Введение к работе
Актуальность темы
Аминометильные производные ряда фурана давно используются как полупродукты в синтезе биологически активных соединений. Среди них известны предшественники мускарина и мускариноподобных соединений. Введение аминометильной группы в фурановый фрагмент дитерпеноида -ламбертиановой кислоты - привело к созданию новой группы ноотропных препаратов. (Аминометил)фураны используются как удобные промежуточные продукты в синтезе биологически активных соединений пергидроазинового и пергидроазольного ряда. (б-Фурфуриламино)пурин явился первым из обнаруженных веществ, стимулирующих деление клетки. Циклический тример 5-(аминометил)-2-фуранкарбоновой кислоты недавно начали использовать как новый синтетический рецептор для распознавания карбоксилазы.
Таким образом, аминометильные производные фурана являются перспективными синтонами для получения новых биологически активных соединений и лекарственных препаратов. Вместе с тем, используемые до настоящего времени методы синтеза таких аминов не позволяют достаточно свободно варьировать структуру фуранового фрагмента, поскольку в большинстве случаев используется либо аминоалкилирование фуранов, имеющих свободное а-положение и донорный заместитель в ядре (реакция Манниха), либо восстановление азотсодержащих производных фурфурола. Большинство синтезированных аминов ряда фурана являются третичными, что сильно сужает область их применения в реакциях, проходящих с участием аминогруппы. В связи с этим особую важность приобретает разработка методов получения первичных аминов ряда фурана, особенно имеющих дополнительные функциональные группы.
Весьма перспективным с этой точки зрения является введение аминогруппы путем нуклеофильного замещения галогена в галогенметильных производных фурана.
Галогенметильные производные фурана, не содержащие акцепторного заместителя в кольце, крайне лабильны, однако уже введение сложноэфирной группы придает системе устойчивость. Кроме того, построение определенным образом замещенного производного фурана начинается, как правило, именно с получения эфира соответствующей фуранкарбоновой кислоты путем замыкания гетероцикла. Методы синтеза галогенметильных производных эфиров фуранкарбоновых кислот разработаны довольно подробно, поэтому использование их в качестве исходных соединений обеспечивало значительное разнообразие относительного расположения и структуры заместителей в фурановом кольце.
Цель диссертационной работы состояла в выяснении возможности синтеза первичных (аминометил)фуранов из галогенметильных производных эфиров полизамещенных фуранкарбоновых кислот по реакции Делепина и в
определении перспектив использования этих продуктов для получения ранее неизвестных производных ]Ч-(фурилметил)пиррола по реакции Пааля-Кнорра, а также для синтеза эфиров (изоцианометил)фуранкарбоновых кислот.
Научная новизна исследования
В результате изучения реакции Делепина с эфирами полизамещенных (галогенметил)фуранкарбоновых кислот установлено, что она может служить общим методом синтеза (аминометил)фуранов. Показано, что в процессе алкилирования уротропина наибольшее влияние на выход целевых продуктов оказывают стерические факторы, а относительное расположение галогенметильной и сложноэфирной групп существенного значения не имеет. Природа галогена определяет экзотермичность процесса и время реакции, но не сказывается на выходе целевых продуктов.
Изучение реакции Пааля-Кнорра с аминометильными производными фуранкарбоновых кислот в качестве аминокомпонента показало, что быстрее всего реакция идет с ос-(аминометил)фуранами, но сильно замедляется при наличии рядом с аминогруппой карбоксильной группы, а также при локализации аминометильной группы в [3-положении.
Показано, что дегидратация эфиров (формиламинометил)фуранкарбоновых кислот смесью хлористый тионил-триэтиламин приводит к соответствующим изоцианидам. При этом изоцианометильную группу можно ввести в любое положение фуранового кольца.
Практическая иенность работы
Разработаны методики синтеза и получены спектральные характеристики ранее неизвестных производных фурана, таких как (аминометил)-фуранкарбоновые кислоты, их эфиры и амиды, полизамещенные (N-пирролилметил)фуранкарбоновые кислоты и эфиры (изоцианометил)-фуранкарбоновых кислот.
Достоверность и надежность результатов
Достоверность и надежность экспериментальных данных и выводов работы обеспечены тщательностью проведения эксперимента, а также применением современных методов установления структуры полученных соединений, включая методы спектроскопии ЯМР и ПК. Сделанные в работе выводы логично следуют из полученных экспериментальных данных.
Личный вклад автора состоит в непосредственном получении экспериментальных данных, вошедших в текст диссертации, разработке методологии исследования и интерпретации полученных результатов, а также в участии в формулировке цели, задач и выводов данной работы.
Апробаиия работы
Материалы работы представлены на международной конференции по химии гетероциклических соединений «Кост-2005» (Москва, МГУ, 2005) и международной конференции «Органическая химия от Бутлерова и Бейлыптейна до современности» (Санкт-Петербург, СПбГУ, 2006).
По теме диссертации опубликованы 2 статьи в Журнале Общей Химии.
Структура и объем работы
