Установление строения соединений, содержащих пиперидиновый и пиридиновый циклы методом ЯМР 1H и 13C тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО СТРОЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ ПИПЕРИДИНОВОГО РЯДА ПО СПЕКТРАМ ЯМР % и

1.1. Спектры ЯМР и конформации некоторых насыщенных N-гетероциклических соединений (литературный обзор)

1.1.1. Связь спектральных параметров ЯМР с конформа-ционными свойствами насыщенных циклических соединений. а. Химические сдвиги протонов б. Химические сдвиги углерода-13 . II в. Вицинальные константы спин-спинового взаимодействия г. Константы дальнего спин-спинового взаимодействия

1.1.2. Конформация циклогексановых систем

1.1.3. Конформационный анализ алкилзамещенных пиперидинов по спектрам ЯМР.

1.1.4. Насыщенные шестичленные гетероциклы с кон-формацией, отличной от конформации "кресло"

1.1.5. Установление конформации несимметрично замещенных пиперидонов и пиперидолов методом

1.2. Анализ спектров ПМР N-замещенных транс- и цис-2,5-диметилпиперидин-4-онов и их пространственное строение

1.2.1. Конформации транс-изомеров И-замещенных-2,5-диметилпиперидин-4-онов.

1.2.2. Конформационное равновесие в цис-2,5-изомерах М-замещенных-2,5-диметилпиперидин-4-онов.

1.3. Конформации пиперидинового цикла в изомерных промедольных спиртах и некоторых родственных им

4-замещенных 1,2,5-триметил-пиперидинах по спектрам ПМР в сверхсильных полях и ЯМР С.

1.3.1. Анализ спектров ПМР 360 МГц и ЯМР 13С проме-дольных спиртов и их пространственное строение а. Спектры ПМР. б. Анализ спектров ЯМР- С.

1.3.2. Исследование конформации 4-триорганосилил-замещенных 1,2,5-триметилпиперидин-4-олов методом ЯМР 1Н и 13С.

1.3.3. Пространственное строение двух стереоизомеров 1,2,5-триметил-4-фениламинопиперидина . 71 Выводы к главе I

ГЛАВА 2. УСТАНОВЛЕНИЕ СТРОЕНИЯ КОНДЕНСИРОВАННЫХ Я-ГЕТЕРО-ЦИКЛШЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ МЕТОДОМ ЯМР 1Н и 13С . . . 2.1. Связь параметров ЯМР со строением конденсированных гетероциклических систем, содержащих ароматические циклы (литературные данные).

2.1.1. Химические сдвиги %.

2.1.2. Константы спин-спинового взаимодействия

2.1.3. Параметры ЯМР 13С. а. Химические сдвиги С. б. Константы спин-спинового взаимодействия Jrн.

2.1.4. Спектры модельных соединений а. Спектры ПМР. б. Спектры ЯМР 13С

2.2. Исследование методом ЯМР азафлуоренов и их производных

2.2.1. Анализ спектров ЯМР С производных 1-аза-флуорена.

2.2.2. Спектры ЯМР С производных 4-азафлуорена

2.3. Установление строения монозамещенных дигидроси-лаазаантронов по спектрам ПМР.

2.4. Спектры ПМР и ЯМР С и строение некоторых производных пиридо[1,2-а]бензимидазола

2.4.1. Нитро- и бромпроизводные и продукты восстановления

2.4.2. Аддукты пиридо[1,2-а]бензимидазола с адети-лендикарбоновым эфиром.

Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

3.1. Аппаратура и экспериментальные методики ЯМР

3.2. Расчеты спектров ПМР по программам "ЯМР-1" и "ГГЕСАЬ ". вывода И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

В настоящее время развитие химии азотистых гетероциклов невозможно представить без широкого применения спектральных методов исследования строения и стереохимии получаемых продуктов. Ядерный т тч магнитный резонанс (ЯМР) на ядрах Н и С из-за исключительной информативности и экспрессности занимает среди этих методов ведущее место. Интерес к пространственному строению соединений пиперидино-вого ряда вызвал не только необходимостью развития общих вопросов стереохимии N-гетероциклов,но также и физиологической активностью некоторых из них. Так, активными анальгетиками оказались эфиры про-пионовой кислоты и третичных ^-пиперидолов с фенильным заместителем при С^ (продин , альфапродин, низентил, анедол, промедол), которые нашли применение и значительно ограничили использование морфина в качестве обезболивающего средства. Однако, до настоящего времени отсутствовала полная информация о стереохимии конфигурационных изомеров несимметрично замещенных пиперидонов и пиперидо-лов. В связи с поисками новых физиологически активных веществ на кафедре органической химии Университета дружбы народов получен ряд новых соединений, таких как 1,2,5-триметил-4-ариламинопиперидины, 1,2,5-триметил-4-триорганосилилпиперидш-4-олы, а также конденсированные полиядерные азотсодержащие гетероциклы: азафлуорены, силаазаантрацены, пиридобензимидазолы и их различные производные (ко ординационные планы ГКНТ и АН СССР). Актуальным в этой связи является установление их строения и выяснение закономерностей электрот тя фильного замещения методом ЯМР Н и С. Спектральная информация для соединений, молекулы которых содержат полярные связи и различным образом сочлененные гетероароматические и неароматические циклы, пока ограничена. В большинстве случаев затруднения вызывают чрезвычайно сложные спектры ПМР до 100 МГц. Целью настоящей диссертационной работы являлось, используя метод сильнопольного протонного магнитного резонанса (400 и 360 МГц) и ЯМР 13С (20 и 100 МГц), получить наиболее полную спектральную информацию об указанных классах соединений. Актуальность этой работы определялась еще и тем, что среди исследовавшихся соединений были биологически активные аналоги природных веществ (например, онихин) и потенциальные хромофоры и красители (например, псевдоазулен),

11. TV. The calculation of dihedral angles from vicinal proton coupling constants in six-membered ring compounds.- Recueil. Trav. Chim., 1969, 88, N.9, p. 1003-1011.

12. P 0 t a p о V V.M. Stereochemistry, Mir Publishers, Moscow, 1978.

13. H i r s с h J.A. Table of Conformational Energies - 1967. in "Topics in Stereochemistry", Allinger N.L., Eliel E.L., eds), Intersience, New York, 1967,,vol,1, p. 199-222.

22. M a s o n J. a?he Interpretation of Carbon ШШ. Shifts,- J. Chem. Soc., (A), 1971i 1, p. 1038-1047.

26. E w i n g D.P. ^^0 Substituted Effects in Monosubstituted Benzenes.- Org. Magn. Resonance, 1979, vol. 12, N.9, p. 449-524.

27. З а х а р о в В,Ф» Кащщцатская диссертация. Спектры ЯМР и строение 2 - а 4 - Азафлуоренов и их производных, Москва, 1976,

28. Г о л о в ц о в H.tt», З а х а р о в В»Ф,, 3 в о л и н. - е к а й В»П», П л е ш а к о в В,Г», П р о с т а к о в Н.С» то Спектры ЯМР •**^С азафлуоренов» - Современные задачи в точных науках, М,, изд» Универсатета дружбы Народов, 1977, с» 44 -47.

30. Ш e Я Д p и к И.В., В а р л а м о в A.B., К р а п и в к о А.П., Ф о м и "7 е в АД, , П р о с т а к о в Н,.С» ы - Фенил-замещенные пиридиновые основания. Й1блиографическш1 указатель Н1ЖГИ "Депонированные рукописи", 1983, i^ 12, с . 132.

40. K a r p l u s M. Proton Spin Coupling by Pi Electrons.- J. Chem. Phys., I960, 33, N.6, p. 1842-1849.