close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Синтез и масс-спектрометрическое исследование ряда гетероциклических соединений с -дииминовым фрагментом.

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Раков Дмитрий Владимирович
СИНТЕЗ И МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
РЯДА ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
С α–ДИИМИНОВЫМ ФРАГМЕНТОМ
02.00.03 – Органическая химия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата химических наук
Казань 2014
2
Работа вы
Р
ыполненаа в федеральном государств
г
венном бюджетном
м образов
вательном
м
у
учрежден
ии высшеего профеессиональ
ьного обр
разования
я «Казанск
кий наци
иональный
й
и
исследова
ательский
й технологгический универси
итет»
чный рукооводитель
ь
Науч
доктор химически
их наук, п
профессор
р
в Вахид Абдулла-ог
А
глы
Мамедов
Офиц
циальныее оппоненты:
В
Паавлович
Ившин Виктор
доктор химически
их наук, п
профессор
р,
ФГБОУ ВПО «Маарийский
й государсственный
универси
итет», проофессор к
кафедры химии
х
алиева Ал
льмира Рафаэловн
на
Курбанга
кандидатт химичесских наук
к, доцент,
Химичесского инсттитута им
м. А.М. Бу
утлерова
ФГАОУ ВПО «К
Казански
ий (Прив
волжский))
ьный уни
иверситет»», доцент кафедры
ы
федераль
органичееской хим
мии
щая орган
низация:
Ведущ
ческой хим
мии
ФГБУН Институтт органич
кого научн
ного центра РАН, г.
г Уфа
Уфимск
Защита соостоится «25»
З
«
июня 2014 г. в 1230 на заседании
з
и диссертаационного совета Д
2
212.080.07
7 при ФГБ
БОУ ВПО
О «Казансский наци
иональны
ый исследоовательск
кий техноол
логически
ий универ
рситет» (420015,
(
г Казань,, ул. К. Маркса,
г.
М
д
д.68, Зал заседаний
й
У
Ученого
с
совета,
А--330).
С диссерттацией моожно ознаакомиться в библи
иотеке ФГ
ГБОУ ВП
ПО «Каза
анский наац
циональн
ный иссл
ледовател
льский технологи
т
ческий универси
у
тет» и на сайтте
w
www.kstu.
.ru.
Отзывы на
О
н авторееферат в 2-х
2 экземп
плярах пр
росим направлять
ь по адрессу: 4200155,
г Казань,, ул. К. Маркса,
г.
М
688, КНИТУ
У, ученому
у секретар
рю диссер
ртационного совета
Д
Д212.080.0
07 и по e-m
mail: guliaa_nn@yah
hoo.com
А
Авторефе
ерат диссеертации разослан
р
«
Ученый секретарь
У
с
д
диссертац
ционного совета
» ап
преля 20144 г.
Нугумаанова Гул
льнара На
аиловна
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Гетероциклические системы на основе различных сочетаний бензимидазола, хиноксалина, имидазола и пиразина представляют значительный
интерес в современной органической химии. Соединения, включающие в состав бензимидазольный фрагмент, обладают активностью относительно таких вирусов как ВИЧ,
герпес, цитомегалавирус человека, грипп. Природные и синтетические производные
имидазола действуют как ингибиторы p38 MAP киназы и BRAF-киназы. Соответствующие производные имидазола используются как глюкагоновые и CB1 каннабиноидные рецепторы, модуляторы Р-гликопротеина, антибактериальные и противоопухолевые препараты. Последние достижения в области «зеленой» химии и металлоорганического катализа расширили применение имидазолов как ионных жидкостей и гетероароматических синглетных карбенов. Различные производные хиноксалинов обладают антибактериальной, противоопухолевой и противовирусной активностью. Пиразины являются важными вкусовыми ингредиентами в продуктах питания, а также проявляют
противораковую и противотуберкулезную активность. Хинолины и их производные обладают антималярийными, противовоспалительными, антибактериальными, противоастматическими и антигипертензивными свойствами.
На основе редокс-активных макроциклических систем получают электрохимические сенсоры на ионы металлов, селективные редокс-активные и изолирующие пористые полимерные пленки, а также органические электрохромные материалы.
В настоящее время, в качестве лекарственных средств, применяется 89 производных бензимидазола [M. Negwer, H.-G. Sharnow, Organic-Chemical Drugs and Their Synonyms (An International Survey),8 ed., 2001,1-6 vol.; M.D. Mashkovskiy, Medicinal Agents,
15 ed., 2008, 1206 p.], из них 11 представляют собой бигетроциклические соединения,
часть из которых содержит α–дииминовый фрагмент. Таким образом, синтез и исследование таких соединений является актуальной задачей.
Одним из лидирующих методов, используемых для надежной и достоверной
идентификации органических соединений, является масс-спектрометрия. Как правило,
бигетероциклические системы имеют высокую температуру плавления и достаточно
большую массу. Поэтому классические методы масс-спектрометрии, такие как электронная ионизация (ЭИ) и химическая ионизация (ХИ), не всегда применимы для их исследования. Используемые в настоящей работе методы – ионизация электрораспылением (ИЭР) и матрично-активированная лазерная десорбция/ионизация (МАЛДИ) являются наиболее перспективными методами масс-спектрометрии благодаря высокой чувствительности, информативности и быстроте.
Цель работы заключается в синтезе и систематическом исследовании новых гетероциклических систем с α–дииминовым фрагментом с применением комплекса методов масс-спектрометрии, изучении реакций распада молекулярных ионов, корреляции
отдельных и общих особенностей образования масс-спектра со структурой изученных
соединений.
В соответствии с целью работа направлена на решение следующих задач:
- разработка простых и эффективных методов синтеза бигетероциклических соединений с α–дииминовым фрагментом на базе доступных исходных реагентов;
- изучение процессов распада молекулярных ионов гетероциклических соединений в условиях электронной ионизации;
4
- разработка методики получения масс-спектров мягкими методами ионизации,
такими как ИЭР и МАЛДИ;
- изучение масс-спектров метастабильных ионов в условиях МАЛДИ и процессов
распада протонированных молекул при ИЭР;
- определение структурных признаков объектов исследования: пиков характеристичных ионов, общих и специфических реакций распада молекулярных ионов.
Научная новизна работы. Разработан простой, высокоэффективный метод синтеза 2,4,5-тризамещённых имидазолов и имидазо[1,5-a]хиноксалинонов с использованием 3-ароилхиноксалин-2(1Н)-онов в качестве функционально замещённых производных α-иминокетонов в трёхкомпонентный системе с ароматическими альдегидами и
ацетатом аммония. Установлено, что реакция идёт c раскрытием пиразинонового цикла
в 3-ароилхиноксалин-2(1Н)-онах (перегруппировка Мамедова[Hassner, A.; Namboothiri,
I. Organic Syntheses Based on Name Reactions; 3th ed.; Elsevier: Amsterdam, 2012, pp. 299300]). Впервые получены и интерпретированы масс-спектры ЭИ, МАЛДИ, ИЭР большого ряда новых производных гетероциклических соединений с α–дииминовым фрагментом (89 соединений). В результате масс-спектрометрических исследований установлены общие и характерные пути диссоциации соединений, предложены и обсуждены
реакции образования наиболее распространенных и характеристичных ионов, произведена корреляция масс-спектров изученных соединений с их строением.
Практическая значимость работы. Полученные результаты позволяют достоверно устанавливать строение азотсодержащих гетероциклических соединений и предсказывать пути их диссоциативной ионизации. Установленные закономерности образования масс-спектров ЭИ, МАЛДИ и ИЭР могут быть применимы для идентификации
бигетероциклических систем. Методом МАЛДИ установлены точные значения масс
протонированных молекул 50 соединений, что позволяет использовать подобранные
условия определения масс для широкого круга соединений.
Положения, выносимые на защиту.
• Синтез новых бигетероциклических соединений с α–дииминовым фрагментом по
методологии, лежащей в основе перегруппировки Мамедова.
• Пути фрагментации 2,4,5-замещенных имидазолов в условиях различных методов масс-спектрометрии (ЭИ, МАЛДИ и ИЭР).
• Зависимость доли фрагментных ионов 2-(2(3,4)-галогенфенил)-4-(бензимидазол2-ил)хинолинов от положения атома хлора в условиях МАЛДИ и ИЭР.
• Пути фрагментации хиноксалинаиндолизинациклофанов в условиях МАЛДИ.
Апробация работы. Результаты были представлены на IV и V Всероссийских
конференциях-школах «Фундаментальные основы масс-спектрометрии и её аналитические применения» в 2010г. (Звенигород) и 2013 г. (Санкт-Петербург); на IV и V Всероссийских конференциях с международным участием «Масс-спектрометрия и её прикладные проблемы» в 2011 и 2013 гг. (Москва); на XV Молодежной школеконференции по органической химии в 2012 г. (Уфа); на научной сессии КНИТУ в 2013
г. (Казань) и итоговых конференциях КазНЦ РАН в 2010, 2013 и 2014 гг. (Казань).
Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 3 статьях в журналах, рекомендованных ВАК для размещения материалов диссертаций, и тезисах 6 докладов на конференциях различного уровня.
Объем и структура работы. Работа оформлена на 192 страницах, содержит 56
схем, 4 рисунка, 16 таблиц, библиографический список (222 наименования).
5
Первая глава представляет собой описание основ метода масс-спектрометрии и
обзор литературных данных по масс-спектрам производных имидазола, бензимидазола,
хиноксалина и индолизина. Вторая глава посвящена обсуждению результатов изучения
бигетероциклических систем. Третья глава содержит описание методики эксперимента,
приведены физико-химические характеристики синтезированных и исследованных соединений. В приложении представлены масс-спектры исследованных соединений.
Личный вклад соискателя. Автор активно участвовал во всех этапах выполнения представленной работы: постановке цели и задач исследования, анализе литературы, выполнении эксперимента, обсуждении результатов и оформлении публикаций и
диссертации. Автором лично синтезированы соединения 1-18, а также получены массспектры всех исследованных соединений. Автор выражает глубокую признательность и
благодарность своему научному руководителю, доктору химических наук профессору
Мамедову Вахиду Абдулла-оглы, а также заведующему лабораторией физикохимического анализа ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН кандидату химических наук Ризванову Ильдару Хамидовичу за помощь в формировании стратегии исследований
и постоянное внимание к работе. Автор благодарит коллективы лабораторий химии гетероциклических соединений (ХГС) и физико-химического анализа (ФХА) ИОФХ им.
А.Е. Арбузова КазНЦ РАН.
Объекты и методы исследования. Изученные в данной работе соединения синтезированы в лаборатории ХГС. Масс-спектры получены на масс-спектрометрах DFS
(Thermo Electron Corporation, Германия), Ultraflex III TOF/TOF (Bruker Daltonik GmbH,
Германия) и AmazonX (Bruker Daltonik GmbH, Германия) в лаборатории ФХА.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Масс-спектрометрия позволяет решить следующие задачи: установить молекулярную массу соединений, определить элементный состав соединения и функциональные группы, входящие в состав вещества, а также установить общую структуру молекулы. Методами масс-спектрометрии изучено большое количество гетероциклических
соединений, однако отсутствуют данные о фрагментации гетероциклических систем с
α–дииминовой группировкой в составе. Число работ, содержащих детальную интерпретацию данных масс-спектрометрических исследований, крайне ограничено. Особенно
это утверждение касается использования современных методов ионизации (ИЭР и
МАЛДИ). Анализ имеющейся информации указывает, что масс-спектрометрические
исследования данных систем не выходили за рамки определения значений m/z молекулярных ионов (ЭИ) или протонированных/катионизированных молекул (ИЭР и МАЛДИ). В то же время детальное исследование реакций распада при ЭИ и особенностей
образования ионов в «мягких» методах ионизации необходимо для решения широкого
круга структурно-аналитических задач, а именно, для идентификации неизвестных соединений, количественного анализа, мониторинга реакционных смесей.
1.
Синтез и масс-спектрометрическое исследование
тризамещенных имидазолов
1.1 Синтез тризамещенных имидазолов
Был проведен одностадийный трехкомпонентный синтез ряда три-замещенных
имидазолов из 3-ароилхиноксалин-2-онов и ароматических альдегидов в присутствии
ацетата аммония.
6
Предполагаемая схема реакции образования №
Ar
R
Выход,
%
2,4,5-замещенных имидазолов 1-7 и имидазо[1,51, 8
C6H5
H
49, 26
a]хиноксалин-4-онов 8-14 представлена на схеме. Об- 2, 10
4-FC6H4
H
45, 26
H
40, 28
разование диаминового интермедиата A дает начало 3, 11 4-ClC6H4
H
47, 33
реакции. Он реагирует с 3-ароилхиноксалин-2-оном с 4, 12 4-BrC6H4
4-IC6H4
H
44, 29
5, 13
образованием иминоинтермедиата B при отщеплении
4-O2NC6H4
H
47
6
пиридин-3-ил
H
38,
42
7,
14
воды. Далее реакция протекает по двум различным наC6H5
C4H9
33
9
правлениям. Первое направление включает в себя каскадные реакции: кислотно-катализируемое замыкание цикла с образованием спиросоединения D; кислотно-катализируемое раскрытие цикла спиросоединения с образованием производного имидазола F с дальнейшей [1,5] миграцией водорода; реакцию с альдегидом с образованием соединений 1-7. Второе направление: таутомерный интермедиат H в условиях кислотного катализа вступает во внутримолекулярную циклизацию I.
Конечные продукты 8-14 образуются при элиминировании аммиака из интермедиата.
7
Наличие орто-иминоанилидного заместителя в карбоанилиновом фрагменте позволило использовать соединения 1-7 в дальнейших синтезах. Реакция соединений 1, 2,
6, 7 с ацетатом аммония в уксусной кислоте привела к образованию 2-(имидазол-4ил)бензимидазолов 15-18. Формирование соединений 15-18 включает аммонолиз имидазолов для формирования соответствующих орто-аминоанилидов. Следующим шагом
является внутримолекулярная нуклеофильная атака аминогруппой карбонильной группы с образованием гидрокси-производного и дальнейшее элиминирование воды.
1.2 Масс-спектрометрическое исследование тризамещенных имидазолов
Основные пути фрагментации молекулярных ионов соединений 1-18 были определены по масс-спектрам ЭИ, после чего были изучены масс-спектры метастабильных
ионов МАЛДИ и ИЭР при диссоциации, индуцированной соударением (ДИС).
1.2.1 Исследование 2,4,5-замещенных имидазолов
В масс-спектрах ЭИ соединений 1-7 наблюдаются малоинтенсивные пики молекулярных ионов (4–7%), более интенсивны (10–20%) пики ионов, образующиеся в результате элиминирования воды от молекулярного иона. Для всего ряда соединений
наиболее интенсивным является пик фрагментного иона с m/z [118+mAr].
В масс-спектрах МАЛДИ соединений 1-7, в отличие от масс-спектров ЭИ, наблюдается три интенсивных пика фрагментных ионов, которые образуются при разрыве
С(O)–NH связи в системе. При анализе масс-спектров метастабильных ионов прослеживается взаимосвязь между природой арильного заместителя в соединениях 1-7 и
двумя близкими по массе (разница в 2 Да) фрагментами. В случае соединения 5 с парайодфенильным заместителем таким фрагментам соответствуют пики с m/z 321 и 323.
Фрагмент с меньшей массой – это, по-видимому, катион-радикал, образующийся при
разрыве связи С(O)–NH и дальнейшем замыкании в бензимидазольный цикл. Фрагмент
с большей массой образуется в результате прототропной перегруппировки к фрагментному иону, при этом его структура соответствует протонированному бензимидазолу.
H
H
N
Ar
m/z 323
Ar
N
N
H
H
N
Ar
m/z 321
H+
N
O
C
O
N
Ar
N
m/z 694 H
NH
Ph
5 Ar=4-IC6H4
N
N
Ar
H
m/z 373
Ph
В случае фенильного (1) и фторфенильного (2) заместителей наблюдается только
перегруппировочный ион, а при пиридинильном заместителе (7) – только катионрадикал. При других заместителях регистрируются как перегруппировочный ион, так и
катион-радикал (рисунок).
Intens. [a.u.]
8
6000
а
246
H
N
197
196
4000
497 on DHB LIFT\0_E10\1\443.2000.LIFT\1SRef
H+
N
H
2000
220
m/z 197
308
Intens. [a.u.]
0
500
400
* 503b LIFT pNA\0_G16\1\445.2000.LIFT\1SRef
б
196
300
200
199
100
207
220 224
252 258 262
289
299
308
316
Intens. [a.u.]
0
4000
3000
281
737.1
LIFT pNA\0_G8\1\511.2000.LIFT\1SRef
в
231
2000
1000
180
255
190
Intens. [a.u.]
0
4000
г
728.2 LIFT pNA\0_G10\1\601.2000.LIFT\1SRef
275
275
3000
2000
1000
0
180
200
220
240
260
280
300
m/z
Рис. Масс-спектры МАЛДИ метастабильных ионов соединений 1 (а), 7 (б), 3 (в) и 4 (г)
При ионизации электрораспылением фрагментация соединений 1-7 протекает с
образованием большего по сравнению с МАЛДИ количества заряженных фрагментов.
В масс-спектре ИЭР при ДИС соединения 2 фиксируется фрагментный ион с m/z 461,
который не наблюдался в масс-спектре МАЛДИ. Он, как и при ЭИ, обусловлен элиминированием молекулы воды из протонированной молекулы. В отличие от масс-спектров
МАЛДИ, в масс-спектрах ИЭР при ДИС для всего ряда вне зависимости от арильного
заместителя образуются только перегруппировочные фрагментные ионы.
1.2.2 Исследование имидазо[1,5-a]хиноксалин-4-онов
В масс-спектрах ЭИ соединений 8-14 наиболее интенсивными являются пики молекулярных ионов. При разрыве связей С1-N2 и С3-С3а имидазольного цикла происходит
образование двух фрагментных ионов (для соединения 10 это катион-радикалы с m/z
252 и 103). Отщепление замещенного цианоарильного ион-радикала происходит при
разрыве связей С1-N10 и N2-С3, однако при этом процесс протекает с образованием перегруппировочных ионов с m/z 205 и 206. Разрыв связей имидазольного цикла – ожидаемый процесс, данное направление фрагментации описано в литературе.
9
Фрагментация соединений 8-14 методом МАЛДИ происходит с образованием
иона, обусловленного отрывом арильного (пиридильного для соединения 14), заместителя. Пик данного иона является наиболее интенсивным для всего ряда соединений, вне
зависимости от природы арильного заместителя. В условиях ИЭР фрагментация проходит с разрывом связей С1-N10 и N2-С3 имидазольного цикла с элиминированием замещенного цианоарила.
При исследовании галогенсодержащих соединений 10-13 установлено, что в случае Br- и I-производных (12 и 13) происходит отрыв атомов галогена, а в случае F- и Clпроизводных (10 и 11) отрыва не наблюдается. Сопоставительный анализ масс-спектров
показал, что это согласуется с энергий связей С−Hal для галогенбензолов [Yu-Ran Luo,
Comprehensive handbook of chemical bond energies, CRC Press. 2007, рp. 211-254], приведенных в таблице. Как видно, разрыв связи происходит при значении энергии связи <90
ккал/моль.
Соединение
С6H5F
С6H5Cl
С6H5Br
С6H5I
Энергия разрыва связи С–Hal
∆Ho298 (ккал/моль)
125,6±2
95,5±1,5
80,4±1,5
65,0±1
1.2.3 Исследование 2-(имидазол-4-ил)бензимидазолов
В масс-спектрах ЭИ соединений 15-18 наблюдаются интенсивные (60–90%) пики
молекулярных ионов. Наиболее же интенсивными (100%) являются пики ионов, которые обусловлены отрывом атома водорода от молекулярного иона [M-H]+·. Для всего
ряда соединений 15-18 характеристичными фрагментными ионами являются ионы с m/z
205, 103. Ионы с m/z 103, так же как и в случае имидазо[1,5-a]хиноксалинонов, вероятно, имеют структуру цианоарила.
В случае соединений 15-18 в условиях МАЛДИ образуются стабильные протонированные молекулы, пики фрагментных ионов отсутствуют.
При ИЭР этих соединений, в отличие от МАЛДИ, фрагментация происходит с
образованием нескольких интенсивных ионов. Наиболее интенсивный пик с m/z 234 соответствует фрагменту, образующемуся при разрыве связей N1-С2 и N3-С4 имидазольного цикла с отрывом нейтральной частицы замещенного цианоарила. Пик фрагментного
иона с m/z 253 для соединения 16 соответствует отрыву незамещенного цианоарила, сопровождающемуся разрывом связей N1-С2 и С4-С5.
10
Таким образом, исследование масс-спектров ЭИ, ИЭР и МАЛДИ показало, что
фрагментация имидазолилбензимидазолов и имидазо[1,5-a]хиноксалинонов происходит
с отщеплением цианоарильного фрагмента с разрывом имидазольного цикла. Фрагментация 2,4,5-замещенных имидазолов как в условиях МАЛДИ, так и ИЭР сопровождается двойной прототропной миграцией к заряженному фрагменту. При этом в условиях
МАЛДИ этот процесс является селективным и зависит от природы арильного заместителя в иминном фрагменте.
2. Масс-спектрометрическое исследование
2-(бензимидазол-2-ил)хинолинов и 2-(бензимидазол-2-ил)хиноксалинов
Кислотно-катализируемой перегруппировкой 3-(β-нитростирил)хиноксалин-2онов были получены 2-(бензимидазол-2-ил)-хинолины 19, 20. Аналогичным образом
был получен бензимидазолмоноподанд 21 с терминальными хинолиновыми фрагментами в положениях 2 и 2' бензимидазольных колец*.
№ R1
19 Me
20 H
21 H
R2
Me
Et
-
Выход, %
79
74
56
В масс-спектрах ЭИ соединений 19 и 20 наблюдается интенсивный пик молекулярного иона M+· с m/z 273. Также интенсивен пик фрагментного иона с m/z 258, образующегося при отрыве метильной группы. В масс-спектре соединения 20 присутствует
также пик фрагментного иона с m/z 245, образование которого обусловлено отрывом
молекулы C2H4, что однозначно определяет наличие в соединении этильной группы.
Следует отметить, что для обоих соединений характерен фрагментный ион [M-H]+·
(44% относительно молекулярного иона). Присутствие иона с m/z 128 в масс-спектрах
соединений 19 и 20 свидетельствует о наличии хинолинового цикла в молекуле, так как
его масса соответствует депротонированной форме хинолина.
При исследовании соединений 19 и 20 методом МАЛДИ пики протонированных
и депротонированных молекул были детектированы в режимах регистрации положительных ионов (РРПИ) и отрицательных ионов (РРОИ) соответственно.
В масс-спектрах МАЛДИ метастабильных ионов и ИЭР при ДИС, аналогично
масс-спектрам ЭИ, для соединений 19 и 20 наблюдается главным образом элиминирование метильного (m/z 258) заместителя и молекулы этилена (m/z 245). Разрыв прочной
σ–связи между заместителем и бензольным кольцом бензимидазола происходит из-за
*
Соединения 19-21 синтезированы и предоставлены для масс-спектрометрических исследований аспирантом лаб.
ХГС ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН Галимуллиной В.Р.
11
перераспределения электронной плотности исходной молекулы, что возможно при локализации заряда на одном из атомов азота. Для соединения 19 в условиях МАЛДИ интенсивен пик катион-радикала хинолина (m/z 128).
В масс-спектре ЭИ бис-бензимидазолилхиноксалина 21 присутствует пик молекулярного иона с m/z 544(12%). При разрыве алкильного «мостика» между бензимидазольными фрагментами регистрируется группа пиков с m/z 299, 272, 258, 245. В условиях МАЛДИ и ИЭР наиболее интенсивны пики ионов с m/z 300, обусловленные разрывом С−N связи алкильного «мостика». Данные ионы соответствуют протонированной
форме ионов с m/z 299, наблюдаемых в масс-спектрах ЭИ.
Соединения 22-29 были получены в лаборатории ХГС аналогично соединениям
19, 20 с использованием 3-ароилхиноксалин-2-онов и 4-нитро-1,2-фенилендиаминов в
качестве исходных агентов*.
№
R
C6H5
22, 26
23, 27 4-FC6H4
24, 28 4-BrC6H4
25, 29 4-IC6H4
Выход,%
47, 38
42, 36
45, 43
44, 45
В масс-спектрах ЭИ соединений 22-29 интенсивности пиков молекулярных ионов
составляют 3–15% относительно наиболее распространенного иона. Для данных соединений интенсивными являются пики фрагментных ионов [M-H]+·. Следует отметить,
что фрагментные ионы, обусловленные отрывом NO и NO2 групп, образуются из иона
[M-H]+·. Положение нитрогруппы при хиноксалиновом цикле вносит изменения в значения интенсивностей фрагментных ионов, но в целом не влияет на пути фрагментации.
В масс-спектрах фрагментации в условиях МАЛДИ, так же как и при ЭИ, образуются ионы при отщеплении NO и NO2 групп от протонированных молекул. Пики других фрагментных ионов малоинтенсивны. Как правило, при ионизации электрораспылением в РРПИ происходит отрыв в основном нитрогруппы (для соединения 22 пик с
m/z 340), а при ионизации в РРОИ интенсивен пик иона, образованного отрывом частицы состава HNO (для соединения 22 пик с m/z 353). С большой долей вероятности в последнем случае образуется эпоксидная структура, представленная на схеме.
Таким образом, для соединений 19-29 характерными фрагментными ионами в
масс-спектрах ЭИ являются ионы, обусловленные элиминированием атома водорода,
метильного заместителя и молекулы этилена, а также нитро- и нитрозо- групп из соответствующих молекулярных ионов. В условиях ИЭР наблюдается отрыв только функциональных заместителей. В масс-спектрах МАЛДИ и ЭИ для соединений 19 и 20 установлено образование характеристичного фрагментного иона с m/z 128, соответствующего хинолиновому циклу, что служит дополнительным подтверждением структуры
изученных соединений.
*
Соединения 22-51, 57-78 синтезированы и предоставлены для масс-спектрометрического анализа к.х.н., н.с. лаб.
ХГС ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН Жуковой Н.А.
12
3. Масс-спектрометрическое исследование 2-(пиразин-2-ил)бензимидазолов
Из 3-ароилхиноксалин-2-онов и 2,3-диаминомалеонитрилов были синтезированы
2-гетарилпиразины 30-40.
№
R1
30, 36
C6H5
31, 37 4-FC6H4
32, 38 4-ClC6H4
33, 39 4-BrC6H4
34, 40 4-IC6H4
C6H5
35
R2
H
H
H
H
H
C4H9
Выход, %
96, 90
92, 90
93, 91
93, 89
95, 92
74
Для соединений 30-40 были определены основные пути фрагментации молекулярных ионов в условиях ЭИ, после чего получены масс-спектры методом ИЭР с использованием двух режимов детектирования (РРПИ и РРОИ). Пики ионов [M+H]+ в
масс-спектрах, полученных в РРПИ, оказались малоинтенсивными. Более информативными были масс-спектры, полученные при ИЭР в РРОИ. Масс-спектры анилидов пиразинкарбоновой кислоты (30-35) были получены только в РРОИ. Метод МАЛДИ оказался неинформативным при исследовании данных соединений.
3.1 Исследование анилидов пиразинкарбоновой кислоты
Анилиды пиразинкарбоновой кислоты 30-35 – промежуточные соединения на пути к бензимидазолам 36-40. Для данного ряда соединений в масс-спектрах ЭИ наблюдаются пики молекулярных ионов с относительной интенсивностью от 9 до 27%. Наибольшую интенсивность имеет пик фрагментного иона, образованный последовательным отрывом атома водорода и молекулы воды от молекулярного иона (m/z [M - H H2O]+). Вероятно, при этом происходит образование бензимидазольного цикла, поскольку масс-спектры соединений 30-35 аналогичны масс-спектрам пиразинилбензимидазолов 36-40. Одним из характерных фрагментных ионов является ион с m/z
[141+MR]+·, образующийся в результате элиминирования нитрильных групп с разрывом
пиразинового цикла. В масс-спектрах соединений 30-35 проявляются пики фрагментных ионов [NH2-C6H4-NH]+· и [NH2-C6H4-NH-(CO)]+· (m/z 107 и 135 соответственно).
Для соединений 36-40 в масс-спектрах ИЭР при ДИС в РРОИ помимо отрыва
циановодорода (m/z 312) характерно образование фрагментных ионов с m/z 193 и 205.
Как видно на нижеприведенной схеме, образование указанных ионов является результатом сложных структурных перегруппировок с разрывом пиразинового цикла.
13
3.2 Исследование дицианопиразинилбензимидазолов
В масс-спектрах ЭИ соединений 36-40 относительная интенсивность пика молекулярного иона составила не более 36%. Наиболее интенсивный пик соответствует депротонированному иону. Как и в случае анилидов пиразинкарбоновой кислоты, наблюдаются ионы с m/z [141+MR]. Пики фрагментных ионов с m/z 107 и 135, наблюдаемые
для соединений 30-35, отсутствуют.
В РРПИ в условиях ИЭР фрагментация протонированных молекул протекает
преимущественно с отрывом нейтральной молекулы циановодорода. В РРОИ пик, соответствующий отрыву циановодорода, также оказался наиболее интенсивным.
4. Масс-спектрометрическое исследование
2,3-бис(бензимидазол-2-ил)хиноксалинов
Производные хиноксалина с двумя бензимидазольными фрагментами были получены из 3-(бензимидазо-2-ил)хиноксалин-2-онов и 1,2-диаминобензолов, в результате
перегруппировки спирохиноксалинонов в гетероарилбензимидазолы.
№
R1
H
41
42 CH3
43 CH3
44 NO2
Cl
45
46 CO2H
47 COPh
R2
H
CH3
H
H
H
H
H
Выход, %
91
90
96
83
89
76
80
По этому же методу в реакции 3-(бензимидазо-2-ил)хиноксалин-2-онов с 3,3′диаминобензиди-ном был получен 2,2′,3,3′-тетра(бензимидазол-2-ил)-6,6′-бихиноксалин
(48), а в реакцияхс бензо[с]фуран-4,5-диамином, бензо[с]тиен-4,5-диамином и хиноксалин-5,6-диамином в качестве диаминных реагентов – соединения 49-51.
Соединения 41-51 исследовались методами МАЛДИ и ИЭР в РРПИ. В массспектрах фрагментации протонированных молекул соединения 41, а также его диметили метил- замещенных аналогов 42 и 43 соответственно, доля фрагментных ионов невелика, что свидетельствует о прочности связей в соответствующих родительских ионах.
Фрагментация протонированных молекул соединения 44 в условиях МАЛДИ и
ИЭР протекает с разной долей вероятности отрыва атомарного кислорода, NO и NO2
групп с образованием ионов с m/z 394, 378 и 363 соответственно. Ион с m/z 363, наблюдаемый в МАЛДИ, соответствует протонированной молекуле 41, в то время как в условиях ИЭР образуется уже катион-радикал с m/z 362. Для данного соединения в условиях
ИЭР, в отличие от предыдущих, характерно отщепление бензимидазола.
В масс-спектрах фрагментации соединения 45 как в МАЛДИ, так и в ИЭР присутствует пик ионов с m/z 361, образующийся в результате отрыва молекулы HCl. Вме-
14
сте с тем, только в условиях МАЛДИ регистрируется пик ионов с m/z 279, соответствующий отрыву нейтральной молекулы бензимидазола. Фрагментные ионы соединения
46 образуются в результате отщепления нейтральных молекул СО2 и муравьиной кислоты. Так же как и в случае соединения 45, в условиях МАЛДИ для соединения 46 регистрируется фрагментный ион, образующийся при отрыве нейтральной молекулы бензимидазола. В условиях МАЛДИ фрагментация соединения 47 протекает с отрывом
нейтральных молекул бензальдегида и бензимидазола. Следует отметить образование
ионов с m/z 450 путем отрыва от протонированных молекул гидроксильной группы.
В случае соединения 48, являющегося димерным аналогом соединения 41, в
масс-спектре присутствуют интенсивные пики ионов с m/z 605 и 487, обусловленные
отрывом одного и двух бензимидазольных фрагментов соответственно.
Масс-спектры фрагментации соединения 49 в МАЛДИ и ИЭР полностью идентичны. Образование единственного распространенного фрагментного иона с m/z 375
определено элиминированием нейтральной молекулы формальдегида.
Также оказались схожи направления фрагментации протонированных молекул в
случаях МАЛДИ и ИЭР для соединения 50. В масс-спектрах регистрируются пики ионов с m/z 389 и 303, обусловленные элиминированием из цикла атомарной серы и отщеплением молекулы бензимидазола. В масс-спектрах фрагментации соединения 51 доля
фрагментных ионов невелика, что, как и для соединений 41-43, свидетельствует о прочности связей в соответствующих протонированных молекулах.
Таким образом, для ряда соединений 44-47 и 49 наблюдается образование фрагментных ионов при отрыве функциональной группы от протонированных молекул. В то
же время в масс-спектрах соединений 44-48 и 50 образуются ионы, обусловленные отрывом нейтральной молекулы бензимидазола.
5. Масс-спектрометрическое исследование ряда замещенных
2,6-[ди-(хиноксалин-2-он)-ил]-4-фенилпиридинов
Замещенные 2,6-дихиноксалинонил-4-фенилпиридины 52-56* были синтезированы по модифицированной реакции Ганча[Sausins A.E., Duburs G., // Chemistry of Heterocyclic Compounds, 1992, vol. 28, pp 363-391].
Характер фрагментации молекулярных ионов
соединений был установлен по масс-спектрам метастабильных ионов в условиях МАЛДИ и ИЭР при
№
R
ДИС. В результате проведенных исследований устаH
52
новлено, что характерным является отщепление ней53 OCH3
Cl
54
тральных молекул CO и HNCO, а также радикалов
55 NO2
CHO и NCO из хиноксалинонового цикла и отрыв
56 OH
хиноксалинонильного фрагмента в целом. Для соединений 53, 55 и 56 характерно отщепление метокси-, нитро- и гидроксигрупп соответственно.
*
Соединения 52-56 синтезированы и предоставлены для масс-спектрометрического анализа м.н.с. лаб. ХГС
ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН Кадыровой С.Ф.
15
6. Масс-спектрометрическое исследование
ряда 4-(бензимидазол-2-ил)хинолинов
Бензимидазолилхинолины 57-78 были синтезированы. В синтезе 4(бензимидазол-2ил)хинолинов 58, 60 и их изомеров 6Н-индоло[2,3-b]хиноксалинов 57,
59 были использованы орто-аминобензальдегиды. Соединения 58, 60 образуются в результате перегруппировки Мамедова, а соединения 57, 59 в результате внутримолекулярной циклоконденсации производных хиноксалина.
Подобным образом были получены соединения 61-72 в реакции 3-(2аминофенил)-хиноксалин-2-она с ацетофенонами. Заменой ацетофенонов на 1,3диацетилбензол были синтезированы соединения 73, 74. Формирование бензимидазоло[2,1-а]пирроло[3,4-с]хинолинов 75-78 произошло в реакции 3-(2-аминофенил)хиноксалин-2-онов с 1,3-пентандионом и этиловым эфиром ацетоуксусной кислоты.
№
57, 59
58, 60
61, 67
62, 68
63, 69
64, 70
65, 71
66, 72
73, 74
75, 76
77, 78
R1
H, F
H, F
H, F
H, F
H, F
H, F
H, F
H, F
H, F
H, F
H, F
R2
Me
H
4-BrC6H4
3-BrC6H4
2-BrC6H4
4-ClC6H4
2-ClC6H4
Me
Me
Исследование бензимидазолилхинолинов 57-78 было проведено методами
МАЛДИ и ИЭР в РРПИ. Доля фрагментных ионов в масс-спектрах ИЭР соединений 5961 невелика, однако в условиях МАЛДИ наблюдается образование фрагментных ионов
с m/z 244, 204 и 128, предполагаемая структура которых представлена на схеме.
Также оказались схожи направления фрагментации протонированных молекул в
условиях МАЛДИ и ИЭР в случае соединений 62-64. В масс-спектрах в основном наблюдаются пики ионов с m/z 320 и 244, обусловленные элиминированием молекулы
HBr и отщеплением фенильного радикала. Положение атома брома не вносит в вид
масс-спектров заметных изменений.
В масс-спектрах соединений 65 и 66 помимо указанных ионов регистрируется
фрагментный ион с m/z 283, структура которого представлена на схеме. В условиях
ИЭР в зависимости от положения атома Cl изменяется соотношение интенсивностей
пиков с m/z 320 и 283. Когда атом хлора находится в пара-положении относительно хи-
16
нолинового цикла, более интенсивен пик иона с m/z 283; орто-положение атома Cl делает этот пик менее интенсивным.
Атом фтора в 6-ом положении хинолинового цикла соединений 67-72 не вносит
существенных изменений в пути фрагментации. Для соединения 71, когда атом хлора
находится в пара-положении относительно хинолина, наблюдается фрагментный ион с
m/z 301, структура которого аналогична структуре иона с m/z 283 для соединения 65. В
случае орто-положения атома хлора (соединение 72) ион с m/z 301 малоинтенсивен.
При фрагментации соединения 73 в условиях МАЛДИ и ИЭР возникает различие,
обусловленное элиминированием бензимидазола. Ион с m/z 447 в условиях ИЭР обусловлен отрывом нейтральной молекулы бензимидазола от протонированной молекулы,
а в условиях МАЛДИ - отрывом бензимидазолильного радикала. В масс-спектре соединения 74 пик иона, образующийся при отрыве бензимидазола, смещается до m/z 483.
В условиях ИЭР у соединений 75, 76 фрагментация протекает с образованием ионов, обусловленных элиминированием метильного заместителя и молекул воды от протонированной молекулы. Однако наиболее интенсивные пики с m/z 260 и 278, вероятно,
по структуре соответствуют соединениям 59 и 60. Протонированные молекулы, образующиеся при ИЭР соединений 77 и 78, весьма стабильны, фрагментация отсутствует.
Таким образом, для 2-галогенфенил-4-(бензимидазол-2-ил)хинолинов характеристичными являются ионы с m/z 244 и 204, структура данных фрагментов сохраняется и
при введении атома фтора в 6-ое положение хинолина (m/z 262 и 222). Также обнаружена зависимость доли ионов с m/z 320 и 283 от положения атома Cl в соединениях 65 и
66. Пара-положение атома Cl делает более интенсивным пик с m/z 283, ортоположение – пик с m/z 320. Данная зависимость сохраняется и для соединений 71 и 72.
7. Масс-спектрометрическое исследование
хиноксалинаиндолизинациклофанов
Для установления структуры ряда хиноксалинаиндолизинациклофанов 80, 81, 82
были применены методы масс-спектрометрии ЭИ и МАЛДИ. Также этими методами
были исследованы ациклические предшественники (80', 81', 82') и промежуточные соединения (83-86)*.
В масс-спектре ЭИ исходного соединения 79 наблюдается интенсивный пик молекулярного иона, что ожидаемо, исходя из структуры молекулы. Характерным фрагментным ионом является ион с m/z 475, соответствующий отрыву атома Br от молекулярного иона. Ионы с m/z 337 и 308 образуются при отрыве всей бромалкильной цепи и
последующем отрыве группы CHO. Соединение характеризуется набором пиков фраг*
Соединения 79-86 синтезированы и предоставлены для масс-спектрометрического анализа к.х.н., с.н.с. лаб. ХГС
ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН Калининым А.А.
17
ментных ионов, отстоящих друг от друга на 14 Да (m/z 448, 434, 420, 406, 392, 378, 364).
Ионы данной серии образуются непосредственно из молекулярного иона при разрыве
связей алкильной цепи.
18
В масс-спектре ЭИ циклофана 80 наблюдается интенсивный пик молекулярного
иона с m/z 810. Также относительно высока доля двухзарядного молекулярного иона с
m/z 405 (Iотн 15%), что говорит о высокой стабильности молекулярного иона. Для его
ациклического предшественника 80' в масс-спектре ЭИ можно также отметить высокую
интенсивность одно- и двухзарядных молекулярных ионов с m/z 812 и 406, однако доля
фрагментных ионов с m/z 475, 337, 308 гораздо выше.
Для исследования соединений 79-86 наиболее информативным оказался метод
МАЛДИ масс-спектрометрии. В масс-спектрах МАЛДИ в РРПИ наблюдаются пики
протонированных [M+H]+ и катионизированных [M+Na]+ и [M+K]+ молекул.
Масс-спектр фрагментации МАЛДИ соединения 79 аналогичен масс-спектру ЭИ.
В масс-спектре фрагментации циклофана 80, в отличие от ЭИ, наблюдается интенсивный пик фрагментного иона с m/z 734, который, вероятно, обусловлен отрывом фенильного радикала. Для ациклического предшественника 80' также наблюдается пик, соответствующий отрыву фенильного радикала, однако основные направления фрагментации протонированных молекул идут по путям, установленным для
исходного соединения 79. Одним из вариантов механизма отрыва
фенильного радикала может быть процесс, представленный на рисунке. При присоединении протона к иминному атому азота хиноксалиновой системы происходит перераспределение электронной
плотности в молекуле, что приводит к изменению кратности связи
между индолизиновыми фрагментами. При этом связь С-Ph, повидимому, ослабевает, что приводит к отрыву фенильного радикала.
Фрагментация циклофана 81 протекает с образованием ионов c m/z 1546 и 1469,
которые обусловлены отрывом одного и двух фенильных радикалов. Пространственная
структура циклофана позволяет расположить радикальные центры в разных «сторонах»
молекулы, что стабилизирует образующийся бирадикал. Образование других фрагментных ионов согласуется с путями фрагментации исходного соединения 79. Для
ациклического соединения 81' основным направлением является распад протонированной молекулы с разрывом связи между индолизиновыми фрагментами.
Для циклического соединения 82 характерен пик с m/z 3167, обусловленный отрывом фенильного радикала. В случае ациклического соединения 82' также присутствуют пики, соответствующие отрыву фенильных радикалов. Однако основные пути
фрагментации обусловлены разрывом связей между индолизиновыми циклами.
Таким образом, характеристичные фрагментные ионы соединения 79 (m/z 337 и
475) присущи для всего ряда циклофанов. В масс-спектрах МАЛДИ для макроциклических соединений 80-82 выявлены иные пути фрагментации протонированных молекул,
19
чем в масс-спектрах ЭИ: в условиях МАЛДИ происходит отрыв одного и двух фенильных радикалов. Для ациклических соединений характерным является большая интенсивность пиков фрагментных ионов. Для соединений 83-86, имеющих бромдецильный
заместитель, характерно отщепление атома Br и разрыв связей алкильной цепи.
8. Общая характеристика методов ионизации, примененных для исследования
гетероциклических соединений с α–дииминовым фрагментом
Использованные в работе методы ионизации позволяют получить наиболее полную информацию о строении исследованных соединений.
Таблица Общие данные по примененным методам ионизации
№ M
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
273
273
544
385
401
445
493
385
401
445
493
442
478
510
638
694
532
426
337
393
355
371
415
463
338
336
354
381
337
340
358
374
418
466
396
322
340
356
400
448
362
390
376
407
396
tпл, 0C
86-88
225-227
264-267
336-337
338-339
343-345
338-340
246-249
291-292
287-289
283-285
234-237
261-262
258-260
267-270
287-290
299-302
238-239
318-319
315-316
338-340
357-358
>360
320-321
305-307
220-222
264-265
355-358
280-281
243-246
225-227
255-258
264-267
253-255
300-303
286-289
284-287
297-300
300-303
343-346
318-319
298-300
260-261
337-338
231-232
ЭИ
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
МАЛДИ
РРПИ
РРОИ
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
ИЭР
РРПИ РРОИ
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
№
M
tпл, 0C
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
80'
81
81'
82
82'
83
84
85
86
406
466
722
404
420
414
443
473
477
488
459
219
237
259
277
321
399
399
399
355
355
339
417
417
417
373
373
564
600
301
319
285
303
555
810
812
1622
1624
3243
3245
1110
1367
2733
2989
>350
275-278
>350
338-339
274-277
212-215
348-350
352-353
>360
319-320
337-339
299-300
270-271
225-227
218-220
230-232
228-231
223-225
248-250
239-241
245-246
223-225
235-237
233-235
242-244
226-228
236-237
286-287
284-285
223-225
307-309
216-218
232-233
220-222
>360
221-223
>360
138-140
210-212
165-167
172-174
114-116
158-160
161-163
ЭИ
МАЛДИ
ИЭР
РРПИ РРОИ РРПИ РРОИ
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
20
Сопоставительный анализ данных (таблица) показал, что
- метод ЭИ применим только для низкомолекулярных соединений. В ряде случаев велика доля депротонированных ионов, что может привести к ошибочной идентификации новых производных. Следует отметить, что из-за высоких температур плавления
исследованных соединений необходимо использовать прямой ввод образца в источник
ионов, а широко используемый и распространенный метод газовой хромато-массспектрометрии практически неприменим. Использование прямого ввода образца исключает количественное определение, а также приводит к быстрому загрязнению источника ионов.
- метод МАЛДИ применим практически для всех изученных соединений. Он позволяет получить данные для структурного анализа, однако его нельзя использовать в
совокупности с ВЭЖХ для количественного анализа. В силу фотохимических свойств
[Novakova, V., Kobak, R.Z.U., Kučera, R., Kopecky, K., Miletin, M., Krepsová, V., Ivincová,
J., Zimcik, P. // Dalton Transaction, 2012, vol. 41, pp 10596-10604] соединений 30-40 метод
оказался неприменим для их исследования.
- применение метода ИЭР показало высокую чувствительность и информативность при анализе структуры исходных соединений. Возможность сочетания данного
метода с ВЭЖХ позволяет производить количественный анализ, что выводит данный
метод на лидирующие позиции при исследовании подобных соединений. Тем не менее,
в рамках исследования метод оказался неинформативным при исследовании макроциклических соединений на основе хиноксалинона и индолизина.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1.
Разработан простой однореакторный (“one-pot”) высокоэффективный новый метод синтеза 2,4,5-тризамещённых имидазолов и имидазо[1,5-a]хиноксалинонов с
использованием 3-ароилхиноксалин-2(1Н)-онов в качестве функционально замещённых
производных α-иминокетонов в трёхкомпонентный системе с ароматическими альдегидами и ацетатом аммония. Установлено, что реакция идёт c раскрытием пиразинонового цикла в 3-ароилхиноксалин-2(1Н)-онах (перегруппировка Мамедова) под действием
диаминоарилметанов, генерируемых in situ из альдегидов и аммоний ацетата. Введение
2-(арилидене)аминоанилидного фрагмента в положение 4 производных имидазолов с
использованием этого метода позволило разработать новый метод синтеза 2(бензимидазол-2-ил)хинолинов.
2.
Впервые проведена сравнительная характеристика закономерностей фрагментации бигетероциклических систем с α–дииминовым фрагментом в различных условиях ионизации (электронная ионизация (ЭИ), матрично активированная лазерная десорбция/ионизация (МАЛДИ), ионизация электрораспылением (ИЭР)). Разработаны
быстрые и чувствительные методики получения масс-спектров, определены пути фрагментации, выявлены характеристичные пики, произведена корреляция масс-спектров
изученных соединений с их строением.
3.
Показано, что для 2-(бензимидазол-2-ил)хинолинов, 2-(бензимидазол-2ил)хиноксалинов, 2-(имидазол-4-ил)бензимидазолов и 2-(пиразин-2-ил)бензимидазолов
характерными фрагментными ионами в условиях ЭИ являются ионы, обусловленные
элиминированием атома водорода от молекулярного иона, в то время как в условиях
ИЭР и МАЛДИ в зависимости от режима регистрации получены как протонированные,
так и депротонированные молекулы.
21
4.
Установлено, что фрагментация имидазолилбензимидазолов и имидазо[1,5a]хиноксалинонов в условиях ЭИ, МАЛДИ и ИЭР происходит с отщеплением цианоарильного фрагмента и разрушением имидазольного цикла. Фрагментации 2,4,5замещенных имидазолов как в МАЛДИ, так и в ИЭР сопутствует двойная прототропная
перегруппировка к заряженному фрагменту, при этом в МАЛДИ процесс является селективным и зависит от природы арильного заместителя в иминном фрагменте.
5.
Установлено,
что
для
2-(2(3,4)-галогенфенил)-4-(бензимидазол-2ил)хинолинов в условиях МАЛДИ и ИЭР характеристичными являются ионы, образующиеся при отрыве арильного заместителя и бензимидазольного цикла, что также
подтверждается введением атома фтора в 6-ое положение хинолина. Обнаружена зависимость доли фрагментных ионов от положения атома галогена (орто- или пара) в хинолиновом цикле.
6.
Установлено, что в условиях МАЛДИ, в отличие от ЭИ, фрагментация хиноксалинаиндолизинациклофанов протекает с отрывом фенильных радикалов, тогда как
для открытоцепных предшественников более характерны разрывы связей между индолизиновыми фрагментами.
Публикации в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных
для размещения материалов диссертаций:
1.
Mamedov, V.A. Acid-catalyzed rearrangement of 3-(β-2-aminostyryl) quinoxalin-2(1H)-ones – a new and efficient method for the synthesis of 2-benzimidazol-2ylquinolines / V.A. Mamedov, D.F. Saifina, A.T. Gubaidullin, V.R. Ganieva, S.F. Kadyrova,
D.V. Rakov, I.Kh. Rizvanov, O.G. Sinyashin // Tetrahedron Letters. – 2010. – №51. – PP.
6503-6506.
2.
Mamedov, V.A. A simple and efficient method for the synthesis of highly substituted imidazoles using 3-aroylquinoxalin-2(1H)-ones / V.A. Mamedov, N.A. Zhukova, T.N.
Beschastnova, A.T. Gubaidullin, D.V. Rakov, I.Kh. Rizvanov // Tetrahedron Letters. –
2011. – №52. – PP. 4280-4284.
3.
Раков, Д.В. Сопоставительная характеристика методов масс-спектрометрии
при исследовании имидазо[1,5-a]хинок-салин-4-онов / Д.В. Раков, Н.А. Жукова, И.Х.
Ризванов, В.А. Мамедов // Химия гетероциклических соединений. – 2014. – Т. 50. –
№2. – C. 272-279.
Материалы конференций:
1.
Раков, Д.В. MALDI – TOF масс-спектрометрия в исследовании структуры
ряда замещенных 2,6–дихиноксалинонил-4-фенилпиридинов / Д.В. Раков, С.Ф. Кадырова, О.С. Плетнева, И.Х. Ризванов, В.А. Мамедов // IV Всероссийская конференция с
международным участием «Масс-спектрометрия и ее прикладные проблемы»: сб. тез.
докл. – 2011. – Москва – С. 110.
2.
Раков, Д.В. Масс-спектрометрическое исследование структуры ряда хиноксалинаиндолизинациклофанов / Д.В. Раков, А.А Калинин, В.А. Мамедов // IV Всероссийская конференция с международным участием «Масс-спектрометрия и ее прикладные проблемы»: сб. тез. докл. – 2011. – Москва – С. 115.
3.
Раков, Д.В. Изучение ряда циклофанов на основе 3-(1-фенил-индолизин-2ил)-1-децилхиноксалин-2-она методом масс-спектрометрии / Д.В. Раков, А.А. Калинин,
И.Х. Ризванов, В.А. Мамедов // XV Молодежная школа конференция по органической
химии: тез. докл. – 2012. – Уфа – С.63.
22
4.
Раков, Д.В. Исследование ряда пиразинилбензимидазолов методом ESI
масс-спектрометрии / Д.В. Раков, Н.А. Жукова, И.Х. Ризванов, В.А. Мамедов // V-ая
Международная конференция-школа «Фундаментальные вопросы масс-спектрометрии
и ее аналитические применения»: сб. тез. докл. – 2013. – Санкт-Петербург – С. 60.
5.
Раков, Д.В. Масс-спектрометрия MALDI и ESI ряда замещенных имидазолов / Д.В. Раков, Н.А. Жукова, И.Х. Ризванов, В.А. Мамедов // V-ая Международная
конференция-школа «Фундаментальные вопросы масс-спектрометрии и ее аналитические применения»: сб. тез. докл. – 2013. – Санкт-Петербург – С. 61.
6.
Раков, Д.В. Масс-спектрометрия МАЛДИ и ИЭР ряда бис-бензимидазолилхиноксалинов (тригетероциклических соединений) / Д.В. Раков, И.Х. Ризванов, В.А.
Мамедов // V-ая Всероссийская конференция с международным участием «Массспектрометрия и ее прикладные проблемы»: сб. тез. докл. – 2013. – Москва – С. 79.
Соискатель
Д.В. Раков
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
3
Размер файла
1 005 Кб
Теги
дииминовым, синтез, гетероциклических, фрагменты, соединений, массы, ряда, исследование, спектрометрической
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа