LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Хімічні науки → Синтез і спектральні властивості гексагідродициклопентано[b,e]піридинів, їх солей та дигідропохідних

бензофуранового похідних 2.11-2.13 сигнали ближчих до піридинового ядра ароматичних протонів стирильних залишків перебувають у більш сильному полі, ніж протон ядра в положенні 8 дициклопентанопіридину (рис. 1).

У той же час для всіх інших сполук 2.1-2.9; 2.14-2.19 спостерігається протилежне: незалежно від використаного розчинника, сигнали орто-протонів залишку при С-8 перебувають в більш сильних полях. На наш погляд, цей факт є прямим свідченням того, що в розчинах лише молекули похідних з п'ятичленними циклами 2.11-2.13 знаходяться переважно в планарній конформації, а інші сполуки 2.1-2.9; 2.14-2.19 – у непланарній. Як мінімум один ароматичний залишок у їх молекулах має значне відхилення від площини піридинового ядра. Крім того, для сполук 2.11-2.13, внаслідок розташування замісника при С-8 в площині молекули, протони метиленових груп у положеннях 1 і 7 є найбільш дезекранованими (рис. 1). Для сполуки 2.9 аналогічні протони потрапляють у простір над бічним бензольним кільцем, у якому вони екрануються кільцевими струмами молекули, внаслідок чого сигнали протонів цих метиленових угруповань у спектрі 1Н-ЯМР є дещо зміщеними в сильне поле. Слід зазначити, що усі сполуки, окрім 2.9 та 2.13, мають близькі значення хімічних зсувів протонів метиленових груп у положеннях 2 і 6. А розташування сигналів цих метиленових протонів в найбільш слабкому полі для фуран- та тіофен-похідних 2.11-2.13 ще раз підтверджує, що ці сполуки в розчинах мають плоску конформацію

Отже, дані 1Н-ЯМР спектроскопії повністю підтверджують результати квантово-хімічних розрахунків. Вони свідчать, що найбільш планарну конформацію мають сполуки з п'ятичленними гетероароматичними замісниками. Якщо замісники є шестичленними ароматичними циклами, вони виходять із площини молекули на кут, при якому зберігається кон'югація між окремими частинами молекули.


Модифікація структури гексагідродициклопентано[b,e]піридинів

Виявлено, (див. с. 10-15) що електронодонорні замісники в пара-положеннях ароматичних циклів посилюють сольватохромні властивості дициклопентанопіридинів, значно збільшуючи поляризацію молекули у збудженому стані. Отже, при створенні флуоресцентних зондів на основі цих сполук сенсорні групи слід розміщувати у названих пара-положеннях. Ці міркування спонукали нас до синтезу гекса(амінометильних), алкіл- та ацилпохідних дициклопентанопіри-динів з метою наступного флуориметричного вивчення їх кислотно-основних властивостей у водних розчинах.

Взаємодією гідроксипохідних 2.15 та 2.18 з біс-(диметиламіно)метаном та N,N-ди-(морфоліл)метаном в умовах реакції Манніха отримано три- та гексаамінометильні похідні 5.1-5.3.

В спектрах 1Н-ЯМР амінометильних похідних спостерігаються характерні сигнали протонів метиленових груп (3.60-3.71 м.ч.) та протонів амінометильних груп N(СН3)2 в області 2.34-2.39 м.ч. для сполук 5.1-5.2, та морфолінових протонів N(СН2)2 - 3.78 м.ч. і О(СН2)2 - 2.63 м.ч. для сполуки 5.3.

Зонди, що мають збільшену ліпофільність молекули використовуються при вивченні клітинних мембран. На шляху до створення таких зондів нами було проведено ацилювання сполук 2.15 та 2.18. Отримано поліацилпохідні гексагідродициклопентано[b,e]піридинів 6.1а-6.9г з виходами 80-92%.

В результаті алкілювання гексагідродициклопентано[b,e]піридинів 2.7, 2.15 та 2.18 було отримано сполуки 7.1а-7.7г . Виходи триалкілпохідних не перевищували 53%.


Синтез полікарбоксильних похідних гексагідродициклопентано[b,e]піридинів

Внаслідок високої ліпофільності молекул синтезованих сполук вони мають низьку розчинність у воді і високу здатність до агрегації у водних розчинах. Тому наступним нашим кроком було створення на їх основі флуоресцентного індикатора, що має добру розчинність у водному середовищі, а саме - полікарбоксильних похідних гексагідродициклопентано[b,e]піридинів 8.1-8.2. Їх синтезували із алкільованих похідних 7.3б-7.4б кип'ятінням у водному розчині лугу з наступною нейтралізацією. У спектрах 1Н-ЯМР кислот 8.1-8.2 зникають характерні сигнали метоксильних груп вихідних естерів. Відповідно, з'являються сигнали гідроксильних протонів в області 11.96 м.ч.


Синтез октагідродициклопентано[b,e]піридинів

Нами розроблено метод синтезу похідних 1,4-дигідропіридину складної будови, а саме – 8-(арил)-3,5-ди[(E)-арилметиліден]-4-R-1,2,3,4,5,6,7,8-октагідродициклопентано[b,e]піридинів. Метод полягає у конденсації трьох еквівалентів альдегіду (ароматичного чи гетероароматичного), двох еквівалентів циклопентанону та первинного аміну в абсолютному спирті з домішкою каталітичних кількостей оцтової кислоти. Попарне співпадання сигналів протонів ароматичних залишків, протонів метинових та метиленових груп у спектрах 1Н-ЯМР сполук 9.1-9.12 свідчить, що їх молекули є симетричними.

Отже, кратні зв'язки у дигідропіридинах мають найменш стерично утруднену ЕЕ-конфігурацію, так як і у випадку дициклопентанопіридинів. В 1Н-ЯМР спектрах синтезованих сполук 9.1-9.12 окрім сигналів протонів ароматичних, метинових та метиленових груп спостерігається характерний сигнал – однопротонний синглет в області 4.30-4.80 м.ч. Він віднесений до протону 8-Н дигідропіридинового фрагменту.


Синтез N-арил- та N-алкілпіридинієвих солей

Серед дициклопентанопіридинієвих солей описані лише N-заміщені солі 2,3,5,6-бістриметиленпіридинію без замісників у бічних ароматичних кільцях. Беручи до уваги, що в умовах синтезу дигідропіридинів (12.1-12.3) поряд із цими сполуками утворювались в невеликій кількості продукти їх подальшого окиснення – солі піридинію, ми провели спробу синтезувати ці солі одноколбовим методом, шляхом синтезу відповідних дигідропіридинів і подальшого їх окиснення у цільовий продукт. Окиснення здійснювали еквімолярними кількостями пероксиду водню у соляній кислоті. В результаті піридинієві солі були отримані з виходом 8-15%. В подальших дослідах виявилось, що значно кращим методом синтезу солей дициклопента[b,e]піридинію є двоколбовий варіант, коли проміжні сполуки – похідні 1,4-дигідропіридину виділяються у кристалічному вигляді (їх вихід становить 80-90%) і далі окиснюються у піридинієві солі. Вихід останніх при цьому становить 70-75%.

Перхлорати дициклопентано[b,e]піридинію 13.1-13.5 синтезували аналогічно хлоридам 12.1-12.3 з відповідних дигідропіридинів (9.1-9.3; 9.8; 9.11), отримуючи спочатку хлориди і далі, без виділення переводили їх у перхлорати.

Для всіх отриманих солей головною ознакою є відсутність у спектрах 1Н-ЯМР однопротонного синглету в області 4.30-4.80 м.ч – сигналу, характерного для всіх вихідних сполук – дигідропіридинів.