Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Функционализация 2,1,3-бензоксадиазолов терминальными алкинами и нуклеофилами Кузнецова Анастасия Сергеевна

Функционализация 2,1,3-бензоксадиазолов терминальными алкинами и нуклеофилами
<
Функционализация 2,1,3-бензоксадиазолов терминальными алкинами и нуклеофилами Функционализация 2,1,3-бензоксадиазолов терминальными алкинами и нуклеофилами Функционализация 2,1,3-бензоксадиазолов терминальными алкинами и нуклеофилами Функционализация 2,1,3-бензоксадиазолов терминальными алкинами и нуклеофилами Функционализация 2,1,3-бензоксадиазолов терминальными алкинами и нуклеофилами Функционализация 2,1,3-бензоксадиазолов терминальными алкинами и нуклеофилами Функционализация 2,1,3-бензоксадиазолов терминальными алкинами и нуклеофилами Функционализация 2,1,3-бензоксадиазолов терминальными алкинами и нуклеофилами Функционализация 2,1,3-бензоксадиазолов терминальными алкинами и нуклеофилами Функционализация 2,1,3-бензоксадиазолов терминальными алкинами и нуклеофилами Функционализация 2,1,3-бензоксадиазолов терминальными алкинами и нуклеофилами Функционализация 2,1,3-бензоксадиазолов терминальными алкинами и нуклеофилами
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Кузнецова Анастасия Сергеевна. Функционализация 2,1,3-бензоксадиазолов терминальными алкинами и нуклеофилами: диссертация ... кандидата химических наук: 02.00.03 / Кузнецова Анастасия Сергеевна;[Место защиты: Томский политехнический университет http://portal.tpu.ru:7777/council/911/worklist].- Томск, 2014.- 132 с.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Обзор литературы 9

1.1. Синтез 2,1,3-бензоксадиазолов .9

1.1.1. Дегидратация бензо-1,2-хинондиоксимов 9

1.1.2. Синтез 2,1,3-бензоксадиазолов из 2-(нитро)нитрозогалогенаренов .11

1.1.3. Дезоксигенирование N-оксидов 2,1,3-бензоксадиазолов 15

1.2. Реакции галоген-2,1,3-бензоксадиазолов .19

1.2.1 Взаимодействие галоген-2,1,3-бензоксадиазолов с N-нуклеофилами

1.2.2 Взаимодействие галоген-2,1,3-бензоксадиазолов с O, S нуклеофилами 24

1.2.3 Реакции электрофильного замещения 2,1,3-бензоксадиазолов .29

Глава 2. Обсуждение результатов 34

2.1. Синтез и химические свойства 4-арилокси(арилтио)-6-бром-2,1,3 бензоксадиазолов .34

2.2. Синтез 6-арилокси- и 6-амино-4-бром-2,1,3-бензоксадиазолов на основе 2,6 дибром-4-фторнитрозобензола .45

2.2.1. Синтез 6-арилокси-4-бром-2,1,3-бензоксадиазолов на основе 2,6-дибром 4-фторнитрозобензола .45

2.2.2. Синтез и модификация 7-бром-N-R-2,1,3-бензоксадиазол-5-аминов 2.3. Изучение реакций N-алкил-6(4)-бром-2,1,3-бензоксадиазол-4(6)-аминов с терминальными алкинами .62

2.4. Изучение реакций 4-(R-ариламино)-7-нитро-2,1,3-бензоксадиазолов с нитрующими и нитрозирующими реагентами 71

2.5. Флуоресцентные свойства 2,1,3-бензоксадиазолов и их применение в качестве люминесцентных меток 82

Глава 3. Экспериментальная часть 91

3.1. Материалы и оборудование 91

3.2. Синтез 4-(4-R-арилокси(тио))-6-бром-2,1,3-бензоксадиазолов 92

3.3. Синтез 4-(4-R-арилокси(тио))-6-алкиламино-2,1,3-бензоксадиазолов .95

3.4. Синтез 4-(4-R-арилокси)-2,6-дибромнитрозобензолов .98

3.5. Синтез 6-(4-R-арилокси)-4-бром-2,1,3-бензоксадиазолов .99

3.6. Синтез и модификация 7-бром-N-R-2,1,3-бензоксадиазол-5-аминов .100

3.7. Взаимодействие 4,6-дибром- и 4(6)-бром-6(4)-алкиламино-2,1,3-бензоксадиазолов с фенилацетиленом и 2-метилбут-3-ин-2-олом 104

3.8. Синтез динитропроизводных 2,1,3-бензоксадиазолов на основе 4-(R-ариламино)-7-нитро-2,1,3-бензоксадиазолов 110

3.9. Синтез и модификация 4-(2-метиламиноэтанол)-7-нитро-2,1,3-бензоксадиазола .114

3.10. Синтез флуоресцентных аналогов дезоксицитидина и дезоксиуридина, содержащих остатки производных 2,1,3-бензоксадиазола .116

Выводы .119

Список литературы

Дегидратация бензо-1,2-хинондиоксимов

Из литературных источников известно, что фуразановое кольцо в 2,1,3-бензоксадиазолах проявляет электроноакцепторное влияние и облегчает протекание реакций галогенбензофуразанов с нуклеофильными реагентами [36].

В работе [37] показано, что нагревание 4-хлор-2,1,3-бензоксадиазола (2е) или 5-хлор-2,1,3-бензоксадиазола (2м) с морфолином в ДМСО приводит к прямому замещению атома хлора и образованию 4(5)-морфолино-2,1,3-бензоксадиазолов (24, 25).

Присутствие нитрогруппы в положении 7 значительно ускоряет реакции нуклеофильного замещения галогена, находящегося в положении 4 в галогенбензофуразанах [38]. Так, например, взаимодействие 7-хлор-4 нитробензофуразана (2р) с метиламином или диметиламином протекает практически моментально. Схема N

Введение второй нитрогруппы в карбоцикл бензофуразана еще больше повышает нуклеофильную подвижность хлора в реакциях аминирования [39.]. 4-Амино-5,7-динитро-2,1,3-бензоксадиазол (27) с высоким выходом получают при пропускании аммиака через бензольный раствор 4-хлор-5,7-динитро-2,1,3-бензоксадиазола (2с).

Реакциям 4,6-дигалогенбензофуразанов с аминами посвящено небольшое количество работ. В статье [40] изучено взаимодействие 4,6-дихлор-2,1,3-бензоксадиазола (2ж) с диметиламином. Авторы работы полагают, что продукт реакции имеет структуру 6-диметиламино-4-хлор-2,1,3-бензоксадиазола (23д).

Однако позднее было установлено [25], что аминирование 4,6-дигалоген-2,1,3-бензоксадиазолов алкил- или диалкиламинами приводит к образованию 4-[алкил(диалкил)амино]-6-бром(хлор)-2,1,3-бензоксадиазолов (28).

Структура полученных веществ (28) была подтверждена данными рентгеноструктурного анализа. Альтернативные бензофуразаны, содержащие в положении 6 аминогруппу, а в 4-м – атом галогена были получены авторами этой же работы из 4-амино-2,6-дигалогеннитрозобензолов (21а-е). Схема X

Таким образом, полученные данные подтверждают, что объектом первоначальной атаки амина в субстратах (2ж,к) является атом углерода, находящийся в положении 4, а не 6.

Бензофуразаны, содержащие в молекуле аминогруппу и другие функциональные группы (-NH2, -SMe, -OMe.) обладают люминесцентными свойствами [40]. Так, em для 4-хлор-6-диметиламино-2,1,3-бензоксадиазола (28д) составляет 503 нм в циклогексане или 561 нм в ацетонитриле. Флуоресцентные свойства 2,1,3-бензоксадиазолов открывают перспективы использования их в качестве биолюминесцентных меток. 4,6-Дигалогенбензофуразаны, содержащие нитрогруппу в 7 положении, реагируют с ариламинами преимущественно путем замещения атома хлора, находящегося в положении 6 [42].

В работе [43] показано, что взаимодействие 4,6-дихлор-5,7 динитробензофуразана (2у) с одним эквивалентом морфолина в метаноле приводит к образованию монозамещенного продукта (33). Дальнейшая обработка вещества (33) пиперидином приводит к замещению второго атома хлора. Схема N

Авторы работы предполагают, что реакция протекает по механизму SNAI «присоединения-отщепления» характерному для нуклеофильного замещения галогена в активированных галогенаренах [45]. Согласно предложенному механизму на первой стадии метоксид-ион присоединяется к субстрату (2е,и,ф) с образованием анионного -комплекса, а на второй стадии галогенид-ион отщепляется с образованием продукта замещения (35). Схема X Исследование взаимодействия 4-галоген-2,1,3-бензоксадиазолов (2е,и,ф) с S-нуклеофилами достаточно детально изучено в ряде работ [46-48]. 4-Фтор-2,1,3 бензоксадиазол (2и) реагирует с метилтиолят-ионом в метаноле при 45 oC с образованием только одного вещества – 4-метилтиобензофуразана (36). В тех же условиях из 4-хлор(бром)бензофуразана (2е,ф) образуется продукт нормального замещения (4-метилтиобензофуразан (36) ) и кине-замещения (5 метилтиобензофуразан (37)) [46]. Образование продукта кине-замещения происходит по «аномальному» пути SNAr, и включает 2 стадии: образование аддукта – 4-хлор(бром)2,1,3-бензоксадиазола с алкилтиолят анионом и отщепление галогенводорода. Продукт 4-метилтиобензофуразан (36) может получаться по механизму SNAr или согласно «аномальному пути» SNAr.

В последующих работах [47,48] этих же авторов было исследовано влияние объема заместителей и сольватирующих эффектов на процентное соотношение продуктов ипсо- и кине-замещения. Было установлено, что реакционная способность в ряду MeS", /-PrS", ґ-BuS", уменьшается, несмотря на увеличение нуклеофильности серы. На ход реакции также влияет размер и природа атома галогена; 4-фторбензофуразаны (2и) являются более реакционноспособными, чем бром- и хлорпроизводные (2е,ф). Авторами также было доказано, что проведение реакции в трет-бутиловом спирте в сравнении с метиловым и изопропиловом спиртами приводит только к образованию продукта нормального замещения. Продукт ипсозамещения образуется согласно механизму SNAr, конкурирующий механизм при этом АЕа не реализуется.

Введение нитрогруппы в положение 4 карбоцикла галогенбензофуразана способствует прямому замещению атома галогена S- и О-нуклеофилами и облегчает ход реакции за счет электроноакцепторного влияния [38,44]. 4-Нитро-7-хлор(бром)-2,1,3-бензоксадиазолы взаимодействуют с алканолами, алкилтиоломи, аренолами и арентиолами при комнатной температуре в присутствии пиридина или ацетата калия.

Взаимодействие галоген-2,1,3-бензоксадиазолов с N-нуклеофилами

Циклизация 2-бром-6-азидо-4-аминонитрозобензолов. К реакционной массе прибавляется водный раствор азида натрия. После чего реакционная масса нагревается до 50-60 оС и выдерживается в течение 40 мин.

Проведение синтеза таким методом является более удобным и позволяет синтезировать 2,1,3-бензоксадиазолы, содержащие в молекулах вторичную аминогруппу. Таким же способом можно получить и бензофуразаны, содержащие в молекулах остатки аминоспиртов (23к,л).

Строение и состав полученных соединений (23ж-л) подтверждены данными ЯМР 1H-спектроскопии, масс-спектрометрии и элементного анализа (табл. 4). Так, например, в ЯМР 1H-спектре 6-N-метилэтаноламино-4-бром-2,1,3-бензоксадиазола (23л) (рис.8) в слабом поле в области от 3.0 м.д. - 3.6 м.д. расположены сигналы протонов метильной и метиленовых групп. Сигнал протона гидроксильной группы находится при 4.8 м.д. При 6.4 м.д. и 7.9 м.д. находятся сигналы протонов карбоцикла бензофуразана, находящихся в положении 5 и 7 соответственно. Дальнейшая функционализация веществ (23к,л) проводилась с использованием бензолсульфохлорида (БСХ) в пиридине при 50-60 оС. В полученных веществах (58а,б) гидроксильная группа замещается атомом хлора.

Строение и состав полученных веществ подтверждается данными физико-химических методов анализа. ЯМР 1Н-Спектры 2,1,3-бензоксадиазолов (58а,б) подобны ЯМР 1Н-спектрам соединений (23к,л), но в них отсутствует сигналы протонов гидроксильных групп, сигналы других протонов остаются практически неизменными (рис. 9).

Вещества (58а,б) содержат подвижный атом хлора, удаленный от карбоцикла, способный подвергаться нуклеофильному замещению. В связи с этим соединения (58а,б) вводились в реакцию с избытком азида натрия, что приводило к замещению атома хлора азидогруппой.

Структура и состав полученных веществ подтверждены данными элементного анализа (табл.5) и физико-химическими методами анализа. На рис.10 приведен ИК- спектр соединения (59а), при 2098 см-1 имеется характеристическая интенсивная полоса валентных колебаний азидогруппы [61]. На рис. 11 представлены фрагменты ЯМР 1H-спектров соединений (59б) и (58б). Замещение атома хлора азидогруппой приводит к небольшим изменениям химических сдвигов сигналов протонов метиленовых групп, так их триплетные сигналы расположены при 3.57 и 3.77 м.д., по сравнению с исходным (58б) в котором сигналы протонов метиленовых групп, расположены при 3.83 и 3.91 м.д., мультиплетность и значения химических сдвигов для остальных протонов остаются практически неизменными.

В результате выполнения этой части работы нами был разработан способ синтез 2,1,3-бензоксадиазолов, содержащих в положении 6 остатки вторичных алкиламинов или аминоспиртов, предложены способы дальнейшей модификации полученных бензофуразанов. Синтезированные соединения (59а,б) содержат линкерную азидогруппу и проявляют люминесцентные свойства, в связи с этим они могут быть использованы в качестве флуоресцентных меток в «клик»-химии.

Бензофуразаны, содержащие в молекулах ацетиленовый фрагмент, непосредственно связанный с карбоциклом малоизучены, хотя они также обладают люминесцентными свойствами. Такие производные бензоксадиазолов получают, используя палладий катализируемую реакцию Соногаширы. Удобными субстратами для проведения данной реакции являются бромсодержашие бензофуразаны. Так, 4,7-дибром-5,6-диметокси-2,1,3-бензоксадиазол (62) реагируют с 1-додексилокси-4-этинилбензолом (63а) или 1,2-бис(додецилокси)-4-этинилбензолом (63б) с образованием соответствующих конъюгатов (64а,б) [70]. Схема Br

Бензоксадиазолы, в которых имеется терминальный этинильный фрагмент, связанный с карбоциклом бензофуразана, можно получить через ряд промежуточных продуктов [71]. 5-Этинил-2,1,3-бензоксадиазол (67) получают из 5-бром-2,1,3-бензоксадиазола (65) через образование промежуточного вещества – 5(триметилсил)этинил-2,1,3-бензоксадиазола (66).

Данные об использовании 4,6-дибром- и 4(6)-бром-6(4)-алкиламино-2,1,3-бензоксадиазолов (2к, 23, 28) в качестве субстратов в реакции кросс-сочетания нам не известны. В связи с этим представлялось интересным изучить реакции взаимодействия 4,6-дибром- и 4(6)-бром-6(4)-алкиламино-2,1,3-бензоксадиазолов с терминальными алкинами. Нами было установлено, что бромбензоксадиазолы, содержащие атомы брома в положениях 4 (28а,б) или 6 (23а,г), а также в обоих положениях (2к), реагируют с фенилацетиленом и 2-метилбут-3-ин-2-олом в кипящем бензоле в присутствии трифенилфосфина, хлорида палладия (II), иодида меди и триэтиламина в атмосфере аргона [72].

Синтез 6-арилокси-4-бром-2,1,3-бензоксадиазолов на основе 2,6-дибром 4-фторнитрозобензола

Последующее развитие химии этого класса соединений обусловлено с одной стороны разнообразием их химических превращений, связанных с наличием в их молекулах бензольного кольца и фуразанового ядра [1-3]. С другой стороны 2,1,3 бензоксадиазолы обладают рядом полезных свойств, обуславливающих возможность их использования в медицине, сельском хозяйстве и некоторых областях техники. Так, некоторые бензофуразаны обладают иммуносупрессивным, антилейкемическим, противоревматическим действием [4-5]. Другие представители этого класса могут использоваться как люминесцентные аналитические реагенты для определения различных фармакологически активных веществ в лекарственных препаратах и биологических жидкостях [6-8]. Актуальным также является использование производных бензофуразана в качестве люминесцентных меток в биохимических исследованиях [9-11].

Актуальность темы. 2,1,3-Бензоксадиазолы имеют огромный спектр применения, поэтому разработка новых удобных путей синтеза и дальнейших модификаций производных бензофуразана остается одним из востребованных направлений органического синтеза.

Цель работы состояла в изучении взаимодействия 4,6-дибром-2,1,3-бензоксадиазола с аренолами и арентиолами; отношения 4-(R-ариламино)-7-нитро-2,1,3-бензоксадиазолов к нитрующим и нитрозирующим реагентами; разработке способов получения 6-арилокси-4-бром-2,1,3-бензоксадиазолов на основе 2,6-дибром-4-фторнитрозобензола, бензофуразанов, содержащих в молекулах этинильный фрагмент и аминогруппу; получении на их основе модифицированных нуклеозидов и исследовании люминесцентных свойств некоторых производных 2,1,3-бензоксадиазолов и их конъюгатов.

Научная новизна данной работы заключается в том, что было проведено исследование взаимодействия 4,6-дибром-2,1,3-бензоксадиазола с аренолами и арентиолами, впервые установлено, что в 4,6-дибром-2,1,3-бензоксадиазоле бром, находящийся в положении 4 обладает большей нуклеофильной подвижностью по отношению к арилат- и арилтиолят-ионам.

Впервые установлено, что взаимодействие 2,6-дибром-4 фторнитрозобензола с арилат-ионами протекает с замещением атома фтора и образованием 4-(4-R-арилокси)-2,6-дибромнитрозобензолов, субстратов для синтеза 6-(4-R-арилокси)-4-бром-2,1,3-бензоксадиазолов. Впервые предложен способ получения 7-бром-N-R-2,1,3-бензоксадиазол-5 аминов на основе 2,6-дибром-4-фторнитрозобензола в одну технологическую стадию. Предложен способ получения N-(2-азидоэтил)-7-бром-N-R-2,1,3 бензоксадиазол-5-аминов. Впервые показана возможность использования 4,6-дибром- и 4(6)-бром-6(4)-алкиламино-2,1,3-бензоксадиазолов в качестве субстратов в медь-катализируемой реакции Соногаширы. Синтезирована группа 2,1,3-бензоксадиазолов, содержащих в молекулах аминогруппу и этинильную группу, непосредственно связанную с карбоциклом. Впервые исследовано отношение 4-(R-ариламино)-7-нитро-2,1,3 бензоксадиазолов к нитрующим и нитрозирующим реагентам; установлено, что обработка 4-(4-метилфениламино)-7-нитро-2,1,3-бензоксадиазола нитрующей смесью, нитрозилсерной кислотой или нитритом натрия в уксусной кислоте приводит к образованию 4-(2-нитро-4-метилфениламино)-7-нитро-2,1,3 бензоксадиазола, а обработка 4-бензиламино-7-нитро-2,1,3-бензоксадиазола нитрующей смесью или нитрозилсерной кислотой приводит к вступлению нитрогруппы в бензоксадиазольное кольцо и образованию 4-бензиламино-5,7 7 динитро-2,1,3-бензоксадиазола. Установлено, что в условиях, рекомендуемых для N-нитрозирования (NaNO2, CH3COOH) из 4-бензиламино-7-нитро-2,1,3 бензоксадиазола образуется 4-(N-нитрозобензиламино)-7-нитро-2,1,3 бензоксадиазол со степенью чистоты 90%; на основании полученных данных предложены механизмы реакции.

Впервые показано, что 4(6)-морфолин-4(6)-ил-6(4)-этинил-2,1,3 бензоксадиазолы и N-(2-азидоэтил)-N-метил-7-нитро-2,1,3-бензоксадиазол-4-амин могут быть использованы в качестве люминесцентных меток нуклеозидов и олигонуклеотидов; установлено, что полученные модифицированные нуклеозиды и олигонуклеотиды обладают люминесцентными свойствами, причём максимумы эмиссии находятся в области, удобной для биохимических исследований (560-596 нм).

Практическая значимость. Разработанные способы получения производных 2,1,3-бензоксадиазолов путем взаимодействия на основе реакций 4,6-дигалоген-2,1,3-бензоксадиазолов с аренолами и арентиолами; 2,6-дибром-4 фторнитрозобензола с аренолами, а также на основе нитрования, нитрозирования 4-(R-амино)-7-нитро-2,1,3-бензоксадиазолов, кросс-сочетания 4,6-дибром- и 4(6) бром-6(4)-алкиламино-2,1,3-бензоксадиазолов с терминальными алкинами, позволили синтезировать новые группы бензофуразанов, перспективных для исследования их биохимической активности. Найденные методы получения люминесцентных модифицированных нуклеозидов или олигонуклеотидов на основе 2,1,3-бензоксадиазолов позволяют рассматривать полученные конъюгаты в качестве флуоресцентных меток в медицинской диагностике и биохимических исследованиях.

Результаты настоящей работы были представлены на Всероссийской конференции по органической химии, посвящённой 75-летию со дня основания Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН (Москва, 2009); International Symposium «Advanced Science in Organic Chemistry» (Крым, 2010); Всероссийской конференции «Современные проблемы органической химии», посвящённой 80-летию со дня рождения академика В.А. Коптюга (Новосибирск, 2011); XIX Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Волгоград, 2011); III Всероссийской конференции по органической химии (Санкт-Петербург, 2013); XV Международной научно-практической конференции имени профессора Л. П. Кулёва студентов и молодых ученых «Химия и химическая технология в XXI веке» (Томск, 2014).

Автор выражает искреннюю благодарность Васильевой Светлане Викторовне, к.х.н, доценту, научному сотруднику и Сильникову Владимиру Николаевичу, д.х.н., профессору, заведующему лабораторией органического синтеза Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН за помощь оказанную при синтезе модифицированных производных нуклеозидов и изучение их люминесцентных свойств. Также автор выражает искреннюю благодарность Королеву Валерию Владимировичу к.х.н., доценту, научному сотруднику лаборатории механизмов реакций Института химической кинетики и горения СО РАН, за помощь в записи спектров флуоресценции.

Взаимодействие 4,6-дибром- и 4(6)-бром-6(4)-алкиламино-2,1,3-бензоксадиазолов с фенилацетиленом и 2-метилбут-3-ин-2-олом

Известно, что взаимодействие 4-галоген-2,1,3-бензоксадиазолов (2е,и,ф) с метоксид-ионом в метаноле приводит к 4-метоксибензофуразанам (35) [44]. Схема

Авторы работы предполагают, что реакция протекает по механизму SNAI «присоединения-отщепления» характерному для нуклеофильного замещения галогена в активированных галогенаренах [45]. Согласно предложенному механизму на первой стадии метоксид-ион присоединяется к субстрату (2е,и,ф) с образованием анионного -комплекса, а на второй стадии галогенид-ион отщепляется с образованием продукта замещения (35). Схема X

Исследование взаимодействия 4-галоген-2,1,3-бензоксадиазолов (2е,и,ф) с S-нуклеофилами достаточно детально изучено в ряде работ [46-48]. 4-Фтор-2,1,3 бензоксадиазол (2и) реагирует с метилтиолят-ионом в метаноле при 45 oC с образованием только одного вещества – 4-метилтиобензофуразана (36). В тех же условиях из 4-хлор(бром)бензофуразана (2е,ф) образуется продукт нормального замещения (4-метилтиобензофуразан (36) ) и кине-замещения (5 метилтиобензофуразан (37)) [46]. Образование продукта кине-замещения происходит по «аномальному» пути SNAr, и включает 2 стадии: образование аддукта – 4-хлор(бром)2,1,3-бензоксадиазола с алкилтиолят анионом и отщепление галогенводорода. Продукт 4-метилтиобензофуразан (36) может получаться по механизму SNAr или согласно «аномальному пути» SNAr.

В последующих работах [47,48] этих же авторов было исследовано влияние объема заместителей и сольватирующих эффектов на процентное соотношение продуктов ипсо- и кине-замещения. Было установлено, что реакционная способность в ряду MeS", /-PrS", ґ-BuS", уменьшается, несмотря на увеличение нуклеофильности серы. На ход реакции также влияет размер и природа атома галогена; 4-фторбензофуразаны (2и) являются более реакционноспособными, чем бром- и хлорпроизводные (2е,ф). Авторами также было доказано, что проведение реакции в трет-бутиловом спирте в сравнении с метиловым и изопропиловом спиртами приводит только к образованию продукта нормального замещения. Продукт ипсозамещения образуется согласно механизму SNAr, конкурирующий механизм при этом АЕа не реализуется.

Введение нитрогруппы в положение 4 карбоцикла галогенбензофуразана способствует прямому замещению атома галогена S- и О-нуклеофилами и облегчает ход реакции за счет электроноакцепторного влияния [38,44]. 4-Нитро-7-хлор(бром)-2,1,3-бензоксадиазолы взаимодействуют с алканолами, алкилтиоломи, аренолами и арентиолами при комнатной температуре в присутствии пиридина или ацетата калия.

В работе [49] отмечается, что замещение галогена в галогеннитробензофуразанах может осуществляться как тиофенолят-ионом, так и непродиссоциировавшим тиофенолом. Интересно, что реакция с тиофенолятом натрия протекает неселективно, а с образованием побочных продуктов, которые авторами не были идентифицированы. Взаимодействие 4-нитро-7-галоген-2,1,3-бензоксадиазолов (2р,х,ц) с тиофенолом и его производными протекает в метаноле при 25 оС. Авторами работы указывается, что реакция протекает по механизму SNAr, где скорость определяющей стадией, по мнению авторов, является отщепление протона от положительно заряженного атома серы в -комплексе.

Для галогенсульфопроизводных (2ч) 2,1,3-бензоксадиазола реакция с S-нуклеофилами протекают медленнее, чем для нитропроизводных, это связано с тем, что сульфогруппа проявляет меньший электроноакцепторный эффект по сравнению с нитрогруппой [50].

На протекание реакций аммониевых солей 4-хлор-7-сульфобензофуразана (2ч) с аминокислотами и пептидами влияет pH среды и природа используемой буферной системы. Использование боратного буфера и поддержание pH 10 являются наиболее оптимальными условиями для взаимодействия глутатиона с соединением (2ч). Схема N

Соединения (39а-г) обладают флуоресцентными свойствами, em лежит в области 450 - 515 нм. Интенсивность флуоресценции увеличивается в неполярных безводных растворителях. Это позволяют использовать соединение (2ч) в качестве тиолспецифичного флуоресцентного реагента.

В литературе опубликовано немного данных о взаимодействии дигалогенбензофуразанов с O- и S-нуклеофилами. В работе [41] показано, что 4,6-дибром- (2к) и 4,5,6-трибром-2,1,3-бензоксадиазол (2ш) реагируют с метилатом натрия с замещением только одного атома брома.

Нитрованием нитробензофуразана 4-хлор-7-нитробензофуразана (2р) или 4-хлор-5 (2э) можно получить 4-хлор-5,7-динитро-2,1,3 бензоксадиазол (2с) [54]. Использование в качестве субстрата соединения (2э) позволяет оптимизировать процесс и повысить выход целевого продукта. Вероятнее всего нитрование вещества (2э) протекает более селективно по причине согласованной ориентации атома хлора и нитрогруппы.

Похожие диссертации на Функционализация 2,1,3-бензоксадиазолов терминальными алкинами и нуклеофилами