсації відповідних халконів 4а-ж і 5а-ж з фенілгідразином (ФГ): кип'ятінням у метанолі в присутності піперидина протягом 5-13 годин (Схема 2).

Схема 2

2-Піразоліни 8а-ж і 9а-ж отримані з гарними виходами (див. табл. 2), але час проведення реакції виявився в середньому досить значним. Склад і будова сполук 8а-ж і 9а-ж підтверджені даними елементного аналізу, ІЧ, ЯМР 1Н та електронною спектроскопією. Так, в ІЧ спектрах, виміряних у таблетках КВr, чітко проявляється смуга середньої інтенсивності нC=N піразолінового ядра (в області 1600 см-1) і розширена смуга асоційованої ОН-групи (в області 3350-3410 см-1).

Звертає на себе увагу той факт, що в спектрах ЯМР 1Н ізомерних сполук 8а-ж і 9а-ж хімічні зрушення сигналів протонів 4-Н і НХ настільки сильно розрізняються (у середньому на +1,15 і -0,60 м.д., відповідно), що можуть служити критерієм їхньої ідентифікації. Безсумнівно на їхніх величинах відбивається, насамперед, взаємне просторове розташування обох гетеро циклів. У молекулах 8а-ж протони 4-Н і НХ зближені, а в ізомерних 9а-ж - навпаки, вилучені один від одного; більше того, у цьому випадку протон 4-Н попадає під анізотропний вплив електроноакцептуючого атома 2-N піразолінового ядра.

Таблиця 2 Фізико-хімічні властивості сполук 8а-ж і 9а-ж

R

Т. пл., оС

Вихід, %/година*(1)

Поглинання

Флуоресценція

НОН, сm-1 *(2)

л, нм

н, см-1

л, нм

н, см-1

Ц

H

110

80/5

345

29020

444

22500

0. 0039

3400

CH3

99-100

92/11

348

28760

480

20840

0. 0037

3410

OCH3

169-170

90/11

349

28680

488

20480

0. 0019

3350

N(CH3)2

111-112

92/10

332

30160

472

21200

0. 004

3360

Cl

124-125

85/11

357

28060

455

22000

0. 012

3395

Br

122-123

84/13

359

27880

490

20420

0. 0043

3400

NO2

140-141

95/6

432

23137

567

17640

0. 013

3365

H

64-65

80/10

407

24600

535

18700

0. 0012

3410

CH3

114-115

85/5

408

24521

579

17280

0.03

3415

OCH3

124-125

87/5

407

24560

492

20340

0. 0018

3405

N(CH3)2

80

83/10

402

24860

489

20440

0. 019

3400

Cl

113-115

81/6

408

24520

489

20460

0. 0058

3350

Br

147-148

93/5

408

24480

578

17280

0. 003

3395

NO2

124-125

84/6

405

24691

552

18100

0. 026

3400

*(1) Вихід зазначений після кристалізації з етанола / Час проведення реакції; *(2) Величина нС=N становить 1600 см-1; обмірювана в таблетках КВr.

Синтезовані нами піразоліни 8а-ж і 9а-ж відповідають цим вимогам і, як і очікувалося, володіють люмінесцентними властивостями. У таблиці 2 представлені характеристики їхніх спектрів поглинання й випромінення, виміряні в толуолі. Стоксові зрушення флуоресценції коливаються в інтервалі 4060-8960 см-1(типовому для триарилпіразолінів), що є наслідком сплощення хромофорного фрагмента молекули в збудженому стані, головний внесок у яке вносить зменшення ступеню пірамідальності атома азоту в положенні 1.

У ряді сполук 8а-ж замісники, уведені в 3-бензольне кільце, можуть або сприяти, або перешкоджати зміщенню електронної щільності в основній хромофорній системі, приводячи, відповідно, до короткохвильового (диметиламіногрупа, 8г) або до довгохвильового (нитрогрупа, 8ж) зсуву смуг поглинання й флуоресценції (табл. 2). Хіноліновий фрагмент не входить до складу головного хромофора і проявляється в спектрах у вигляді короткохвильового плеча основної смуги поглинання в районі 300-310 нм. Тому, у цілому ж, положення спектрів поглинання та випромінення в ряді 8а-ж близько до такого ж для незаміщеного 1,3,5-трифенілпіразоліну.

У ряді сполук 9а-ж хіноліновий фрагмент входить до складу головного хромофора молекули, що приводить до помітного зсуву спектра поглинання в довгохвильову область внаслідок збільшення довжини ланцюга сполучення. Аналогічне довгохвильове зрушення спостерігається й для спектрів флуоресценції.

Звертають на себе увагу низькі значення квантових виходів люмінесценції, не типові для триарилпіразолінів. Імовірними причинами низької флуоресцентної здатності 8-гідроксихінолінових аналогів трифенілпіразоліну виступають: у ряді 8а-ж - специфічне внутришньомолекулярне гасіння флуоресценції в біхромофорних молекулах, характерне для 5-акцепторнозаміщених піразолінових систем, у той час як для сполук ряду 9а-ж гасіння флуоресценції може бути пов'язане з процесом внутрішньомолекулярного фотопереносу протона.

Сполуки обох рядів показали себе ефективними комплексоутворювачами полівалентних металів. Так, магнієві й кальцієві комплекси 8а-ж і 9а-ж настільки швидко випадали з етанольно-водного розчину, у якому велися виміри, що визначити їхні оптичні характеристики не уявлялося можливим. Хелатування іонів цинку приводило до невеликого довгохвильового зсуву спектрів поглинання й флуоресценції, більш істотно вираженому в 9а-ж.

Вивчити комплексоутворюючі властивості досліджуваних сполук вдалося лише при їх зв'язуванні з іонами алюмінію. Для сполук 8а-ж цей процес супроводжувався істотними змінами в спектрах: 40-45 нм у поглинанні й 120-125 нм у випроміненні, а також помітним збільшенням інтенсивності флуоресценції. Остання обставина створює перспективу застосування подібних піразоліно-гідроксихінолінових систем також і в електролюмінесцентних джерелах світла, інтерес до яких досить високий в останнє десятиліття.

На відміну від представників 9а-ж, для піразолінів 8а-ж не спостерігалося істотної зміни спектрів при додаванні хлориду алюмінію, що може бути пов'язане з відсутністю сполучення між хромофорною й комплексоутворюючою частинами їхніх молекул.

2(4)-(8-ГІДРОКСИХІНОЛІНИЛ-5)-4(5)-АРИЛ-2,3-ДИГІДРО-1Н-1,5-БЕНЗОДІАЗЕПІНИ.

У цьому розділі дослідження ми поставили метою одержання 2,3-дигідро-1Н-1,5-бензодіазепінів на основі діаміну (о-ФДА) і халконів 4,5, що містять 8-гідроксихіноліновий фрагмент. Було виконано великий об'єм експериментальних робіт з варіюванням умов проведення реакції, ці дослідження показали, що вихідні речовини швидко витрачаються, але виходить складна суміш продуктів.

Удалося показати, що основним побічним процесом є перегрупування бензодіазепінової системи з відщіпленням ацетильної компоненти вихідного халкону та утворенням 2-заміщених бензімідазолу. З цієї причини з реакційних сумішей, що одержано на основі халконів, 4а-ж, виділено неописаний раніше 2-(8-гідроксихінолініл-5)бензімідазол (12), а із продуктів реакцій ізомерної серії халконів 5a-ж - 2-арилбензімідазоли 13a-ж, ідентичні описаним у літературі (Схема 3).

Схема 3

Лише після численних експериментів з колоночною хроматографією вдалося підібрати елюент (гексан) та носій (SiO2) і в апараті Сокслета добути індивідуальні цільові 2,5-дизаміщені 2,3-дигідро-1Н-1,5-бензодіазепіни 10a-ж і 11a-ж з досить низькими виходами.

Будову отриманих сполук 10a-ж і 11a-ж підтверджено даними елементного аналізу на вміст азоту, а також ІЧ і ЯМР Н1 спектрами (Табл. 3). У більшості ІЧ спектрів однозначно ідентифікується вузький сигнал валентних коливань гN-Н і розширена смуга гО-Н; у ряді випадків через накладання цих смуг їхня ідентифікація утруднена.

Як і у випадку халконів та піразолінів, у спектрах ЯМР Н1 сигнали г-протона 8-гідроксихінолінового фрагменту в спектрах сполук 10a-ж і 11a-ж розрізняються настільки значно - у середньому на 0,7 м.д. (імовірно, знову ж через різний електронний вплив зближених з ним атомів азоту пиррольного або піридинового типу відповідно), що по величинах д цього протону можна проводити віднесення сполук до відповідного ізомерного ряду. Формування дигідродіазепінового циклу однозначно підтверджується наявністю в спектрах ЯМР Н1 сполук 10a-ж і 11a-ж характеристичних сигналів протонів СН-СН2 фрагменту (АВХ система).

Наявність у молекулах 10a-ж та 11a-ж 8-гідроксихінолінового фрагменту робить цікавим дослідження їх хелатних властивостей. Як метод дослідження було обрано УФ спектроскопію, оскільки попередньо проведені ЯМР Н1 спектральні експерименти з розчинами 10a і 11a у ДМФА з добавками хелатуючих агентів - ZnCl2, AlCl3 або BF3 показали значне ускладнення спектральної картини, що не піддається однозначному трактуванню; розчини до того ж каламутніли. Електронна спектроскопія дозволяє працювати при малих концентраціях і в різних розчинниках і ефекту помутніння в них можна уникнути.

Таблиця 3. Хімічні та фізико-хімічні властивості сполук 10а-ж і 11а-ж

R

Т. пл., оС

Вихід,% *

ІЧС (КВr), сm-1

Т. пл., оС

Вихід, % *

ІЧС (КВr), сm-1

N-H

O-H

N-H

O-H

H

10а

175-178

17

3370

2950

11а

120-121

16

3310

2923

CH3

10б

139-140

18

3383

2916

11б

110-111

19

OCH3

10в

128-130

17

3409

2900

11в

165-167

6

N(CH3)2

10г

178-180

23

3323

2903

11г

154-155

6

3403

2883

Cl

10д

134-135

17

3363

2916

11д

143-145

7

3423

2916

Br

10е

158-160

7

3356

2923

11е

200-202

8

3310

2916

NO2

10ж

155-157

5

11ж

150-152

10

* Вихід після кристалізації з метанолу (час проведення реакції 22 г)

Електронні спектри поглинання сполук 11б,д, у молекулах яких гідроксихіноліновий фрагмент включений в основну хромофорну систему, було виміряно в метанолі. Спектри обох сполук подібні: у ближній ультрафіолетовій області спостерігаються декілька смуг поглинання з лмакс. 310, 345 і 415 нм, що перекриваються та зменшуються по інтенсивності. Перші дві типові для спектрів 2,4-диарил-2,3-дигідро-1Н-1,5-бензодіазепінів, описаних раніше. Появу третьої смуги (415 нм), інтенсивність якої низька, і до того ж коливається в різних експериментах, можна віднести за рахунок домішкових комплексів. При добавках ZnCl2 з'являється чітко виражена смуга з лмакс. 399 нм, а при добавках BF3 - дві смуги: смуга з лмакс. 365 нм і слабка смуга в області 460 нм. Всі спектральні зміни ідентичні для обох сполук 11 б,д. Таким чином, електронні спектри поглинання діазепінів 11, що містять гідроксихіноліновий фрагмент, досить чутливі до хелатування. На жаль, розчини не стабільні в часі. Спектральна картина спрощується за рахунок зникнення довгохвильового поглинання й стає подібною зі спектрами арилімидазолу. Імовірно, присутність кислоти Льюіса сприяє протіканню відзначеного вище перегрупування семичленного циклу в п'ятичленний.

ПРОГНОЗ БІОЛОГІЧНОЇ АКТИВНОСТІ ДОСЛІДЖУВАНИХ СПОЛУК.

Комплексна оцінка потенційної біологічної активності сполук здійснювалася за допомогою комп'ютерних методів на основі структурної формули молекули за методом PASS (Prediction of Activity Spectra for Substance) за версією, створеною Поройковим зі співавторами (http:www.ibmc.msk.ru/PASS) (2005 р.).

Такий прогноз був виконаний для халконів 4а та 5а, бензодіазепінів 10а та 11а, і для порівняння для самого халкона (1,3-дифенілпропен-1-она-3) і його двох ізомерних 4-гідроксинафталін-2-ових аналогів. Він показав перспективність подальших експериментальних досліджень у цьому напрямку.

ВИСНОВКИ

У роботі розкрито синтетичний підхід до 5-похідних 8-гідроксихіноліну таких як: 5-форміл-, 5-ацетил-, ???-ненасичених кетонів [1-(8-гідроксихінолініл)-3-арилпропенонів-1-(або -3)], 2-піразолінів, молекули яких поряд з арильними радикалами містять в 3- або 5-положеннях 8-гідроксихінолініл-5, і 4(2-)-(8-гідроксихінолініл-5)-2(-4)-арил-2,3-дигідро-1Н-1,5-бензодіазепінів.

1. Встановлено, що молекули халконів, що містять 8-гідроксихіноліновий фрагмент, відносяться до транс-ряду із переважною s-цис-конформацією пропенонового фрагменту і його син- орієнтацією відносно гетероцикла.

2. Показано, що 8-гідроксихіноліновий фрагмент робить істотний електронодонорний вплив на р-систему всієї молекули. Найбільш основним центром молекул халконів є ендо-атом азоту піридинового кільця, але його протонування лише міняє характер ВМВС і мало відбивається на електронному розподілі в молекулі. Навпаки, депротонування, що супроводжується утворенням фенолят-аніона, викликає різке посилення його електронодорних властивостей (батохромний ефект у його спектрах поглинання становить понад 100 нм).

3. Знайдено, що процес бромування молекул халкона, що містить 8-гідроксихіноліновий фрагмент, спочатку проходить по гетероциклу (виділені в індивідуальному виді 7-монобром- і 3,4,6,7-тетрабромпохідні) і лише після цього заміщення відбувається приєднання молекули брому по подвійному зв'язку.

4. Методом УФ спектроскопії показано, що халкони, які містять 8-гідроксихіноліновий фрагмент, ефективно утворюють хелати з ZnCl2, AlCl3, BF3, слабко розчинні у хлороформі й практично нерозчинні в спиртово-водному середовищі; хелатування супроводжується незначним батохромним ефектом.

5. Введення 8-гідроксихінолінового фрагменту в основну хромофорну систему 2-піразолінів супроводжується значними батохромним і батофлорним ефектами, обумовленими ростом спряженої системи, з одночасним падінням квантового виходу. Хелатування гетероцикла солями MgCl2, BaCl2, у водно-спиртових середовищах підсилює ці ефекти й викликає ріст квантового виходу люмінесценції. Оскільки при цьому також знижується розчинність комплексів, то хелатування за допомогою таких піразолінів можна рекомендувати для спектрально-люмінесцентного аналізу іонів двохвалентних металів.

6. Знайдено оптимальні умови синтезу похідних 2,3-дигідро-1-Н-1,5-бензодіазепіну, що містять 8-гідроксихіноліновий фрагмент; показано, що наявність цього фрагменту сприяє звуженню семичленного циклу до п'ятичленного, що приводить до формування похідних бензімідазолу. Цей процес прискорюється при хелатуванні цих діазепінів кислотами Льюіса (ZnCl2, AlCl3).

7. Комп'ютерний прогноз біологічної активності отриманих сполук виявив доцільність подальшого експериментального скринінгу.

СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ

1. Орлов В.Д. Непредельные кетоны - производные 8-гидроксихинолина / В.Д. Орлов, А.Х. Марруго Гонсалес, Л.В. Василенко // Вісник ХНУ. -- 2007. -- Вып. 15(38), № 770. -- С. 239--244.

Особистий внесок здобувача полягає у проведенні експериментальних досліджень реакцій формілювання та ацилювання 8-гідроксихіноліну, синтезів халконів, встановлення їх структури, підготуванні об'єктів для дослідження основності методом ІЧС.

2. Марруго Гонсалес А.Х. 2,3-Дигидро-1Н-1,5-бензодиазепины, содержащие 8-гидроксихинолиновый фрагмент / А.Х. Марруго Гонсалес, В.Д. Орлов, А.О. Дорошенко // Журн. органiчної та фармацевтичної хімії. -- 2008. -- Т. 6, вип. 2(22). -- С. 67-70.

Особистий внесок здобувача полягає у проведенні експериментальних досліджень реакцій циклоконденсації халконів з о-фенілендіамином, розділенні суміші сполук, встановленні їх структури, аналізі спектральних даних.

3. Marrugo Gonzalez A.J. 8-Hydro[yquinoline derivatives with 2-pyrazoline fragment in chromophore system as chelating agents for polyvalent metals. / A.J. Marrugo Gonzalez, V.D. Orlov, A.O. Doroshenko // Functional Materials. -- 2008. -- Vol. 15, N 2. -- Р. 299-300.

Здобувач проводив експериментальні дослідження реакцій циклоконденсації халконів з фенілгідразином, очищення цільових піразолінів, встановив їх структуру, виконав аналіз спектральних даних.

4. Орлов В.Д. Направленность реакций гетероциклизации в зависимости от природы компонентов - непредельных карбонильных соединений и нуклеофилов / В.Д. Орлов, Т.В. Березкина, М.А. Колосов, В.Н. Котляр, А.Х. Марруго // Тез. докл. Международной конференции по химии гетероциклических соединений, посвященной 90_летию со дня рождения проф. А.Н. Коста. - Москва. - 2005. - С. 30.

Здобувач надав результати власної роботи до відповідного розділу доповіді і прийняв участь в узагальненні результатів.

5. Orlov V.D. б,в-Unsaturated Ketones with Nitrogen-Containing Heterocycles V.D. Orlov, M.A. Kolosov, A.X. Marrugo , V.N. Kotlyar // Materials of International conference “Chemistry of Nitrogen-containing Heterocycles”. - Kharkiv. - 2006. - P. 34.

Особистий внесок здобувача полягає в одержанні експериментальних даних та узагальненні результатів.

6. Орлов В.Д. Химия Халконов / В.Д. Орлов, М.А. Колосов, Д.Ю. Сидоренко, В.Н. Котляр, А.Х. Марруго, П.А. Пушкарьов, Ю.В. Тищенко, Б.В. Папонов // Тез. докл. ХХI Украинской конференции по органической химии. - Чернигов.- 2007.- C. 51

Здобувач надав експериментальні дані до відповідного розділу доповіді.

АНОТАЦІЯ

Марруго Гонсалес А.Х. Халкони, 2-піразоліни та 2,3-дигідро-1Н-1,5-бензодіазепіни, що містять 8-гідроксихіноліновий фрагмент. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.03 - органічна хімія. Харківський національний університет імені В.Н.Каразіна, м. Харків, 2008.

Дисертацію присвячено синтезу та вивченню будови, фізико-хімічних, спектральних та хелатуючих властивостей б,в-ненасичених кетонів, що містять 5_(8_гідроксихіноліновий) замісник, та отриманих на їхній основі 2-піразолінів і 2,3_дигідро-1Н-1,5-бензодіазепінів. Показано, що халкони на основі 5-форміл- та 5_ацетилпохідних 8-гідроксихіноліну утворюються з гарними виходами в умовах лужного каталізу та мають переважну s-цис-транс-геометрію пропенонового фрагменту з його анти-орієнтацією по відношенню до хінолінового фрагменту. Виявлено, що найбільш основним центром цих молекул є атом азоту гетероциклу, а його протонування змінює характер ВМВЗ, але на загальному електронному розподілі відбивається незначним чином, тоді як, навпаки, депротонування НО-групи супроводжується значним зростанням її електронодонорного впливу на р-систему усієї молекули халкону.

Спектрофотометричним методом виконана оцінка відповідних констант взаємодії та її залежність від відповідних структурних змін у молекулах халконів. Показано, що бромування єнонової системи можливе лише після того, як завершиться процес бромування гетероциклу. Встановлено, що 5_(8_гідроксихіноліновий) фрагмент чинить значний батохромний та батофлорний ефект, коли вводиться у 3_положення 2_піразоліну у порівнянні за стандартом - 1,3,5_трифеніл-2_піразоліном. Одночасно спостерігається зниження квантового виходу, яке частково компенсується при хелатуванні.

Вперше показано можливість синтезу 5_(8_гідроксихінолінових) похідних 2,3_дигідро-1Н-1,5-бензодіазепіну. Встановлено, що їхній синтез ускладнюється побічним процесом: звуженням семичленного дигідродіазепінового циклу до п'ятичленного імідазольного, чому сприяє як кислий характер 8_гідроксилу, так і добавки при хелатуванні кислот Льюіса. Комп'ютерна оцінка потенціальної біологічної активності отриманих сполук показала перспективність більш глибоких експериментальних досліджень.

Ключові слова: 8-гідроксихінолін, халкони, 2-піразоліни, 2,3-дигідро-1Н-1,5_бензодіазепіни, синтез, спектри ІЧ, УФ та ЯМР 1Н, хелатування, біологічна активність.

АННОТАЦИЯ

Марруго Гонсалес А.Х. Халконы, 2-пиразолины и 2,3-дигидро-1Н-1,5-бензодиазепина, содержащие 8-гидроксихинолиновый фрагмент. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.03- органическая химия. Харьковский национальный университет имени В.Н.Каразина, г. Харьков, 2008.

Диссертация посвящена синтезу и исследованию строения, физико-химических, спектральных и хелатирующих свойств б,в-непредельных кетонов, содержащих 5-(8-гидроксихинолиновый) заместитель и получаемых на их основе 2-пиразолинов и 2,3-дигидро-1Н-1,5-бензодиазепинов. Показано, что халконы на основе 5-формил- и 5-ацетил-производных 8-гидроксихинолина образуются с хорошими выходами в условиях щелочного катализа, имеют предпочтительную s-цис-транс-геометрию пропенонового фрагмента с его анти-ориентацией по отношению к хинолиновому фрагменту. Выявлено, что наиболее основным центром этих молекул является атом азота гетероцикла, а его протонирование меняет характер ВМВС, но на общем электронном распределении отражается незначительно, тогда как, напротив, депротонирование НО-группы сопровождается значительным ростом ее электронодонорного воздействия на р-систему всей молекулы халкона.

Спектрофотометрическим методом произведена оценка соответствующих констант взаимодействия и ее зависимость от соответствующих структурных изменений в молекуле халконов. Показано, что бромирование еноновой системы возможно лишь после того, как завершится процесс бромирования гетероцикла. Установлено, что 5-(8-гидроксихинолиновый)-фрагмент оказывает значительный батохромный и батофлорный эффект, когда вводится в 3-положение 2-пиразолина, по сравнению со стандартом - 1,3,5-трифенил-2-пиразолином. Одновременно, наблюдается снижение квантового выхода, которое частично компенсируется при хелатировании.

Впервые показана возможность синтеза 5-(8-гидроксихинолиновых)производных 2,3-дигидро-1Н-1,5-бензодиазепина. Установлено, что их синтез осложняется побочным процессом: сужением семичленного дигидродиазепинового цикла до пятичленного имидазольного, чему благоприятствует как кислый характер 8-гидроксила, так и добавки при хелатировании кислот Льюиса. Компьютерная оценка потенциальной биологической активности полученных соединений показала перспективность более глубоких экспериментальных исследований.

Ключевые слова: 8-гидроксихинолин, халконы, 2-пиразолины, 2,3-дигидро-1Н-1,5-бензодиазепины, синтез, спектры ИК, УФ и ЯМР 1Н, хелатирование, биологическая активность.

ABSTRACT

Marrugo Gonsales A.H. Chalcones, 2_pyrazolines, 2,3_dihydro-1H-1,5_benzodiazepines, containing 8_hydroxyquinoline fragment. - Manuscript.

The thesis for a Candidate's Degree in Chemistry by speciality 02.00.03 - organic chemistry. - V.N. Karazin Kharkiv National University, Kharkiv, 2008.

Dissertation is devoted to synthesis and investigation of structure, physical-chemical, spectral and chelating properties of б,в-unsaturated ketones, containing 5_(8_hydroxyquinoline) fragment and obtained on their base 2_pyrazolines and 2,3-dihydro-1Н-1,5-benzodiazepines. It is shown, that chalcones, based on 5_formyl and 5_acetylderivatives of 8_hydroxyquinoline, are obtained with good yields under alkali catalysis and have major s_cis-trans-geometry of propenone fragment with its anti-orientation toward quinoline fragment. It is discovered, that the most basic center of these molecules is nitrogen atom of heterocycle, and its protonation changes the character of IMHB, but it influences slightly at the common electron distribution, but, in contrast, deprotonation of HO-group is accompanied with considerable growth of its electronodonor influence at р-system of all the chalcone molecule.

An estimation of corresponding constants is made by spectrophotometric method and its dependence from corresponding structure changes in chalcone molecules. It is shown, that the bromination of enone system may be done only after the process of bromination of heterocycle is complete.

It is estimated, that 5_(8_hydroxyquinoline) fragment causes considerable batochrome and batophlore effect, when it is introduced in position 3 of 2_pyrazoline, when compoare with standard - 1,3,5-triphenyl-2-pyrazoline. In the same time, the decrease of qwantum yield is observed, that is partially compensated when chelating uccurs. First the ability of 5_(8_hydroxyquinoline) derivatives of 2,3_dihydro-1H-1,5_benzodiazepine obtaining is shown. It is shown, that their synthesis is complicated by side process of contraction of seven-membered ring to five-membered, that is being favourabled by acidic character of 8_hydroxile as well as addition of Luis acids. Computer estimation of biological activity of compounbds obtained show the perspectivity of more deep experimental investigation.

Key words: 8_hydroxyquinoline, 2_pyrazolines, 2,3_dihydro-1H-1,5_benzodiazepines, synthesis, IR, UV, NMR1H spectra, chelating, biological activity.

Размещено на Allbest.ur

Работа, которую точно примут
Сколько стоит?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.