Конкурс научных работ 2016 года
Новые способы синтеза
конденсированных гетероциклических соединений
различного строения и свойств
Баранов Д.С.,1 Уваров М.Н.,1 Кулик Л.В.,1 Глебов Е.М.,
1 Казанцев М.С.,2 Мостович Е.А.,2 Фадеев Д.C.,2 Гатилов Ю.В.2
1 Институт химической кинетики и горения СО РАН, Новосибирск
2 Институт органической химии СО РАН, Новосибирск
Общая формулировка научной проблемы и ее актуальность.
Конденсированные гетероциклические соединения служат основой многих природных и синтетических биологически активных веществ, а также обладают целым рядом других полезных свойств – широко применяются, например, как органические полупроводники и фотоактивные материалы. Высокая практическая значимость гетероциклов позволяет химии гетероциклических соединений чрезвычайно бурно развиваться и занимать одно из ведущих направлений органической химии. Именно к разработке новых методов синтеза гетероциклического ядра относится большинство исследований в этой области, которые неразрывно связаны с изучением взаимосвязи химических свойств соединений с их строением.
Конкретная решаемая в работе задача и ее значение.
В работе [1] сообщается о новом подходе к синтезу нафтодиоксинов, которые являются новыми аналогами известных препаратов. Среди них известны антигипертензивные препараты (doxazosin, piperoxan) и антидепрессанты (idazoxan, fluparoxan).
В работе [2] описан новый способ получения замещенных бензоперимидинов. Аналогичные соединения известны широким спектром биологической активности, в том числе, противобактериальными и антираковыми свойствами.
В работе [3] разработан новый метод синтеза замещенных диазабензопиренов реакцией 1,4-R-этинилантрахинонов с мочевиной в ДМФА.
В работе [4] апробированы способы синтеза ранее неизвестных диазааналогов бензопирена и пирена с тиенильными и дифениламиновыми заместителями. Синтезированные в работах [3,4] соединения представляют собой перспективные строительные блоки для получения новых полупроводящих материалов для нужд органической электроники.
Используемый подход, его новизна и оригинальность.
Превращения пропаргилокси-производных 1,4-нафтохинона 1 под действием этаноламина, приводящие к образованию нафтодиоксинов 2 описаны впервые. Необычным в данной реакции является то, что этаноламин проявляет себя как восстановитель, а не нуклеофил.
В основе нового подхода синтеза группы бензоперимидинов 3-5 лежит реакция аннелирования гуанидина к 1-иодоантрахинону. Главными достоинствами этой работы являются новые простые варианты модификации бензоперимидиного остова, позволяющие значительно увеличить разнообразие соединений данного семейства.
Одновременное замыкание сразу 2-х пиридиновых циклов при антрахиноновом ядре является очень редким и оригинальным способом построения диазааналогов бензопирена 6 и перилена 8. Особенно ценно, что данным методом могут быть синтезированы диазабензопирены 6 и диазаперилены 8 с заместителями различного строения и свойств (алкильные, ароматические, гетероароматические).
Полученные результаты и их значимость.
Разработаны способы синтеза различных нафтодиоксинов, бензоперимидинов, диазабензопиренов и диазапериленов. Синтетические подходы, описанные в работах [1,3,4] на сегодняшний день являются единственными известными методами получения соответствующих конденсированных гетероциклических систем. Более 90% синтезированных соединений описаны и охарактеризованы впервые. Изучены оптические и электрохимические свойства диазабензопиренов и диазапериленов.
Уровень полученных результатов в сравнении с мировым.
Работы выполнены при поддержке РФФИ (проекты 14-03-31183mol_a, 15-03-07682a, 16-03-00082a). Доклад на Международном конгрессе по гетероциклической химии «KOST-2015».
Вклад авторского коллектива.
Около 95% результатов получено благодаря работе сотрудников ИХКГ. Коллеги из НИОХ были задействованы эпизодически для помощи в подтверждении структуры нескольких соединений и изучения электрохимических свойств некоторых веществ.
Список публикаций.
- Denis S. Baranov, Yurii V. Gatilov. Cyclization of 2-(3-R-prop-2-ynyloxy)-4-phenyliminonaphthalen-1(4H)-ones into 2-R-methylidene-6-phenylamino-2,3-dihydro-naphtho[2,1-b]-1,4-dioxines. Mendeleev Commun. 2016, 26, 282-284.
- Denis S. Baranov and Dmitry S.Fadeev. Synthesis of 2-octyloxy-7H-benzo[e]perimidin-7-one and 3-substituted 3H-benzo[e]perimidine-2,7-diones. Mendeleev Commun. 2016, 26, 174-176.
- Denis S. Baranov, Alexandr G. Popov, Mikhail N. Uvarov, Maxim S. Kazantsev, Evgeny A. Mostovich, Evgeni M. Glebov, Leonid V. Kulik. Naphtho[4,3,2,1-lmn][2,9]phenanthrolines: Synthesis, characterization, optical properties and light-induced electron transfer in composites with the semiconducting polymer MEH-PPV. Synthetic Metals, 2015, 201, 43-48.
- Denis S. Baranov, Mikhail N. Uvarov, Maxim S. Kazantsev, Evgeny A. Mostovich, Evgeni M. Glebov, Yurii V. Gatilov, Leonid V. Kulik. Diaza-analogs of benzopyrene and perylene containing thienyl and 4-(phenylamino)phenyl groups: Synthesis, characterization, optical and electrochemical properties. Dyes and Pigments, 2017, 136, 707-714.
