close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

611

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА
И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА
На правах рукописи
УДК 587.547.51
СОКОЛОВ Алексей Болеславович
СИНТЕЗ 7-АМИНОКУМАРИНОВ,
ЗАМЕЩЕННЫХ В ПИРОНОВОМ ЦИКЛЕ
(02.00.03 — органическая химия)
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата химических наук
МОСКВА 1993
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Работа выполнена на кафедре органической химии Московской сельскохозяйственной академии имени К А Тимирязева.
Научный руководитель — доктор химических наук М. А.
Кирпиченок.
Научный консультант — доктор химических наук, проф.
И. И. Грандберг.
Официальные оппоненты доктор химических наук, проф.
Смушкевич Ю. И.; кандидат химических наук Боганов А. М.
Ведущая организация — Институт органической химии
РАН им Н Д Зелинского.
Защита диссертации
состоится «ЗР»
М
^
р
1993 г в «JO» час на заседании специализированного совета
К-120 35 04 в Московской сельскохозяйственной академии имени К А Тимирязева.
Адрес 127550, Москва, Тимирязевская ул , 49 Ученый совет МСХА.
С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ МСХА
Автореферат разослан «.££» . ,iA-LP-*&
.
1993 г
Ученый секретарь
специализированного совета —
кандидат химических наук
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
I.
дктуальнооть темы. 1Ютерес к соединениям кумарннового ряда
отделяется широким Диапазоном их применения от биологически!
активных веществ долазерных красителей флюоресцируюдо в сине-,
веленой области спектра. Для создания-эффективных лазеров на органических красителях необходим поиск новых активных сред с внес-- •
кой фотохимической устойчивостью и ресурсом работы. В связи о этим
'актуальной задачей в!настояв?время является разработка методов
синтеза и изучения свойств новых 7-аштокумаринов с целью расши- .
рения ассортимента судаствуиих люминофоров. Особенно важными в
этом смысле являются реакция, при которых заместители вводятся
непосредственно в положения 3 и 4 кумаринового ядра, а также ре' акции, ведущие к получению 7-амшюкумаршов. имепцих реакционноспособные заместители.
- цель работы. Целью диссертационной работы был синтез новых
замещенных по пироновому' циклу 7-аминокумаринов и изучение их
спектрально-люминесцентных свойств и других ^зико-химических.
характеристик, а также использование их в качестве полупродуктов
в синтезе других люминофоров 7-аминокумаринового ряда.
Научная новизна. Впервые разработан одностадийный метод вве^ и Ь н о й " группы в положение 3 7-аминокумаринового
Манниха. Впервые исследована реакция получения 3^лметильных производных 7-аминокумаринов конденсацией 7 аминокумаринов с м-аминофэнолами в присутствии. Формальдегида и
разработан метод получения мэ.илен-бис-7-диа^аминокумарияов.
•• жучены методы синтеза 3- и 4-гидроксиметильных про^водных 7-•1ЦЕНТРАЛЬНАЯ
НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА
Моск. сользкохоэ. академии
им. К. А.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
диалкиламинокумаринов, в результате чего получен ряд новых продуктов на их основе. Впервыэ получены 4-азидо-7.-диалкиламинокумарины и продемонстрировано участив их в реакциях [3+2]-циклоприсоединения с замещенными ажинамн, приводящих к новым 4трназолил-7-диалкиламинокумарвнам. Изучены спектральнолюминесцентные характеристики более SO новых 7-аминокумаринов, флюоресцирующих в диапазоне 445-580 нм. Впервые исследована основность
серии З-аминометил-7-диалкиламинокумаринов, установлено место
первичного и вторичного протонирования указанных соединений.
Практическая ценность работы. Разработаны препаративные способы получения 3-амивометил-, З-аршматил-7-диалкиламинокумаринов, 3- и 4-гидроксиматил-7-диалкиламинокумаринов; синтезированные по оригинальным методикам 7-аминокумарины оказались ценными
полупродуктами для синтеза 3-метилензамещвшшх производных. Разработан метод получения новых флюоресцирующих в диапазоне 490-525
нм гетарилпроизводных 7-диалкиламинокумаривов циклоконденсациеи
4-азидо-7-диалкиламинокумаринов о замещенными алкинами. Обнаружено, что аллиламинопроизводные 7-диалкиламинокумаринов являются
хорошими фяюорофорами при использовании их в качестве сополимеров
при изготовлении флюоресцирующих пластиков.
Апробация работы. Материалы работы докладывались на 6 Всесоюзной конференции "Люминофоры-90" Харьков, 1990.
Публикации. По теме диссертации опубликована I статья и I
тезисы докладов, получено I авторское свидетельство.
Структура и объем работы, диссертация построена традиционно
и состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов (4 раздела), экспериментальной части, выводов, списка цитиру-2-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
емой литературы (139 наименований). Работа включает I рисунок, 23
таблицы. Полный объем диссертации составляет \Sb страницы.
. , ' . 2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
.,
• ;. ,
Основной задачей диссертации была разработка методов синтеза
новых 7-аминокумариновых красителей, содержащих заместители в
положениях 3 и 4. Для решения этой задачи представлялось перспективным изучение реакций прямого введения заместителей в кумариновое ядро, а также научение реакционноспособных полупродуктов 7аминокумаринового ряда, которые можно было использовать как синтоны. В первом подходе наиболее эффективным оказалось применение
формальдегида в реакциях конденсации, во втором подходе были осуществлены целенаправленные синтезы на основе замещенных ацетоуксусных эмиров, а также на базе 3- и 4-галбгензамещенных 7диалкиламинокумаринов. ,"
;
•
'; 2.1. 7-Аминокумарины в реакции Манниха.
;
Реакция Манниха является классичесиким синтетическим методом
введения сложного заместителя в активированные к электрофильной
атаке системы ;• Поскольку в литературе отсутствовали какие-либо
сведения о поведении 7-аминокумаринов в данной реакции, мы поставили задачу /исследовать ; возможность, синтеза . различных . 3аминометил-7гаминокумаринов' в услови!ях реакции Манниха с целью
; получения новых яищщофоров^ Реализовать; поставленную задачу удаv лось при проведении реакций в уксусной кислоте, .добавляя нес5оль-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
шой избыток формальдегида, взятого в виде формалина и I экв. соответствующего амина. В качестве исходных объектов была выбрана
серия 7-диалкиламинокучаринов 1-ГО. Соединения 4-6 синтезированы
нами впервые о целью расширения ассортимента исходных веществ на
основе 4-метил-7-аминокумарина (Ooumarin-120) алкилированием 1,3диброшпхшаном, I,4-хлорОромОутаном и 1,6-дибромпентаном в растворе ДМФА в присутствии гидрокарбоната натрия.
we
В реакции с кумаринами 1-3» 5-Ю были введены трвт-буяыюмин,
аллиламин, бензиламин, пиперидин, морфолин, N-метилоктадециламин
иимидазол. Соединение 4 не удалось ввести в реакцию Манннха изза разложения азвтидинового цикла в кислой среде.'В результате с
выходами 60-95 % были получены кумарина 11-27.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
I-3,;II-I8 R = E I ; 5,19' N R , = N ( C H , ) ; ; 6,20 NR a =N(cH,) t ; 1,7,11,21
'•R*-HS: 2,6,6,8,12-17,19;20,22-26 R * = M , 3,9.18,26 R»=CI'; 10.27 ; .''-•
R1=N(CHaiCHa)aO; 12^30 (ta=t-Bu; 13,22,31 R»=CHaCH=CH,; I4;23,32 .
R>=CH,Ph; 15 MR»R»=N(CHi).; 11,16.18-21,24,26,27
'."']
;
' i; 25
В случаях первичных . аминов в следовых" количествах в реакционных
смесях по данным IMP зафиксировано наличие бис-аддуктов с участж• ем двух молекул кумарина^ Для более строгого лодтвержедния этого
факта на основе кумаринов 14 и 23 б ш ш синтезированы и идентиф»» цированы соединения 28 и 29..С целью выяснения возможности^ полу-'
, чения водорастворимых люминофоров на примере кумаршюв 12-14 и 22
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
были выделены также ацетаты 30-33. Строение синтезированных соединений следует прежде всего из спектров ПМР, в которых сигналы
*
*
метиленовых протонов, связанных о атомом С^ < С (Ю)) • проявляются обычно в виде несколько уширенных синглетов в интервале 3,43,9 м.д. Для куыаринов 12-14, 22 и 23 ХС протонов групп NH заключены в интервале 2,0-3,2 м.д., что свидетельствует об отсутствии
внутримолекулярной водородной связи в этих соединениях. Данные
ПЫР не позволяют сделать заключение о внутримолекулярной водородной связи в солях 30-33, поскольку сигналы протонов NHj* смещаются в слабые поля не более чем на 5 м.д., что обычно для протонированных алкиламинов. Длинноволновый максимум в спектрах поглощения соединений 11-33 в этаноле наблюдается в диапазоне 369-410
нм в зависимости от заместителей в положениях 3, 4 и 7. Сопоставление спектров поглощения кумаринов 1-3, 5-10 и кумаринов 11-29
позволяет прийти к заключению о слабом влектроноакцепторном воздействии 3-аминометильной группировки на систему 7- аминокумарина- батохромный сдвиг Х ^ при введении данного заместителя составляет ~3-П нм. Электроноакцепторное влияние заместителя в
положении 3(11) несколько возрастает при переходе от кумаринов
12-14, 22 к соответствующим солям 30-33 (А>^ х ~3 нм). Переход от
7-диэтиламинопроизводвых к /юлолидиновым аналогам приводит к батохромному сдвигу ^j^g приблизительно на 16 нм. Кумарины 11-33 в
этаноле флюоресцируют в области 460-494 нм с квантовыми выходами
0,10-0,91. Квантовые выходы флюоресценции юлолидшювых производ*
Здесь и далее в скобках указаны номера аналогичных атомов
С и Н в юлолидиновых производных.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
них 21-24 при прочих равных условиях выне, чем у остальных 7диалкиламянокумаринов. Слабая флюоресценция хлоркумаринов 18-26
согласуется о литературными данными о других 4-хлор-7- аминокума- .
; р и н а х . . . '
'
• • . ' • , .
:
'
:
- . ' ' ' - . • . " . . " ' •
.
г •'"•'•
' • . • ' • .
. • ' • • ' • • ' • ' •
- • "•_••';'•', - '2.2. Основность 3-аминометальных производных
-"
•;•'•'
'
•
• •
Солеобразуодая способность 3-амивометильных соединений: была
изучена ввиду особого интереса к водорастворимым лазерным красителям. Основность кумарянов 11.13,15-18,21,23 и 24 была определена
в воднб-этанольннх (1:1) растворах. Первичное протежирование происходит по атому азота заместителя в положении 3. Подтверждением
этому;является заметное смещение в длинноволновую область абсорбционного и эмиссионного максимумов (4X^^4-15 нм, AX^ s ~4-e нм)
при сохранении флюоресценции, которая для юлолидиновых производных 21,23, 24 становится даже более интенсивной, чем у нейтральных молекул. Значения pKg сопряженных кислот рассматриваемых 7.аминокумаринов заключены в пределах 6,5-8,3 ед. и, как показывает
оценка пб Ферстеру (рК*) г , для большинства молекул возрастают в
возбуждённом состоянии на 1,7-1,9 ед. Исключение составляет кумарин 17," где смещение абсорбционного максимума (^^^"4 нм) и возрастание основности в возбужденном состоянии'(ApKg^O.V) существенно .меньше ; Данная аномалия,объясняется спецификой протонирования. кумарина . 17,; в котором "наиболее, основным центром является
атом N /о у имидазольного цикла. Вторичное •: протонирование рассмат*
риваемых кумарияов затрагивает атом азота'в-положении 7 и приводит к резкомугипсохромному:сдвигу максимума поглощения и тушению
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
флюоресценции (^^"-80-90 нм). Значения рК* 1 определяются спецификой строения 7-диалкиламиногруппы и, для 7-диэтиламинопроизводных 11,13,15-18, на 0,6-1,5 порядка выше, чем для кумармнов 21,
23,24. Оценка значении ( р К * ) п указывает на резкое падение
основности при возбуждении, характерное и для других 7-11-протонированных кумаринов.
2.3. Синтез 3-арилметильных производных 7-диалкиламинокумаринов и
метилен-бис-7-диалкиламинокумаринов
Учитывая достаточно высокую реакционную способность центра
0 ( з) в реакциях аминометилирования, мы исследовали также реакции
7-оминокумаринов с фенолами и м-аминофенолами в присутствии формальдегида в качестве связующего электрофильного реагента. Синтезы
проводили в растворе уксусное кислоты, растворяя соответствующий
исходный кумарин и добавляя небольшой избыток формальдегида, взятого в виде формалина. Как оказалось, ожидаемые продукты сшивка
молекулы кумарина и молекулы фенола через мегапеновый мостик в
положении 3 кумаринового ядра имели место только в случае м~
аминофенолов. В результате были получены кумарины 34-37 с выходами 66-100 %, при конверсия*/45-100 %.
Фенол, гидрохинон, флороглюцин и пара-аминофенол не вступали
в реакцию в данных условиях. При нагревании кумаринов 7 и в с
формалином в уксусной кислоте удалось- обнаружить в реакционной
смеси бис-адцукты 38 и 39 с выходами 29 и 23 % соответственно.
- 8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
^36 R=H; 2,37 R=Me
Строение синтезированных соединений . подтверждено данными
элементного анализа, ИК и Ш Р спектроскопии. В спектрах ПМР соединений 34-39 помимо обычных сигналов протонов 7-аминокумариновои
молекулы характерным является сигнал протонов С(3)~ с %^(Ю)~ с ^г?'
группы, регистрируемого в форме синглета в диапазоне 3,6-4,1 м.д.
•. .,. _' \:.':."/'•;•: - '•-;•'
•-.7.38
R = H ; •' ' 8 , 3 9 R = M e -
'; '-.
: .•
•• .-_
. Строение бискумарина 38 подтверждает также спектр ЯМР. С в кото•ром сигнал метиленовой группы СJJQJ-CEJ проявляется при 20,03 м.д.
" . . ^j.. Q
—
^
- ..
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В электронных спектрах соединений 34-39 в этаноле или ацетонитриле наблюдается небольшой батохромный сдвиг, максимума длинноволнового поглощения (^^^ "6-15 нм) по сравнению с исходными
кумаринами, что указывет на слабое електроноакцепторвое воздействие заместителей при атоме С , 3 ) ( С д а р Соединения 36 и 37 флюоресцируют в диапазоне 455-460 нм, а соединения 34,35,38 и 39 - в
диапазоне 468-482 нм и обладают низким квантовым выходам флюоресценции (ф г <0,1).
2.4. Синтез и реакции
3- и 4-гидроксиметил-7-диалкиламинокумарянов
Специальный интерес представляла возможность синтеза 3гидроксиметилышх производных 7-аминокумаршюв, могущих стать
полупродуктами для получения флюоресцентных меток - реакционноспособных хлорметил-7-аминокумаршюв. Довольно простым способом
получения рассматриваемых соединений оказалось восстановление
соответствующих З-формил-7-аминокумаринов 40-42. Синтезы проводили в абсолютном этаноле, добавляя порциями эквивалентное количество тетрагидробората натрия, в результате были иолучош кумаршщ
43-45 с выходами 20-75 X. /
ft*
40,43 R 1 ^ ;
B=Et; 41,44 RJ=Me; я=-<СН2)3-С-орто; 42,45
B=-(CH2)3-С-орто
~
iO -
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
, В спектрах IMP спиртов 43-45 хроме характерных сигналов протонов 7-аминокумаринового фрагмента регистрируется синглет метиленовых протонов гидроксимвтильной группы в области 4,5-4,8 м.д.
Обладая ,слабыми электроноакцепторнамн свойствами, гидроксиме- i
тильная группа в ряду; рассматриваемых соединений незначительно
смецает максимум флюоресценции в длинноволновую область по сравнению с соответствущикя незамещенными кумаринами (А*^^ 5-17
нм). Электроноакцепторное влияние атома хлора в положении (9)
кумартаа 45 приводит к батохромному сдвигу Х^^.: в этаноле или
ацетонитриле примерно на 16 нм и батофяорному смещению эмиссионного максимума на 12-20 нм по сравнению с кумарином 44.
•'
..
Отдельное внимание в работе было уделено синтезу 4гидроксиметильных производных 7-вминокумаринов. Оптимальным способом синтеза данных соединений оказалось получение по Пехману бензойных ; или уксуснокислых афиров 49-52 : с . дальнейшим гидролизом
полученных производных. В качестве исходных соединений для реакции Пехмана: использовали бензоилоксиацетоуксусный или ацетоксиацетоуксусный эфиры 47,48 и соответствующий м-аминофенол. В свою
•; очередь; - вцвтокси-" и бензоилокриацвтоуксусный эфир 47 и 48 были
; получены взаимодействием: 7-бромацетоуксусного эфира с ацетатом
или бензоатом натрия при нагревании в сухом, ацетонитриле с выходами 63 и 80 X ооответственно. Синтез кумаринов 49-52 по Пехману
' проводили нагреванием эквивалентных количеств исходных соединений
в реакционной колбе при температуре ,95-П0°С в присутствии хлори• .стого цинка» В результате с неболышш, выходами ' ('< 20 *) удалось
' п о л у ч и т ь к у м а р и н ы 4 9 - 5 2 . •. • ' .•,-. <'.'.••, ? - ": •'>. '-, :'
•• ;
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
J
на
49 R'=Ac, R=Et; 50 R*=A
61 R'=Bz, R=Et; 52 R'=Bz,
Основным гидролизом кумаринов 49, 50 в абсолютном метаноле с
добавлением эквивалентного количества раствора метилата натрия
были получены целевые соединения 53, 54 с выходом 76-80 S
49,53 R=Et; 50,54 R=i
В спектрах ПМР соединений 49-54 (табл. 11,12) регистрируются сигналы протонов фрагмента CHgO в области 0~4,8 м.д. для спиртов 53, 54 и в интервале б 5,2-5,6 м.д. для сложных а!иров 49-52.
Влияние гидроксиметильнои группы на длинноволновый максимум поглощения и максимум флюоресценции в электронных спектрах анало-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
гично наблюдающемуся для спиртов 43-45. Кумаринилкарбинолы 53 и
54 являются довольно эффективными люминофорами (ф г 0,66-0,99).
Флюоресценция эфиров 49-52 менее интенсивна.При переходе к сложным эфирам 49,50 наблюдается небольшой Оатохромный сдвиг А ^ ~ 6
нм, что свидетельствует о незначительном увеличении электроноакцепторных свойств 4-ацетоксиметильноЯ группы по сравнению с 4гидроксиметильной группой. На примере кумарина 53 была изучена
возможность получения 4-формил-7-диэтиламинокумаринов. При окислекии избытком диоксида марганца в сухом бензоле был получен 4формил-7-аминокумарин 55 с выходом 67 %.
MnDz
\ол
Наличие формильной группы в положение 4 в случае соединения
55 приводит к резкому батохромному сдвигу максимума длинноволнового поглощения (A*j^x~>''5 нм) и максимума флюоресценции (AA-j^Jx
"130 нм) по сравнению с 7-диэтиламинокумарином и сопровождается
тушением флюоресценции. На примере спирта 56 была продемонстрирована возможность синтеза реакционноспособной флюоресцентной метки
- гидрохлорида 3-хлорметил-4-метил-7-диэтиламинокумарина. Синтез
проводили в сухом хлористом метилене при добавлении 3 экв. хлористого тионила. В результате с количественным выходом была получена соль 57.
«г
- \ъ -
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
С«г.ОН
SO (Яг
Me
mzt£
ИС£
о , ••
•»-•.;.
.Соединение 57 обладает исключительно высокой реакционной
способностью по отношению к нуклесфьльным реагентам, в частности,
легко реагирует - о первичными и вторичными аминами с получением
оснований Маннюса.
. • При добавлении к соли 57 2 экв. этялата.натрия, растворен' ного в абсолютном этаноле, был получен эфир 58; с количественным
выходом.
нее
NaU
ш
•№,
. Соединение 57 легко реагирует с трифенилфосфшом при проведении реакции в абсолютном диоксане при эквивалентном соотношении
исходных реагентов и кипячении реакционной смеси. В результате ;;
образуется гидрохлорид трифенилфосфониевой.соли.59 с количествен-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ным выходом.
При нагревании соли 59 в абсолютном диоксане в присутствии 2
экв. гидрида натрия был синтезирован бис-адцукт 60 о выходом 85 X.
Строение синтезированных соединений подтверждено элементным анализом и необходимыми спектральными данными. Соединение 58 интенсивно флюоресцирует в области 460 нм (<pf 0,61). Удлинение цепи
«-сопряжения в случае кумарина 60 приводит к смещению эмиссионного и абсорбционного максимумов в длинноволновую область (АЛ.]^
~99 нм, А \ ^ х ~91 нм) по сравнению с 4-метил-7-диэтиламинокумврином.
2.5. Синтез и реакции 3- и 4-замещеяных 7-диалкиламшюкумаринов
на основе 3- и 4-галогенкумаринов
С целью модификации кумаринового ядра и выхода к новым аффективным люминофорам был проведен ряд разведочных экспериментов
на основе 3- и 4-галогенкумаринов. Так, на примере доступного
3-нодкумарина 61 была осуществлена реакция Кастро при нагревании
кумарина 61 с 2,5 экв. фенклацетиленида меди до 1Б5°С с выходом
22 % и конверсией 50 X был получен 4-фенилвтинилкумарин 62. •
CuC-=C-Ph
ОбраСоткои 4-хлор-7-диэтиламинокумарина 3 цианистым натрием
удалось ввести цианогруппу в положение 4 кумаринового ядра. Син-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
тез проводили, в смеси диоксана и метанола в присутствии бикарбоната натрия. В результате с выходом 21 % синтезирован 4-цианокумарин 63. .
' •
.•
_:
Реакция. 4-хлор-?-диэтиламинокум8рина. с I. экв. р-нафтола в
кипящем метаноле в присутствии бикарбоната натрия приводила к образованию 4-нафтилоксикумарина 64 * с-выходом .'49 56. •' , . . :'."•
, Кумарин 62 имеет интенсивную флюоресценцию ((pf 0,91). Увеличение цепи сопряжения в этомслучае отражается также в длинноволновом смещении эмиссионного максимума на 28-36 нм и абсорбционно- .
го максимума на 47 нм по.сравнению с ?-ди8Тиламинокумаряном.: Введение циано-группы в положение 4 кумаринового ядра смещает Х ^
примерно на 100 нм в длинноволновую область. • Напротив, "в электронных спектрах соединения 64 в этаноле или ацетонитрилв обнару- "
живается смещение абсорбционного и эмиссионного максимумов в ; ко* .
ротковолновую область, по сравнению - с 7-диэтиламинокумарином :
(Лх
14 16
ш >
5 12
нм
тах "
^taax ~ ^• >- Другим примером реакция нуклеофильного замещения с участием галогёнпроизводных 7-аминокумаринов •
является осуществленная нами реакция 4-хлор-7-диэтиламинокумарина. :
(3) и 3-циклогексил-4-хлор-7-диэтиламинокумарина. (65) с азидомнатрия. Синтезы проводили в абсолютном ДМФА цри нагревании-, до .
температуры 95°С.в присутствии 1,2 экв.Давида натрия.'Соединения
.66 и 67 были получены с.выходами 97 и 20 % соответственно....
•
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Кумарины 66 и 67 не обладают флюоресценцией, но являются реакционноспосоОными продуктами, что позволяет использовать их в синтезе других люминофоров. Так, на примере соединения 66 нами били
изучены реакции циклоприсоединения с замещенными алкинами: фенилацетиленом, пропаргиловым спиртом, этиловым и изопропиловым эфирами ацеталенкарбоновой кислоты, (метшшропаргил)ацетатом, пропаргилхлоридом, толаном. Обычно синтезы проводили, растворяя кумарин 66 в избытке соответствующего замещенного алкина в молярном
соотношении 1:2,5 и нагревая реакционную смесь до температуры
130-140°0. В результате о выходами 12-76 % были получены кумарины
68-75.
•fr*
68 R»H, R'=Phj
69 R=Ph, R'=H;
70 R=H, R'=CH20H; 71 R=H, R'"C
72 R=H. R'=COOEt! 73 R=H; R'=CH(lfa)OOOire;
74 R=H, R'=CH?01; 75 R=R*=Ph
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Наиболее сложной задачей было установление точной структуры
4-три8золилкумаринов 68-75, которые могли существовать вразличных изомерных формах. Проблема была решена с примененим спектроскопии1 двумерного' ПМР, ' а такзке привлечением расчетных • данных. .< |
.'Анализ экспериментальных результатов о точки* зрения електронной, природы заместителя в алкине позволяет сделать вывод о
том;- ^то 4»-замещённые триазолы образуются в случае электроноак- ,
цепторных заместителей (соединения .71 и 72), а б'-замещенные, производные - при наличии ; достаточно электронодонориых замещенных '
алкильных.групп. Промежуточное положение занимает фенильная груп- ,• .
nat при этом реакция утрачивает ретаоселективность (соединения 68',-•
и 69)..Полученные данные хорошо^согласуются с традиционным пред- г
ставлёнием рассматриваемых реакций, как согласованных,, протекаю- .;.
щих, например,'по механизму диполярного [3+Й]-циклоприсоединения;;.
причем электронодефщитным концом-диполя является 7-атом азота •
азидного заместителя*, - •.' ,: ;;"•.-"•;,•..•'...,--'- : "
т.::-т^
A-sf.-z>";
•о
где. А- - а к ц е п т о р , Д - донор'
...
. ; •, •• ' :* *:*/• ".'-:. Ч" :_•; .';.'•'/*•; ';'•"/;
• .''•'; Кумарюш 68-75,", содержащие триазольный цикл, в положении 4;,
интенсивно флюоресцируют•" в области '•'•, 49СЬБ25 ; нм; Длинноволновое
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
смещение абсорбционных максимумов связано как с увеличением
тс.чс-сопряжения, так и с наличием дополнительного электроноакцепторного заместителя, каким является триазольный фрагмент в указанных соединениях. Несколько необычно протекает реакция 4азвдокумарина 66 с бензимидазолом. В этом случае при нагревании
реагентов при температуре 140°С было получено соединенна 76 о
выходом 22 %.
46
Возможный механизм данной реакции включает образование нитрена и его атаку молекулы бензимидазола, сопровождающуюся ооразованием промежуточного продукта циклоприсоединения, разрывом связи
N-N и рядом последовательных миграция протонов.'
Строение соединения 76 следует из спектра ПМР, в котором в
области 4,10 м.д. наблюдается сигнал 4-tffl2-rpynmi, соответствующий по интегральной интенсивности двум протонам, а также сигнал
бензимидазольного протона при 8,08 м.д. и характерные сигналы
ароматических протонов Б'-Н, 6'-Н и 4*-Н, 7'-Н в области 7,2-7,9
м.д. Соединение 76 интенсивно флюоресцирует в этаноле при 5IQ нм.
ВЫВОДЫ
I. О помощью реакции Манниха 4-замещенных 7-диашшламикокумаринов с рядом первичных и вторичных аминов впервые синтезирова-
- Y9-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
на Серия новых 3-аминометилышх: производных. 7-емююкумаринов,
флюоресцирующих в синем диапазоне видимого'спектра. Получены ацетаты Згаминомвтил-7-диалкиламинокумаринов, обладающие водорастворимостью и шсокими квантовыми выходами флюоресценции.* . ,-*"
•.И, Изучена основность ряда З-аминомвтил-7-диалкиламинокумаринов.- Установлено, л что* первичное протонирование происходит по
атому азота заместителя в положение 3 при .сохранении флюоресценции.1. Вторичное протонирование -. указанных. соединения затрагивает
атом азота в положении.7 и сопровождается тушением флюоресценции4
•;, .' 3. Реакцией 7-диалкиламинокумаринов о формальдегидом получены ,. метилен-бис-диалкиламинокумарины.. При!V взаимодействии 7диалкиламинокумвринов с. формальдегидом _в присутствии •'; метадиалкиламинофенолов с высокими. выходами .получены 3-арилметилыше
производные 7-диалкиламинокумаринов. Изучены спектрально- люминесцентные свойства данных продуктов. •.<••' ,; .\ ,Л
{ ..."
v
4.. Восстайовлением З-формил-7-диалкиламинокумаринов тетрагидррборатом натрия получены : З-тфоксиметил^-диалкиламинокумарины.; На: примере з-1тифоксиметил-4-метил-7-диэтиламинокумарина об-;
•работкой хлористым тионилом' получен гидрохлорид соответствующего
:
З-хлорметильного производного' и продемонстрирована возможность
использования его в качестве флюоресцентной метки в. реакциях с
нуклеофильными реагентами;-'вторичными: аминами;'этилатом натрия и
трй^енилфосфином.
'.•• ' :.;.; • .,'. ..••.''-;••••
.'•;'
''',?,
"
' - . 5: Разработан метод синтеза 4-гидроксиметильных производных
7-диалкиламинокумаринов, представляюишй собой конденсацию Пехмана
мета-диалкиламинофенолов с ацатокси-.или бензоилбксиацетоукеусным
эфиром с последущим гидро.тзом полученных 4- •вг^илоксиметилкуиа-
г
о
-
'••'•'•'.'>•'•
:
: } : \ - :
:
:
:
:
-\
-л-•"•;•••••••••'•
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ринов.
G. Взаимодействием 4-хлор- и З-циклогексил-4-хлор 7-диэг1ИЛ~
аминокумаринов о азилом натрия синтезированы соответствующие 4азидо-7-диэтиламинокумарины. Исследованы реакции 4-азидо-7~диэтиламинокумарина с замещенными адетиланами, приводящие к 4-триазолил7-аминокумаринам, обладающим интенсивной флюоресценцией в диапазоне 490-525 нм. С применением спектроскопии ПМР установлено строение образующихся изомеров.
Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:
1. Соколов А.В., Паталаха Н.О. З-Хлорметил-7-аминокумариновыв
флюоресцентные метки //Тезисы 6 Всесоюзной конференции
"Лшинофоры-ЭО". - Харьков, Г99О. - С. 194.
2. Соколов А.В., Кирпичвнок М.А., Паталаха Н.С., Грандбврг И.И.
Синтез, спектрально-люминесцентные и кислотнй-основныв свойства З-аминометйл-7-диалкш'аминокумаринов // ХГС. - 1991. - л
П . - с. I494-I50I.
3. Барашков Н.Н., Сахно Т.В., Муравьева Т.М., ПоплавсюН! А.Н.,
Дюмаев К.М.. Кирпиченок М.А.. Грандберг И.И., Соколов А.В.,
Горбунов Л.А. Светостойкий долимотилмвтакрилаг с люминофорными
звеньями в цепи. - А.с. 1776659 (СССР) - Опубл. в Б.И. - 1992.
- * 43.
«•*
i J
w
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Объем l'/j n
i
Заказ 833
Тираж 100
Типография Московской с х академии им К А Тимирязева
127550 Москва И 550 Тимирязевская v.i, 44
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
3
Размер файла
879 Кб
Теги
611
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа