Введение к работе
Актуальность темы. Высокая реакционная способность имндатов делает их ценными промежуточными соединениями в органическом сіштезе. Известно, что имидаты и другие производные ими-довых кислот обладают биологической активностью, а также инги-бируют процесс термополимеризации мономеров. Известно также, что азотсодержащие соединения адамантана являются потенциально биологически активными веществами и проявляют термостабнлизи-рующие свойства в отношении виниловых полимеров. Поэтому создание способов получения новых производных адамантана и имидо-вых кислот позволит расширить синтетические возможности и области практического использования этого класса соединений. Диссертационная работа посвящена именно этому разделу химии и технологии производных адамантана.
Диссертационная работа выполнялась по тематаческому плану НИР ВолгГТУ на 1997-2000г. № 30.035 "Синтез биологически ак- . тивных веществ для нужд медицины и сельского хозяйства", по НИР гранта 1998г. Минобразования РФ "Фундаментальные исследования в области химических технологий" раздел 3 "Развитие мстодов направленного синтеза сложных органических соединений с целью получения биологических и лекарственных веществ", фант № 98-8-3.1-99.
Цель работы. Разработка эффективных способов получения адамантилсодержащих нмидатов, незамещенных по атому азота, синтез на их основе N-замещенных нмидатов и амидинов. Изучение свойств и поиск областей практического использования синтезированных соединений.
Задачи:
изучить возможности реакции Пиннсра для синтеза адамантилсо-держащих гидрохлоридов нмидатов различного строения и разработать удобный способ их получения;
изучить реакции ацилирования и фосфорилирования адамантилсодержащих имндатов, незамещенных по атому азота, синтезировать N-замещениые имидаты;
изучить реакцию адамантилсодержащих имндатов с аминами различного строения, синтезировать адамантилсодержащие амидины и изучить их свойства;
провести поиск областей практического применение синтезированных соединений.
Научная новизна.
Установлены особенности поведения адамантилсодержащих нитрилов в реакции Пиннера. На основе уточненной схемы превращений и кинетических данных разработаны эффективные приемы
управления реакцией Пиннсра для адамантилсодсржащих нитрилов, позволившие существенно сократить продолжительность процесса и повысить выход продукта.
Синтезированы и охарактеризованы новые структуры адамантилсодсржащих имидатов, незамещенных по атому азота и их гидрохлоридов, N-замещенных имидатов и амилинов.
Методом химической кинетики установлено, что реакция Пиннера с участием нитрила І-адамантанкарбоновой кислоты протекает в две стадии. На первой образуется І-адамантанкарбокс-имидоилхлорид, который впервые удалось выделить и ндеігпіфици-ровать при комнатной температуре. На второй, медленной, стадии 1-адамантанкарбоксимидоилхлорид реагирует со спиртом с образованием гидрохлорида адамантилсодержащего имидата. Найдено, что вторая стадия реакции подчиняется кинетике первого порядка по имидоилхлориду. Определено значение констаїгг скорости этой реакции.
Впервые определены значения рКа для адамантилсодержащих производных имидовых кислот. Показано существенное влияние электроноакцепторных заместителей у атома азота иминогруппы на уменьшение основности N-замещенных производных адамантилсодержащих имидовых кислот.
Обнаружено термостабилизирующее действие адамантилсодержащих производных имидовых кислот на ПВХ и жидкие хлорпа-рафины.
Установлены виды медико-биологической активности синтезированных веществ.
Практическая ценность. На основе уточненной схемы превращений разработаны эффективные способы синтеза, сделавшие доступными адамантилсодержащне имидаты различного строения, на основе которых с высокими выходами получены другие азотсодержащие производные адамантана, а именно: N-замещенные имидаты и амидины. Синтезированные вещества проявляют эффективное термостабилизіфующее действие на ПВХ и жидкие хлорпара-фины. Для некоторых представителей изученных соединений установлена биологическая активность. Полученные данные свидетельствуют о перспективности поиска новых психотропных средств в данном ряду.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на V и VI Международных конференциях "Наукоемкие химические технологии" (Ярославль, 1998 г., Москва, 1999 г.), на IV межвузовской научно-практической конференции студентов и молодых ученых Волгограда и Волгоградской области «Новые промышленные техника и технологии» (Волгоград, 1998 г.),
на 35, 36, 37 межвузовских научно-практических конференциях ВолгГТУ (Волгоград, 1998,1999, 2000 г.).
Публикация результатов. По теме диссертации опубликованы три статьи в Журнале общей химии, одна статья в Журнале органической химии, тезисы пяти научных докладов.
Объем н структура работы. Диссертация изложена на 140 страницах машинописного текста, содержит 33 таб;гицы, проиллюстрирована 20 рисунками, состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы, включающего 125 наименований, и 3 приложений.
В первой главе дан анализ литературных данных по синтезу, свойствам и применению имидатов и амидинов. Вторая глава посвящена синтезу и свойствам гидрохлоридов адамантилсодержащих имидатов, незамещенных по атому азота. Третья глава посвящена синтезу и свойствам свободных адамантилсодержащих имидатов. В четвертой главе рассмотрены возможные пути практического использования синтезированных соединений. В пятой главе приводится описание экспериментов.