3-(2-бензилбензоил)хинолин-4(1Н)-оны - новый класс фотообратимых фотохромов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ
|
Ларина, Нина Александровна
АВТОР
|
||||
|
кандидата химических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Москва
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2010
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
02.00.03
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи
□□34Э4 172
ЛАРИНА НИНА АЛЕКСАНДРОВНА
3-(2-БЕГОИЛБЕШОИЛ)ХИНОЛИН-4(1Я)-ОНЫ-НОВЫЙ КЛАСС ФОТООБРАТИМЫХ ФОТОХРОМОВ
02.00.03 - органическая химия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
Москва 2010
2 5 МАР 2010
003494172
Работа выполнена на кафедре химической технологии биомедицинских препаратов РХТУ имени Д. И. Менделеева
Научный руководитель доктор химических наук, профессор
Федорова Ольга Анатольевна
Официальные оппоненты: доктор химических наук
Ковалев Владимир Васильевич МГУ им М. В. Ломоносова
доктор химических наук Яровенко Владимир Николаевич Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН Ведущая организация: Научно-исследовательский институт
физической и органической химии федерального ГОУ ВПО "Южный федеральный университет"
Защита состоится 26 марта 2010 г. в 10-00 на заседании диссертационного совета Д 212.204.04 в РХТУ им. Д. И. Менделеева (125047 г. Москва, Миусская пл., д. 9) в конференц-зале.
С диссертацией можно ознакомиться в Информационно-библиотечном центре РХТУ имени Д.И. Менделеева.
Автореферат диссертации разослан__20__г.
Ученый секретарь диссертационного совета ---
Д 212.204.04 доктор химических наук
Бухаркина Т. В.
Актуальность темы. Одной из важнейших потенциальных областей применения фотохромных соединений является создание на их основе систем оптической записи и хранения информации. Несмотря на большое разнообразие существующих классов органических фотохромов и типов реакций их фотопревращения, количество бистабильных систем, позволяющих записывать, стирать и перезаписывать данные, очень ограничено (диарилэтены и фурилфульгиды практически исчерпывают данный список). Еще реже встречаются такие системы с возможностью неразрушающего считывания, например, фотоиндуцируемым изменением флуоресценции. Таким образом, поиск и исследование новых классов фотохромных соединений, обладающих вышеупомянутыми характеристиками, является актуальной задачей.
В 2003 году группа исследователей из Средиземноморского университета сообщила об обнаружении ими новой фотохромной молекулы - 3-(2-бензил-бензоил)-1,2-диметал-4(1#)-хинолинона, отличающегося исключительной стабильностью окрашенной формы (фактически фотообратимостъю), а также наличием сильной флуоресценции окрашенной формы при полном отсутствии флуоресценции исходной формы.
Дель работы.
Данная диссертационная работа была выполнена с целью исследования свойств и оценки возможностей и перспектив применения нового класса фотоактивных молекул - производных 3-(2-бензилбензоил)-4(1Д)-хинолинона.
Научная новизна.
1. Путем адаптации известных методов и разработки новых синтезировано 20 ранее неизвестных производных 3-(2-бензилбензоил)-4(1Я)-хинолинонов с вариацией заместителей в ключевых положениях 1 и 2, а также в положениях 5, 6, 7. Всего получено и охарактеризовано 60 новых соединений.
2. При проведении последовательности перегруппировок Кляйзена и Коупа на основе 4-аллилокси-3-(2-бензилбензоил)-2-метилхинолина, помимо получения целевого 2-(3-бутенил)-4(Ш)-хинолинона, выявлен необычный сдвиг 2-бензил-бензоильной группы на атом кислорода в положении 4.
3. У большинства синтезированных целевых хинолонов обнаружено фотообратимое фотохромное превращение. Установлено, что определяющим структурным фактором, влияющим на состав и относительную стабильность продуктов фотореакцки, является заместитель в положении 2 хинолоновой системы.
4. Изучены электронные спектры поглощения серии модельных 2-бензил- и 2-(1-фенилэтил)-3-бензоилзамещенных 4(1Я)-хинолинонов. Природа наблюдаемых полос интерпретирована с помощью квантово-химических расчетов методом ТО ВЗЬУР/б-31 С(с1,р). Предложен механизм их темнового обесцвечивания.
5. В ряду 2-арилзамещенных производных 3-(2-бензилбензоил)-4(1Я)-хинолинона отмечена необычная регио- и стереоселективность фотопревращения. Проведены дополнительные исследования методами УФ- и ЯМР-спектроскопии в аэробных и анаэробных условиях; экспериментальные данные полностью согласуются с результатами квантовохимических расчетов методом ТО ВЗЬУР/б-ЗШ(с1,р). По итогам всех исследований предложен механизм фотоиндуцируемой реакции.
6. Выполнены квантовохимические расчеты на уровне ОРТ для трех еще не описанных замещенных 3-(2-бензилбензоил)хинолонов (2-ОСН3, 2-К(СН3)2, 2-8СН3) и составлен предварительный прогноз их фотохимического поведения.
Практическая ценность.
Получена серия фотохромных соединений с широким спектром свойств:
1) получены бистабильные фотохромные системы, которые могут найти применение для записи и обработки информации. Важным свойством новых фотохромов является флуоресценция окрашенных форм, дающая возможность неразрушающего считывания;
2) получены новые фотохромы, необратимо образующие окрашенные продукты, что делает их перспективными для применения в цветной печати;
3) предложенный механизм фотопревращений 3-(2-бензилбензоил)-4(1Д)-хинолинонов предполагает в будущем возможность дизайна фотохромных систем этого ряда с желаемыми свойствами.
Положения, выносимые на защиту:
1) Синтез серии производных 3-(2-бензилбензоил)-4(1Я)-хинолинона: 2-метил-замещенных - методом Гоулда-Джейкобса, 2-арил- и 2-метоксикарбонилзамещен-ных - через промежуточное получение 2,3-дигидропиррол-2,3-дионов, 2-незамещен-ных - с использованием производных метилантранилата;
2) Необычный ароильный сдвиг, сопровождающий последовательность перегруппировок Кяяйзена и Коупа;
3) Анализ спектров поглощения исходных фотохромов и их фотопродукгов, разделение спектральных компонент;
4) Квантовохимичесюш расчет относительной стабильности фотопродуктов и интермедиатов;
5) Предполагаемый механизм фотопревращения 2-арилзамещенных 3-(2-бензилбензоил)-4(1Я)-хинолинонов.
Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ 09-03-00283 и 05-03-32268, а также в рамках программы Президиума РАН П-27 "Основы фундаментальных исследований нанотехнологий и наноматериалов" и программы французского министерства образования и науки "Reseau Formation-Recherche Franco-Russe".
Автор приносит благодарность сотрудникам Междисциплинарного центра по нанонаукам Средиземноморского университета г. Марселя В. А. Локшину и В. Ю. Ходорковскому, в постоянном сотрудничестве с которыми была выполнена работа, а также Ж. Берте из лаборатории Применения ЯМР Университета Лилль-2 за помощь с экспериментами ЯМР.
Апробация работы.
По материалам диссертации опубликовано 2 статьи. Основные результаты работы были представлены на следующих конференциях и симпозиумах: XLIII Всероссийская конференция по проблемам математики, информатики, физики и химии РУДН (Москва, 2007 г.); Russian-French Joint Seminar on Molecular Switching (Saissac, France, 2007 г.); 5' Rencontres de Chimie Organique de Marseille (Marseille, France, 2008 г.); ХХ1ГЛIUPAC Symposium on Photochemistry (Gothenburg, Sweden, 2008 г.); JSPS-CNRS Seminar "New Horizons of Photochromism: From design of molecules to applications" (Arras, France, 2008 г.); 2nd France Italy Symposium on Photosciences (Marseille, France, 2009 г.).
Структура работы. Диссертационная работа изложена на 152 страницах машинописного текста и включает в себя введение, обзор литературы, обсуждение результатов, экспериментальную часть, выводы и приложение, содержит 47 рисунков и 12 таблиц. Библиография насчитывает 183 наименования.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.
1. Обзор литературы. Предложенный ранее оригинальный механизм фотоиндуцируемого превращения 3-(2-бензилбензоил)-1,2-диметил-4(1Я)-хинолинона (1) включает возбуждение карбонильной группы, перенос на нее атома водорода и последующую циклизацию бирадикального интермедиата в гидрокси-замешенный дигидробензо[Ь]акридинон 2 (реакция Норриша-Янга) (схема 1). Поэтому выполненный литературный обзор посвящен теоретическим исследованиям и применению реакции Норриша-Янга.
Схема 1
Поскольку обзорные работы по данной теме выходят достаточно регулярно, особое внимание уделено публикациям за последние шесть лет (со времени выхода последнего обзора). Следует отметить, что явных случаев, подобных описанному в настоящей работе, в литературе не упоминается.
2. Синтез производных 3-(2-беизилбензонл)хинолонов.
С учетом предложенного механизма фотопревращения соединения 1, варьирование заместителей осуществлялось в первую очередь в положениях 1 и 2, а также в бензольном ядре хинолоновой системы. Целевая структура выглядела следующим образом (схема 2):
Схема 2
б
Различные фторзамещенные 4-оксо-З-хинолинкарбоновой 1сислоты являются антибиотиками широкого спектра действия, и к этим структурам разработано множество синтетических подходов. Однако для синтеза целевых 3-(2-бензил-бензоил)замещенных хинолонов наиболее изученные методы оказались неприменимыми.
Выбор конкретного метода "сборки" хинолоновой системы в каждом случае определялся желаемым заместителем в положении 2.
2.12-Алкилзамешенные 3-(2-бензил6ензоил)хинолоны
Описанный марсельской группой синтез базового 1,2-диметилзамещенного хинолона 1 осуществлялся путем метилирования соответствующего NH-хинолона 3, получаемого в свою очередь методом Гоулда-Джейкобса. Результатом являлась смесь моно- и диметилированного продуктов, с трудом поддающаяся хроматографическому разделению (Схема 3).
Схема 3
С целью варьирования заместителей в положениях 1 и 2 было проведено алкилирование (арилирование) хинолона 3 различными галогенопроизводными в разных условиях. Как и ожидалось, в зависимости от галогенопроизводного, а также от используемого основания и растворителя, были получены все три возможных продукта нуклеофильного замещения галогена анионом хинолона 3 в разных соотношениях (Схема 4). Результаты представлены в таблице 1.
Схема 4
Таблица 1 (к схеме 4)
К-Х условия общий выход, % выход продукта 5, % выход продукта 6, % выход продукта 7, %
а РЬСН2Вг а* 84-91 45-64 5-23 15-23
б 84 64 20 -
Ь СН2=СН-СН2Вг а 70 34 18 18
в 79-83 61-67 16-18 -
с СНнС-СН2Вг б 48 43 5 -
й ВгСН:СООЕ1 а 50 13 37 -
е сн2 б 83 83 - -
Г 1Л, а 34 34 - -
*а - К'аН/диметоксизтан (далее ДМЭ), РЧ^Н?)^]!; б - КтССЬ/ДМФА; в - СНзСЖа/ДМЭ, Р4(С4Н!))<,]1.
Преобладающие О-алкилированные продукты в ряде случаев можно превратить в целевые М-алкнлпроизводяые. Так, при нагревании 5а с метилиодидом в закрытой ампуле происходит кватернизация атома азсгга, сопровождаемая уходом бензильной группы (Схема 5).
Схема 5
Наличие в молекуле ненасыщенных алифатических заместителей дает возможность дальнейшей фукционализации или (со)полимеризации. С целью расширения возможностей структурных вариаций целевых фотохромов мы запланировали получение замещенных 3-(2-бензилбензоил)хинолонов, имеющих несопряженную двойную связь. Примером таких соединений могут служить аллильные производные 6Ь и 7Ь.
Продукт 5Ь казался нам удобным исходным для получения других ненасыщенных аналогов путем последовательного смещения Кляйзена и Коупа аллильной группы, ранее описанного для производных с К = СНз и Я = СООС2Н5 (схема 6).
Схема 6
'М сна
о,
N СН,
О
Однако, как показали наши эксперименты, наличие в молекуле 3-(2-бензил)-бензоильной группы вносит существенную специфику в протекание реакции. Кроме ожидаемого продукта перегруппировки Коупа 9 был выделен побочный продукт 11, образующийся в результате необычного 1,3-сдвига ароильной группы в интермедиате 8 (схема 7). Структуры соединений 5Ь, 6Ь и 11 подтверждены данными рентгенострукгурного анализа.
Интересно, что при нагревании 3-бензоилпроизводного 12 в тех же условиях миграции бензоильной группы не происходит, и ожидаемое 2-бутенилпроизводное 13 получается в качестве единственного продукта (схема 8). Очевидно, в случае 5Ь перегруппировка является следствием стерических затруднений в интермедиате 8, который может стабилизироваться двумя способами с образованием 9 и 11 соответственно.
Схема 7
о
о о
Схема 8
ЧХЧ-^-, 180°С
о-дихлорбензал 67%
СН2
Двойное алкилирование 3 2-хлорметил-З-хлорпропеном позво;шло получить продукт 14, у которого заместители в положениях 1 и 2 замкнуты в цикл (схема 9).
Схема 9
2.2 Метиловый эфир хинолон-2-каубоновой кислоты Соединение 18 - производное 3-(2-бензилбензоил)хинолона с 2-метокси-карбонильной группой - синтезировано по методу, описанному в литературе для аналогичного 3-бензоилхинолона. Метод заключается в термолизе соответствующего 2,3-дигидропирролдиона 17, получаемого в свою очередь двойным ацилированием оксалилхлоридом енамина 16. Последующее аллилирование проводили в диметилформамиде (схема 10).
СгН50 ОС2Н5
[| "] СНэ СНзШьСНзОН 56%
Ч-г#!\;Н2И| 15
Н СООСНз
кгС /дмфа 18
РЬ20
49% по двум . стадиям /^Ч
55% 20
I СООСНэ 18% 19
2.3 2-Арилзамешенные 3-(2-бензилбензоил)хиполоны
Два подхода к 2-арил-3-(2-бензилбензоил)хинолонам уже были проверены ранее марсельскими исследователями. Речь идет прежде всего о методе Грое (ОгбЬе), наиболее широко применяемом в синтезе биологически активных хинолонов (схема И), а также методе Гоулда-Джейкобса (схема 12, путь А). Оба подхода оказались в
данном случае малоэффективными из-за низких выходов и большого количества побочных продуктов на стадии ацилирования (соединений 22 и 25 соответственно).
Схема 11
СН2РИ
21
аЯ^Н Ь РЦ=СН3
РЖМ 22 //
а Я^Н (89%) Ь Р,=СН3 (84%)
а (12%) Ь Й)=СНЭ(11%)
Более успешным оказался примененный нами путь В (схема 12) - оснбвная циклизация енамина 27, полученного присоединением метилантранилата к 2-бензил-бензоилзамещенному фенилацетилену 21а. Недостаток метода - умеренные выходы на стадии присоединения вследствие сниженной нуклеофильности метилантранилата (например, по сравнению с анилином в схеме 11). Наилучшие результаты были достигнуты с промежуточным получением 2,3-дигидропирролдиона 28 и его дальнейшим декарбонилированием (путь С).
Схема 12
а Вг=СН3 (82%) Ь Нг=СН2РИ (39%) о РрСНгСООЕ! (28%)
Целевые фотохромные хинолоны 30 а-с при алкилировании 29 также были получены в смеси с их О-замещенными изомерами.
2.4 2-Незамешенные 3-(2-бензилбензоил)хинолоны
Использованные синтетические подходы обобщены на схеме 13, выходы - в таблице 2. В первую очередь казалось целесообразным проверить метод Трое (Л), позволяющий сразу получить практически любой заместитель при атоме азота. Однако целевого продукта в полученной реакционной смеси не оказалось. Не дал результатов и метод С (оптимальный в синтезе 2-фенил- и 2-метоксикарбонил-замещенных). Лучшие выходы были получены по методу В с участием метилантраннлатов. Интермедиат 32 может быть получен по схеме В1, описанной в литературе. Мы использовали более удобный подход В2, а также оптимизировали условия циклизации 32—>37. Испожзование метода В, однако, ограничено выбором доступных антранилатов. Метод Д хотя и с более низкими общими выходами, является хорошей альтернативой в варианте синтеза енамина 35 и при условии доступности исходного кетоэфира 33. Вариант 252 дает низкие выходы на стадии ацилирования 34—>35.
_ Схема 13
Таблица 2 (к схемам 13 и 14)
Продукт 37 R R2..... Суммарный выход (метод) Результаты N-алкилирования
R,-X продукт (выход)
а Н H 60% (52) 19% (D2) CH3I 38k (82%)
Ъ -CH2Ph H 51% (52) CH,I 38a (83%)
PhCHjBr 38b (67%)
BrCH2COOEt 38c (69%)
tx 38d (60%)
с -CH2Ph 6-F 61% (52) CH,I 38e (65%)
d -CHiPh 6,7-(OMe)2 46% (52) CH3I 38f (68%)
е -CH2Ph 5,7-(OMe)2 17% (DI) 4% (D2) CH3I 38g (63%)
f -CHiPh 5,6,7-Fj 54% (DI) см. схему 15
При алкилировании соединений 37 а-е выделены только N-замещенные продукты с выходами порядка 60-80% (табл. 2, схема 14).
Схема 14
При метилировании в тех же условиях 5,6,7-трифторзамещенного хинолона 37Г присутствие следов воды в реакционной смеси приводит к замещению атома фтора в положении 5 (схема 15).
Схема 15
3. Изучение фотохпомизма полученных соединений. Я. 12-бензил-3-бензоил-4(1Н)-хинолиноны
В нашем распоряжении были серии соединений 39 и 40, синтезированных ранее (Схема 16, таблица 3 а,б)
Схема 16
39 Я4 а? К? И. X У
а н н н Ме СН 0
Ь н н Б РИ сн о
с Б н Н Рг СН 0
с! Б Б Н Рг сн 0
е Б Б Н РЬ сн 0
f МеО Б Н РИ сн 0
р; Н N0? Н РЬ сн о
ь Б Б Н РЬ сн Б
1 Н Н н РЬ N 0
40 Я, X
а н Н Ме сн
Ъ Б н Рг сн
с Б Б Рг сн
с1 Б Б РЬ сн
е Н н РЬ N
В сериях соединений 39 и 40 фотохромны все продукты, кроме нитропроизводного 39g и тиохинолона 39Ь. Электронные спектры поглощения всех фотохромных производных отличаются наличием вибрационно-расщепленной полосы ок. 320 нм и слабого плеча при 360 нм. При облучении их растворов при длине волны, соответствующей максимуму поглощения, характерно появление окрашивания от желтого до оранжево-красного. Типичная последовательность спектральных кривых при окрашивании раствора 39 в толуоле приведена на рис. 2а на примере 39а. Рисунок 16 показывает воспроизведение формы кривой поглощения 39а одним пекарианом и тремя гауссианами. Видимые максимумы поглощения не совпадают с действительными энергиями электронных переходов в связи с вибрационным расщеплением.
Энергии возбуждения, рассчитанные методом И) ВЗЬУР 6-ЗШ(с1,р), очень хорошо согласуются с результатами анализа экспериментальных спектров, а расчетные величины для силы осцилляторов соотносятся с интегралами функций, использованных при воспроизведении формы кривой. ВЗМО и ВЗМО"1 39а -смешанного с,л-типа и включают п-орбитали кислорода бензоильной С=О группы. По меньшей мере одна из этих орбиталей участвует во всех четырех первых электронных переходах, и действительно, фотохромный эффект наблюдается при облучении при любой длине волны в интервале 280-380 нм.
Рисунок 1. а) окрашивание раствора 39а в толуоле; б) воспроизведение формы кривой поглощения 39а одним пекарианом и тремя гауссианами.
Здесь и далее: О - оптическая плотность раствора
Для 39Ь самая длинноволновая полоса поглощения около 490 нм также соответствует переходу ВЗМО-НСМО с,л—»71* типа. Однако, ВЗМО локализована в основном на атоме серы тиокарбонильной группы С=8, а следующие по энергии три электронных перехода относятся к тс—>я*-типу, чем и объясняется отсутствие фотохромизма. Длинноволновый п—электронный переход при 375 нм в нитропроизводном 39g локализован на нитрогруппе.
Структуры соединений 39а и 40(1 определены методом рентгеноструктурного анализа. Изучение кинетики обесцвечивания привело к выводу, что, в отличие от общепринятого механизма обесцвечивания большинства известных фотохромов, в данном случае обратная реакция протекает через ионизацию сильнокислых фотоенолов, а их стабильность зависит уже и от заместителей, и от растворителя. Это предполагает возможность контролировать цвет путем изменения рН (независимым
фотохимическим процессом или электрохимически) или с применением специально разработанной организованной среды.
Процессы, протекающие при облучении растворов соединений 39 и 40 и их последующем темновом обесцвечивании, можно обобщить как показано на схеме 17.
Схема 17
Быстро
Н+/+Н+ Медленно
(IV
Быстро
Е,г
Ьу
ее
3.2 Фотохромизм 3-(2-бензилбензоил)производных
Полная описанная в литературе последовательность фотопревращений для базового 1,2-диметилзамещенного хинолона 1 представлена на схеме 18. При облучении раствора I в толуоле наблюдатся его фотообратимый переход в енольную окрашенную форму 2. Однако со временем происходило темновое превращение 2 в более термодинамически стабильную дикетоформу 41:
Схема 18
Позже для 2-этильного гомолога нового фотохрома 4 было отмечено отсутствие аналогичного самопроизвольного превращения окрашенной формы. Таким образом, структура и количество продуктов фотореакции зависят даже от
небольшого изменения заместителя в исходной молекуле.
Наши исследования подтвердили и далее, что по своим фотохромным характеристикам 3-(2-бензилбензоил)-4(1Я)-хинслиноны подразделяются на "серии" в зависимости от заместителя в положении 2. Обнаружено, что 16 из 20 синтезированных конечных 3-(2-бензилбензоил)-4(1Я)-хинолинонов фотохромны и бистабильны, два при облучении претерпевают необратимое превращение и два нефотоакгивны. Основные данные для растворов в толуоле приведены в таблице 4. Так, все полученные 2-алкильные продукты (включая конденсированный тршдаклическин 14) подобны базовому 1,2-диметилзамещенному фотохрому 1. Типичный набор кривых поглощения при окрашивании приведен на рис. 2а на примере 6Ь. Серия 2-незамещенных производных также фотохромна (рис. 26 на примере 38с), однако в присутствии кислорода наблюдается необратимое окисление с образованием ароматического цикла. Исключения - нефотоактивные 5-гидрокси-производное 381, где хинолоновая карбонильная группа участвует в водородной связи с С(5)-ОН, а также 1<1-(2,4-динитрофенил)замещснньш 38(1, где длинноволновая полоса поглощения при 375 нм соответствует переносу заряда от донорного атома азота на акцепторные нитрогруппы. При облучении 2-метоксикарбонилзамещенного хинолона 19 сразу наблюдается необратимый переход в бесцветный продукт, представляющий собой дикетоформу, аналогичную 41.
Схема 19 (к таблице 4)
Таблица 4
№ (1) Я,, (неназванные = Н) (2) е (3) ^шах поглощ. ИСХ. формы, нм (4) ^тоах поглощ- ОКр. форм(ы), НМ (5) ^тах флуоресц. ОКр форм(ы), нм (Хвозб., нм) (6)
1 я, = я2=сн3 13000 12500 327 338 490 557
6а К1 = СН2РЬ,К2 = СН3 15500 15400 325 336 470
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
6Ь К, = СН2СН=СН2, р.2=сн, 13700 13900 336 325 475 539 (430,490)
6с к,=сн2с-сн, :я2=сн, 13800 13900 334 323 466 -
6<1 1*1 = СНгСОСЖ, я2=сн, 15700 15600 324 335 469 -
14 = СН2С(СН2)СН2-СН2, 13100 13400 337 327 489 560 (460, 490)
19 Д.! ~ СН2СН=СН2, к2=соосн, 14200 333 продукт не поглощает в видимой области
23а К, = К2=РЬ, К4 = К5=Р 11300 12200 327 339 406,449,494 -
23Ь 1*1 = РЬ, К2=р-С6Н4-СН3, К4 = ^=р 10500 11000 327 340 407,447,492 515(405,410) 529(495,510)
30а Я2 = Р11 12900 12400 341 330 470, 504 552 (350, 400, 520)
ЗОЬ Я, - СН2РЬ, 112 = Р}1 14200 13500 339 327 457,401 512 (440)
30с л,=сн2С00Ег, Я2 = РЬ 12800 11900 337 325 493,440,403 536 (510) 519 (400)
38а я,=сы, 14300 332 503 -
38Ь Я, = СН2РЬ 16200 329 489 -
38с Я,. = СНзСОС® 15100 328 467 -
38(1 = 2,4-динитрофенил 1900 11900 375 320 нефотоактивен
38е 1*1 = №,,1*4 = Б 14000 330 515 -
381 11, = СН3, И, = Ы,= ОСН3 10100 336 412,510 605 (410, 540)
388 Я^СНз, Из = = осн3 12500 325 459 541 (410, 460, 500)
3811 Я, = СНз, 1^ = 1*4=11,= ? 14600 329 473 -
381 Я] = СНз, я3 = он, 16000 335 нефотоактивен
38] Я] = СНз, = ОСН3, 12500 332 473 -
7Ь К]= СН2СН=СН2, Кг ^ СН2СН2СН=СН2, 14000 13900 336 325 489 -
10 Я] = СНз, Кг ~ СН2СН2СН—СНг, 18200 18300 338 328 503,341 555 (470,510)
7а = СН2РЬ, К2 = СН2СН2РЬ 13800 13400 337 326 481 -
* - не измерялась
Рисунок 2. Окрашивание растворов з толуоле: а) 6Ь; 6) 38с.
Фотохимическое поведение 2-арилзамещенных 3-(2-бензилбензоил)хинолонов представляется наиболее интересным. Анализ изменения спектров поглощения их растворов в толуоле показал, что в фотоиндуцированной реакции получается два фотопродукта. Селективным облучением можно достичь обратного превращения только первого или только второго продукта.
Соотношение продуктов меняется в зависимости от условия облучения; так, количество продукта, поглощающего в более длинноволновой области, увеличивается в присутствии кислорода (Рис. 3) или при снижении температуры.
Рисунок 3. Облучение раствора 23Ь в толуоле: а) в присутствии кислорода; б) в обескислороженном растворе.
Поглощение двух продуктов воспроизводится при записи спектров возбуждения флуоресценции (сами хинолоны 30 а-с не флуоресцируют) (рис. 4).
V
350
400 450
X, нм
500
550
Рисунок 4. Спектры возбуждения флуоресценции продуктов фотореакции 30с; запись при 500 нм (сплошная линия) и 600 нм (пунктир); кривые нормированы.
Анализ реакционной смеси для случая 30а методом ЯМР-спектроскопии позволил установить структуру енольных продуктов 42 и 43. При хранении облученных растворов в них также образуется некоторое количество дшсетоформы 44 (Схема 20).
Таким образом, из восьми возможных изомеров (четырех енольных и четырех дикетоформ) наблюдается образование только трех. Результаты квантовохимических расчетов находятся в полном соответствии с экспериментальными данными. Относительные полные электронные энергии восьми возможных продуктов фотопревращения соединения 30а, рассчитанные методом ВЗЬУР/6-ЗШ(<1,р)> а также энергии первых электронных переходов (ТП В31ЛТ/6-31(3((1,р)) приведены на схеме 21. Действительно, из двух транс-енолов более стабилен еп1, из цис-енолов - еп4; дикетон (Зк4 - продукт превращения енола еп4 - сопоставим с ним по энергии (ср. со схемой 20).
Схема 20
Схема 21
0,3 ккал/моль Хтах=477нм
СН3 РЬ
10,6 ккал/моль Хпда = 383нм
N
СН3 Р11
1,3 ккал/моль ;.гпах = 469 нм
СН3 РИ
10,0 ккал/моль Хт„ = 390нм
СН3 РЬ
10,7 ккал/моль 374 нч
СН3 РЬ
21,1 ккал/моль
СН3 Р11
17,6 ккал/моль ^.|г,ах=381 нм
РЫ
<*4 СН3 РЬ 10,4 ккал/моль Х.тш = 397нм
Расчет энергий возможных промежуточных радикалов, образующихся из исходного 30а при переносе атома водорода на карбонильную группу', показа-!, что главным фактором, влияющим на образование продукта, в отличие от других производных хинолонов, являются стерические затруднения от арильных групп.
Один из возможных механизмов реакции, согласующийся со всеми расчетными и экспериментальными данными, выглядит следующим образом (Схема 22а). После возбуждения исходной молекулы А (п—>71*) и переноса атома водорода на карбонильную группу образующийся синглетный бирадикал В может стабилизироваться либо за счет циклизации в енольный цис-продукт С (он же еп4, коротковолновый изомер), либо путем интеркомбинационной конверсии в триплетный бирадикал Б. Интермедиат Б является триплетным возбужденным состоянием фотоенола Е, и его релаксированная геометрия отличается от структуры В. Е должен отличаться крайней нестабильностью (утеря ароматичности, пространственная структура не позволяет образования водородной связи); действительно, его
присутствия в растворе не зафиксировано; возможно, уже в процессе релаксации D происходит отщепление протона и возврат в исходную форму А.
Все меняется, если в системе присутствует кислород (Схема 226). Тогда триплетный интермедиат D может обратимо присоединить триплетную молекулу кислорода с образованием пероксида F. В результате отщепления кислорода (теперь синглетного) образуется синглетный бирадикал D', геометрия которого отличается от D. Простой переход D в D' невозможен из-за большого энергетического барьера (около 20 ккал/моль) - результата наличия объемного арильного заместителя в положении 2. D', как показывает молекулярное моделирование, циклизуется предпочтительно в длинноволновую форму G (enl), однако возможно и вращение с циклизацией в С (еп4).
Снижение температуры замедляет вращение вокруг связи С(3)-СОН у D и увеличивает количество триплетных бирадикалов. Образование окисленной формы 45, обнаруженной в спектрах ЯМР в присутствии кислорода, видимо, также обусловлено наличием в смеси синглетного кислорода. Дикегон 44 (dk4) образуется при ионизации и рекомбинации коротковолнового изомера 43 (еп4), а дикетон dkl соответствующего длинноволнового изомера менее устойчив на 10,4 ккал/моль.
Схема 22
,н о'" Ъ
S
t
а) h Е
R
D
R
4. Квантовохимические расчеты для прогнозируемых соединений.
Во всех случаях проведения квантовохимических расчетов методом ВЗЬУР с базисным набором 6-ЗШ(с1.р) для существующих производных 3-(2-бензил-бензоил)хинолонов расчетные относительные стабильности изомеров хорошо воспроизводят экспериментальные результаты (см. выше для 2-фенилзамещенных, литературные данные для 2-метилзамещенных, а также на примере модельных соединений 39 и 40). Поэтому этот же расчетный метод был использован для прогнозирования поведения еще не синтезированных соединений с новыми заместителями в положении 2, а именно с группами -ОСН3, -БСНз и -М(СН3)2.
Среди изомеров 2-метоксизамещенного хинолона 46 наиболее стабильна по результатам расчетов цис-енольная форма 47; она даже стабильнее исходного соединения 46 на 4,2 ккал/моль (схема. 23а, ср. со схемой 21). Изомеры дикетонной структуры менее стабильны, чем исходная форма 46, на 3,3 - 20,2 ккал/моль. Можно предположить, что фотореакция будет необратимой, и 47 будет ее единственным продуктом.
Схема 23
В ряду изомеров диметиламинозамещениого производного 48 самым стабильным оказывается транс-енол 49 (полная электронная энергия которого, однако, выше, чем у исходного 48, на 1,4 ккал/моль) (схема 236). Дикетоформы, в свою очередь, менее стабильны, чем 48, на 15,3 - 25,0 ккал/моль; их образование в растворах представляется маловероятным.
Схема 24
50 СН3 СНз
Расчет возможных продуктов превращения 2-метилтиопроизводного 50 (схема 24) предсказывает необычное удлинение связи С-БСНз до 1,95 А. Такое удлинение не зависит от базиса и воспроизводится также при использовании базисов 6-31 (2с1,р), 6-31(ёГ,р) и 6-311 (2(1,р). Таким образом, соединение 50 является наиболее интересной синтетической целью, поскольку его облучение может привести к неожиданным эффектам, таким как образование свободных радикалов и их последующие превращения.
Выводы
1) В ходе работы синтезировано и охарактеризовано 60 новых соединений, в том числе 20 целевых 3-(2-бензилбензоил)-4(1Д)-хинолинонов. Установлено, что оптимальный метод определяется требуемым заместителем в положении 2. Для получения 2-метилзамещенных целевых хинолонов применим метод Гоулда-Джейкобса, для производных с 2-фенильной и 2-метоксикарбонильной группами наилучшие результаты получены при термолизе соответствующих 2,3-дигидро-пирролдионов, а для 2-незамещенных - по методу с участием замещенных метилантранилатов.
2) Обнаружен неизвестный ранее сдвиг 2-бензилбензоильной группы из положения 3 на атом кислорода в положении 4, сопровождающий перегруппировку Кляйзена у 4-аллилокси-3-(2-бензидбензоил)-2-метилхинолина. Аналогичный 4-аллилокси-3-бензоил-2-метилхинолин в тех же условиях дает в качестве единственного продукта 3-бензоил-2-(бутен-3-ил)-4(1Я)-хинолинон - результат последовательности перегруппировок Кляйзена и Коупа.
3) Показано, что квантовохимические расчеты методом ОБТ ВЗЬУР.'6-ЗЮ(с1,р) адекватно описьтают фотохимическое поведение изученных серий 2-бензил-З-бензоил- и 3-(2-бензилбензоил)-4(1Я)-хинолшюнов и могут быть использованы для предсказания свойств еще не описанных соединений.
4) Установлено, что стабильность окрашенных форм производных 2-бензил-З-бензоил-4(1Я)-хинолинонов сильно зависит от характера растворителя. Предложен механизм, в соответствии с которым реакция обесцвечивания протекает путем ионизации сильнокислых фотоенолов через взаимодействие с растворителем.
5) Найдено, что в ряду производных 3-(2-бензиябснзоил)-4(1Я)-хинолинона образующийся при переносе атома водорода бирадикал циклизуется в гидроксизамещенные дигидробензо[Ь]акридиноны. Стерео- и региоселективность циклизации повышается при наличии стерических затруднений, создаваемых заместителями в положениях 1 и 2, а также при снижении температуры и в отсутствие кислорода.
Основное содержание работы изложено в следующих публикацию:
1. Н. А. Ларина, В. Локшин, О, А. Федорова, В. Ходорковский "Необычная миграция заместителей в 4-аллилокси-3-(2-бензилбензоил)-2-метилхинолинах" // Хим. гетероцикл. соед. - 2009 - №8 - с. 1266-1269.
2. V. Lokshin, N. A. Larina, О. A. Fedorova, A. Metelitsa, V. Khodorkovsky. "Photochromism of 2-benzyl-3-benzoyl-4(l//)-quinolone derivatives" // J. Photochem. Photobiol. A. - 2009 - Vol. 201. - p. 8-14.
3. V. Lokshin, O. A. Fedorova, V. Khodorkovsky and N. A. Larina "New Quinolinone Derived Photochromes Involving Polimerizable Substituents" // Russian-French Joint Seminar on Molecular Switching, Oct. 22-25, 2007, Saissac, France, Poster 1, p. 35.
4. J. Berthet, V. Lokshin, J.-C. Micheau, N. Larina, O. A. Fedorova, G. Vermeersch and S. Delbaere "Investigation of Photoswitchable Quinolinone by NMR Spectroscopy"" // Russian-French Joint Seminar on Molecular Switching, Oct. 22-25, 2007, Saissac, France, Poster 3, p. 36.
5. N. Larina, V. Lokshin, O. Fedorova, V. Khodorkovsky "Structure modifications within the 3-benzoylquinolin-4(lfl)-one series" // 5e Rencontres de Chimie Organique de Marseille (RCOM'5), May 5-6,2008, Marseille, France. - Poster A-31.
6. N. Larina, V. Lokshin, A. V. Metelitsa, A. Samat, O. A. Fedorova and V. Khodorkovsky "Photochromism of 2-Benzyl-3-benzoyl-4(l//)-quinolone Derivatives" // XXIInd IUPAC Symposium on Photochemistry, July 28 - Aug. 1, 2008, Gothenburg, Sweden - Poster 62. - p. 190.
7. N. Larina, V. Lokshin, A. V. Metelitsa, O. A. Fedorova, V. Khodorkovsky "Photochromic 2-benzyl-3-benzoyl-4(l/i)-quinolones: UV-Vis spectral data processing and analysis" // JSPS-CNRS Seminar "New Horizons of Photochromism: From design of molecules to applications", October 12-15,2008, Arras, France, Oral 35, p. 35.
8. H. А. Ларина "Перегруппировка Кляйзена в 4-аллилгидрокси-3-(2-бензил)бензоил-2-металхинолине: необычный. 1,3-ароильный сдвиг". // XLOI всероссийская конференция по проблемам математики, информатики, физики и химии, 23-27 апреля 2007 г. - с. 25.
9. N. Larina, О. A. Fedorova, V. Lokshin, J. Berthet, S. Delbaere, G. Vermeersch and V. Khodorkovsky "DFT calculations as a powerful tool for phototransformation studies of 2-substituted quinolones" // 2ad France Italy Symposium on Photosciences, Dec. 7-10,2009, Marseille, France - Poster 28. - p. 74.
Заказ №8 Объем 1.5 п.л._Тираж 100 экз.
Издательский центр РХТУ им. Д.И. Менделеева
1. Введение.
2. Литературный обзор. Реакция Норриша-Янга.
2.1 Общие положения. О фотохимической реакционной способности карбонильных соединений.
2.2 Исследование механизма реакции.
2.3 Реакция Норриша-Янга в твердом состоянии.
2.4 Синтетическое применение реакции Норриша-Янга.
2.5 Фотохромизм.
3. Обсуждение результатов.
3.1 Синтез производных 3-(2-бензилбензоил)-4(11/)-хинолинонов.
3.1.1 Литературный поиск методов синтеза.
3.1.2 Синтез 2-алкилзамещенных 3-(2-бензилбензоил)хинолонов.
3.1.3 Синтез производных с ненасыщенными заместителями.
3.1.4 Метиловый эфир хинолон-2-карбоновой кислоты.
3.1.5 2-Арилзамещенные 3-(2-бензилбензоил)хинолоны.
3.1.6 2-Незамещенные 3-(2-бензилбензоил)хинолоны.
3.2 Изучение фотохромных свойств 3-бензоил- и 3-(2-бензилбензоил)-4(11Г)-хинолинонов.58?
3.2.1 Фотохромизм производных 2-бензил-3-бензоил-4(1//)-хинолинонов.
3.2.2 Фотохромизм 3-(2-бензилбензоил)производных.
3.2.2.1 2-Метилпроизводные.
3.2.2.2 2-Незамещенные 3-(2-бензилбензоил)хинолоны.
3.2.2.3 2-Алкилпроизводные (исключая 2-метил).
3.2.2.4 Метиловый эфир хинолон-2-карбоновой кислоты.
3.2.2.5 2-Арилзамещенные 3-(2-бензилбензоил)хинолоны.
3.3 Квантовохимические расчеты прогнозируемых соединений.
4. Выводы.
5. Экспериментальная часть.
В последние годы наблюдается интенсивное развитие области исследования фотохромных соединений. Такой подъем связан с возрастающей потребностью в усовершенствовании существующих материалов и создании новых, для новых типов применения. Во многих случаях требуемые свойства прямо или косвенно связаны с изменением спектров испускания или поглощения материала. Это актуально для материалов переменного оптического пропускания (фотохромных линз или светофильтров), материалов для оптического хранения информации, визуализации потоков, систем идентификации и т. п. [1]
В числе основных требований к фотохромной основе для создания оптических систем хранения информации - фотообратимость (термическая устойчивость фотопродукта при комнатной температуре), а также возможность неразрушающего или малоразрушающего считывания [2]. Между тем, из всех известных классов фотохромных соединений требованию фотообратимости удовлетворяют только дигетарилэтены и фульгиды, фотохромное превращение которых представляет собой внутримолекулярную циклизацию типа гексатриен-циклогексадиен.
Такие фотохромы часто отличаются высокой цикличностью и большим разнообразием возможных цветов, однако этим структурам присущи и серьезные недостатки. Одним из главных недостатков является отсутствие флуоресценции, что сильно уменьшает выбор методов неразрушающего считывания и создает необходимость введения, например, флуорофорного фрагмента [3]. Нет и достаточной гибкости при выборе типа фотопревращения. Разработка новых классов термически устойчивых фотохромов с другим типом реакции фотопревращения позволила бы расширить выбор среди существующих систем, и для решения конкретных прикладных задач подобрать фотохромные системы с оптимальными характеристиками.
Таким образом, разработка и исследование нового класса фотообратимых фотохромов с другим типом фотореакции и фотоиндуцированным изменением флуоресценции является актуальной задачей.
В 2003 году группа исследователей из Средиземноморского университета сообщила об обнаружении ими новой фотохромной молекулы - 3-(2-бензил-бензоил)-1,2-диметилхинолин-4(1#)-она, отличающегося исключительной стабильностью окрашенной формы, а также наличием сильной флуоресценции окрашенной формы при отсутствии флуоресценции у исходной формы. Однако при длительном выдерживании в темноте в полярном растворителе окрашенная форма постепенно превращалась в другой, бесцветный продукт [4]. Для гомологичного 2-этилзамещеного хинолона такого темнового процесса превращения окрашенной формы не наблюдалось [5].
Целью данной диссертационной работы стали исследование свойств и оценка возможностей и перспектив применения фотохромных соединений класса 3-(2-бензилбензоил)хинолин-4(1#)-онов. Были сформулированы следующие задачи:
1) Синтезировать серию 3-(2-бензилбензоил)хинолин-4(1//)-онов с различными заместителями, в первую очередь в ключевых положениях 1 и 2, а также в бензольном ядре хинолоновой системы;
2) Провести комплексное исследование фотохромного поведения полученных соединений с использованием электронной спектроскопии поглощения и флуоресценции, спектроскопии ЯМР и квантовохимических расчетов;
3) С привлечением экспериментальных данных по модельным соединениям и результатов квантовохимических расчетов предложить вероятные механизмы фотоиндуцированных превращений синтезированных замещенных хинолонов, а также выявить основные структурные факторы, влияющие на предпочтительное образование тех или иных продуктов.
В целях связности изложения все конечные и промежуточные соединения, содержащие хинолиновую гетероциклическую систему, названы в тексте как производные хинолина или хинолона, даже если в молекуле есть высшая по порядку старшинства карбонильная или сложноэфирная группа. В экспериментальной части наряду с характеристиками синтезированных веществ приведены их систематические названия.
Автор приносит благодарность сотрудникам Междисциплинарного центра по нанонаукам Средиземноморского университета г. Марселя В. А. Локшину и В. Ю. Ходорковскому, в постоянном сотрудничестве с которыми была выполнена работа, а также Ж. Берте из лаборатории Применения ЯМР Университета Лилль-2 за помощь с экспериментами ЯМР.
Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ 09-03-00283 и 05-0332268, а также в рамках программы Президиума РАН П-27 "Основы фундаментальных исследований нанотехнологий и наноматериалов" и программы французского министерства образования и науки "Reseau Formation-Recherche Franco-Russe".
1. Durr Н.; Bouas-Laurent Н. Photochromism. Molecules and Systems. Elsevier, 2003.
2. Organic Photochromic and Thermochromic Compounds, Crano, J. C.; Guglielmetti, R. J. Eds. Vol. 1, 2002, p. 195.
3. Tsivgoulis G. M.; Lehn J.-M. Angew. Chem. 1995, 34, 1119 1122.
4. Lokshin, V.; Vales, M.; Samat, A.; Pepe, G.; Metelitsa, A.; Khodorkovsky, V. Chem. Commun. 2003, 2080-2081.
5. Berthet, J.; Micheau, J.-C.; Lokshin, V.; Vales, M.; Samat, A.; Vermeersch, G.; Delbaere, S. J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2007,187, 269-276.
6. Klan, P. and Wirz, J. Photochemistry of Organic Compounds, Wiley, 2009.
7. Norrish, R. G. V.; Appleyard, M. E. S. J. Chem. Soc. 1934, 874.
8. Yang N. C.; Yang D.-Dj. H. J. Am Chem. Soc. 1958, 80, 2913-2914.
9. Wessig, P. Stereoselective photocyclization of ketones (Norrish-Yang reaction). In Handbook of C-H Transformations', Dyker, G., Ed.; Wiley: Weinheim, 2005; Vol. 2, p 569-579.
10. Yang N. C., Rivas C., J. Am. Chem. Soc. 1961, 82, 2213.
11. Horspool W., Lenci F. (Eds.), CRC Handbook of Organic Photochemistry and Photobiology, CRC Press, 2nd ed., 2004.
12. Chen, X.-B.; Fang, W.-H. Chem. Phys. Lett. 2002, 361,473-482.
13. He, H. Y.; Fang, W. H.; Phillips, D. L. J. Phys. Chem. A 2004,108, 5386-5392.
14. Wagner, P. J.; Wang, L. Org. Lett. 2006, 8, 645-647.
15. Chesta, C.; George, M.; Luo, C.; Weiss, R. G. Photochem. Photobiol. 2007, 83.
16. Weiss, D. Org. Photochem. 1981, 5, 347-420
17. Mortko, C. J.; Dang, H.; Campos, L. M.; Garcia-Garibay, M. A. Tetrahedron Lett. 2003, 44, 6133-6136.
18. Natarajan, A.; Mague, J.; Ramamurthy, V. J. Am Chem. Soc. 2005, 127, 35683576.
19. Ihmels, H.; Scheffer, J. R. Tetrahedron 1999, 55, 885-907.140
20. Scheffer J. R.,; Scott C., in: Horspool W., Lenci F. (Eds.), CRC Handbook of Organic Photochemistry and Photobiology, CRC Press, 2nd ed., 2004, Chapter 54.
21. Fu, T. Y.; Scheffer, J. R.; Trotter, J. Can. J. Chem. 1994, 72, 1952-1960.
22. Leibovitch, M.; Olovsson, G.; Scheffer, J. R.; Trotter, J. J. Am Chem. Soc. 1998, 120, 12755-12769.
23. Vishnumurthy, K.; Cheung, E.; Scheffer, J. R.; Scott, C. Org. Lett. 2002, 4, 10711074.
24. Braga, D.; Chen, S.; Filson, H.; Maini, L.; Netherton, M. R.; Pathrick, В. O.; Scheffer, J. R.; Scott, C.; Wia, W. J. Am Chem. Soc. 2004,126, 3511-3520.
25. Natarajan, A.; Joy, A.; Kaanumalle, L. S.; Scheffer, J. R.; Ramamurthy, V. J. Org. Chem. 2002, 67, 8339-8350.
26. Turovska-Tyrk, I.; B^kowicz, J.; Scheffer, J. R. Acta Cryst. 2007, 863, 933-940.
27. Ito, Y.; Yasui, S.; Yamauchi, J.; Ohba, S.; Kano, G. J. Phys. Chem. A 1998,102, 5415-5420.
28. Xia, W.; Scheffer, J. R.; Botoshansky, M.; Kaftory, M. Org. Lett. 2005, 7, 13151318.
29. B^kowicz, J.; Turovska-Tyrk, I. Acta Cryst. 2008, C64, o437-o440.
30. Yang, C.; Xia, W.; Scheffer, J. R.; Botoshansky, M.; Kaftory, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 5087-5089.
31. Koner, A. L.; Singhal, N.; Nau, W. M.; Moorthy, J. N. J. Org. Chem. 2005, 70, 7439.7442.
32. Moorthy, J. N.; Mai, P.; Singhal, N.; Venkatakrishnan, P.; Malik, R.; Venugopalan, P. J. Org. Chem. 2004, 69, 8459-8466.
33. Caffieri, S.; Dall'Acqua, S.; Castagliuolo, I.; Brun, P.; Miolo, G. J. Pharm. Biomed. Anal. 2008, 47, 771-777.
34. Gorner, H. J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2004,165, 215-222.
35. Gorner, H. J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2005,175, 138-145.
36. Nakayama, Т.; Torii, Y.; Nagahara, Т.; Miki, S.; Hamanoue, K. J. Phys. Chem. A 1999,103,1696-1703.
37. Garcia-Garibay, M. A.; Gamarnik, A.; Pang, L.; Jenks, W. S. J. Am Chem. Soc. 1994,116, 12095-12096.
38. Garcia-Garibay, M. A.; Gamarnik, A.; Bise, R.; Pang, L.; Jenks, W. S. J. Am Chem. Soc. 1995,117, 10264-10275.
39. Johnson, B. A.; Garcia-Garibay, M. A. The Spectrum 1998,11, 1-7.
40. Johnson, B. A.; Hu, Y.; Houk, K. N.; Garcia-Garibay, M. A. J. Am Chem. Soc. 2001,123, 6941-6942.
41. Casadesus, R.; Moreno, M.; Lluch, J. M. J. Phys. Chem. A 2004,108, 4516-4541.
42. Campos, L. M.; Warrier, M. V.; Peterfy, K.; Houk, K. N.; Garcia-Garibay, M. A. J. Am Chem. Soc. 2005,127, 10178-10179.
43. Moorthy, J. N.; Mai, P. Tetrahedron Lett. 2003, 44, 2493-2496.
44. Chiang, Y.; Griesbeck, A. G.; Heckroth, H.; Hellrung, В.; Kresge, A. J.; Meng, Q.; O'Donoghue, A. C.; Richard, J. P.; Wirz, J. J. Am Chem. Soc. 2001, 123, 89798984.
45. Cai, X.; Cygon, P.; Goldfiiss, В.; Griesbeck, A. G.; Heckroth, H.; Fujisuka, M.; Majima, T. Chem. Eur. J. 2006,12, 4662-4667.
46. Kell, A. J.; Workentin, M. S. Langmuir 2001,17, 7355-7363.
47. Kell, A. J.; Stringle, D. L. В.; Workentin, M. S. Org. Lett. 2000, 2, 3381-3384.
48. Kell, A. J.; Donkers, R. L.; Workentin, M. S. Langmuir 2005,21, 735-742.
49. Kell, A. J.; Montcalm, С. C.; Workentin, M. S. Can. J. Chem. 2003, 81, 484-494.
50. Gibb, C. L. D.; Sundaresan, A. K.; Ramamurthy, V.; Gibb, В. C. J. Am Chem. Soc. 2008,130, 4069-4080.
51. Annalakshmi, S.; Pitchumaini, K. Bull. Chem. Soc. Jpn. 2005, 78,2000-2006.
52. Hoffmann, N. Chem. Rev. 2008,108, 1052-1103.
53. Wessig, P.; Muhling, O. Eur. J. Org. Chem. 2007, 2219-2232.
54. Iriondo-Alberdi, J.; Greany, M. F. Eur. J. Org. Chem. 2007,4801-4815.
55. Wessig, P. In Handbook of C-H Transformations', Dyker, G., Ed.; Wiley: Weinheim, 2005; Vol. 2, p 569-579.
56. Griesbeck, A. G. Synlett 2003, 451-472.
57. Blankespoor, R. L.; Boldenow, P. J.; Hansen, E. C.; Kallemeyn, J. M.; Lohse, A. G.; Rubush, D. M.; Vriese, D. J. Org. Chem. 2009, 74, 3933-3935.
58. Wessig, P.; Miihling, O. Helv. Chim. Acta 2003, 86, 865-893
59. Muehling, O.; Wessig, P. Chem. Eur. J. 2008,14, 7951-7960.
60. Griesbeck, A. G.; Heckroth, H.; Lex, J. Chem. Commun. 1999, 1109-1110.
61. Wessig, P.; Glombitza, C.; Mtiller, G.; Teubner, J. J. Org. Chem. 2004, 69, 75827591.
62. Wessig, P.; Teubner, J. Synlett 2006, 1543-1546.
63. Pospi'sil, Т.; Veetil, А. Т.; Antony, L. A. P.; Klan, P. Photochem. Photobiol. Sci. 2008, 7, 625-632.
64. Kokubo, K.; Kawahara, K.; Takatani, Т.; Moriwaki, H.; Kawamoto, Т.; Oshima, T. Org. Lett. 2000,2, 559-562.
65. Pfau, M.; Sarver, E. W.; Heindel, N. D. Bull Soc. Chim. Fr. 1973, 183-189.
66. Connoly, T. J.; Durst, T. Tetrahedron 1997, 53, 15969-15982.
67. Meador, M. А. В.; Meador, M. A.; Williams, L. L.; Scheiman, D. A. Macromolecules 1996,29, 8983-8986.
68. Meador, M. A. The Spectrum 2003,16, 22-29.
69. Tyson, D. S.; Ilhan, F.; Meador, M. А. В.; Smith, D. D.; Scheiman, D. A.; Meador, M. A. Macromolecules 2005, 38, 3638-3646.
70. Ilhan, F.; Tyson, D. S.; Meador, M. A. Org. Lett. 2006, 8, 577-580.
71. Ilhan, F.; Tyson, D. S.; Stasko, D. J.; Kirschbaum, K.; Meador, M. A. J. Am Chem. Soc. 2006,128, 702-703.
72. Wessig, P.; Miiller, G.; Kiihn, A.; Herre, R.; Blumenthal, H.; Troelenberg, S. Synthesis 2005, 1445-1454.
73. Kessar, S. V. PureAppl. Chem. 1987, 59, 381-384.
74. Kraus, G. A.; Chen, L. Synlett 1991, 51-52.
75. Kraus, G. A.; Chen, L. Synlett 1991, 89-90.143
76. Snider, В. В.; Shi, Z. J. Am Chem. Soc. 1992,114, 1790-1800.
77. Nicolaou, К. C.; Gray, D. L. F. J. Am Chem. Soc. 2004,126, 607-612.
78. Nicolaou, К. C.; Gray, D. L. F.; Tae, J. J. Am Chem. Soc. 2004,126, 613-627.
79. Herrera, A. J.; Rondon, M.; Suarez, E. J. Org. Chem. 2008, 73, 3384-3391.
80. Sund, C.; Thiering, S.; Thiem, J.; Kopf, J.; Stark, M. Monats. Chem. 2002, 133, 485-497.
81. Alvarez-Dorta, D.; Leon, E. I.; Kennedy, A. R.; Riesco-Fagundo, C.; Suarez, E. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 8917-8919.
82. Lehmann, Т. E.; МйИег, G.; Berkessel, A. J. Org. Chem. 2000, 65, 2508-2516.
83. Gupta, S. C.; Yusuf, M.; Sharma, S.; Arora, S. Tetrahedron Lett. 2002, 43, 68756877.
84. Yusuf, M.; Kumar, R.; Gupta, S. C. ARKIVOS 2006, 28-36.
85. Gupta, S. C.; Yusuf, M.; Arora, S.; Kambodj, R. C. Tetrahedron 2003, 59, 36093612.
86. Gupta, S. C.; Yusuf, M.; Arora, S.; Sharma, S.; Kambodj, R. C.; Dhawan, S. N. Tetrahedron 2002, 58, 3095-3100.
87. Kumar, R.; Yusuf, M. Org. Commun. 2008,1, 39-47.
88. Gupta, S. C.; Yusuf, M.; Sharma, S.; Saini, A.; Arora, S.; Kambodj, R. C. Tetrahedron 2004, 60, 8445-8454.
89. Kumar, R.; Yusuf, M. ARKIVOS 2007,227-237.
90. Gupta, S. C.; Thakur, M.; Sharma, S.; Berar, U.; Berar, S.; Kambodj, R. C. Beilstein J. Org. Chem. 2007, 3, 14-16.
91. Thakur, M.; Berar, S.; Berar, U.; Arora, S.; Gupta, S. C.; Kambodj, R. C. Tetrahedron 2008, 64, 5168-5173.
92. Thakur, M.; Berar, U.; Berar, S.; Gupta, S. C.; Kambodj, R. C. Indian J. Heteroc. Chem. 2008,17, 257-262.
93. Kambodj, R. C.; Arora, S.; Berar, S.; Thakur, M.; Berar, U.; Gupta, S. C. Indian J. Heteroc. Chem. 2009,18, 271-274.
94. Perez-Ruiz, R.; Hinze, O.; Neudorfl, J.; Blunk, D.; Gorner, H.; Griesbeck, A. G. Photochem. Photobiol. Sci. 2008, 7, 782-788.
95. Nishio, Т.; Sakurai, N.; Hamano, Y.; Sakamoto, M. Helv. Chim. Acta 2005, 88, 2603-2609.
96. Nishio, Т.; Koyama, H.; Sasaki, D.; Sakamoto, M. Helv. Chim. Acta 2005, 88, 996-1003.
97. Bernat, V.; Andre-Barres, C.; Baltas, M.; Saffon, N.; Vial, H. Tetrahedron 2008, 64, 9216-9224.
98. Sinicropi, A.; Barbosa, F.; Basosi, R.; Giese, В.; Olivucci, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 2390-2393.
99. Sakamoto, M.; Kawanishi, H.; Mino, Т.; Kasashima, Y.; Fujihira, T. Chem. Commun. 2006, 4608-4610.
100. Pedrosa, R.; Andres, C.; Nieto, J.; del Pozo, S. J. Org. Chem. 2005, 70, 14081416.
101. Andreu, I.; Bosca, F.; Sanchez, L.; Morera, I. M.; Camps, P.; Miranda, M. A. Org. Lett. 2006, 8,4597-4600.
102. Miranda, M. A.; Martinez, L. A.; Samadi, A.; Bosca, F.; Morera, I. M. Chem. Commun. 2002, 280-281.
103. Bosca, F.; Andreu, I.; Morera, I. M.; Samadi, A.; Miranda, M. A. Chem. Commun. 2003, 1592-1593.
104. Bach, Т.; Aechtner, Т.; Neumtiller, B. Chem. Commun. 2001, 607-608.
105. Bach, Т.; Aechtner, Т.; Neumtiller, B. Chem. Eur. J. 2002, 8, 2464-2475.
106. Breitenlechner, S.; Selig, P.; Bach, T. In Ernst Schering Foundation Symposium Proceedings', Springer Verlag: Berlin Heidelberg, 2007; Vol. 2, p 255-279.
107. Grosch, В.; Orlebar, C. N.; Herdtweck, E.; Massa, W.; Bach, T. Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 3693-3696.
108. Grosch, В.; Orlebar, C. N.; Herdtweck, E.; Kaneda, M.; Wada, Т.; Inoue, Y.; Bach, T. Chem. Eur. J. 2004,10, 2179-2189.
109. Irngartinger, H.; Fettel, P. W.; Siemund, V. Eur. J. Org. Chem. 1998, 20792082.
110. Koshima, H.; Fukano, M.; Uekusa, H. J. Org. Chem. 2007, 72, 6786-6791.
111. Ito, Y. Synthesis 1998, 1-32.
112. Koshima, H.; Ide, Y.; Fukano, M.; Fujii, K.; Uekusa, H. Tetrahedron Lett. 2008, 49, 4346-4348.
113. Xia, W.; Yang, C.; Scheffer, J. R.; Pathrick, В. O. CiystEngComm 2006, 8, 388390.
114. Xia, W.; Scheffer, J. R.; Pathrick, В. O. CrystEngComm 2005, 7, 728-730.
115. Yang, C.; Xia, W.; Scheffer, J. R. Tetrahedron 2007, 63, 6791-6795.
116. Yang, C.; Xia, W.; Chen, Q.; Zhang, X.; Li, В.; Gou, B. Letters in Organic Chemistry 2009, 6, 41-43.
117. Chen, S.; Pathrick, В. O.; Scheffer, J. R. J. Org. Chem. 2004, 69, 2711-2718.
118. Natarajan, A.; Mague, J.; Ramamurthy, V. J. Am Chem. Soc. 2005, 127, 35683576.
119. Kaliappan, R.; Ramamurthy, V. J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2009, 207, 144-152.
120. Dynamic studies in biology, phototriggers, photoswitches and caged compounds, eds. M. Goeldner and R. Givens, Wiley-VCH, Weinheim, 2005
121. Herrmann, A. The Spectrum 2004, 77, 10-19.
122. Pika, J.; Konosonok, A.; Robinson, R. M.; Singh, P.; Gudmundsdottir, A. D. J. Org. Chem. 2003, 68, 1964-1972.
123. Pika, J.; Konosonok, A.; Singh, P.; Gudmundsdottir, A. D. The Spectrum 2003, 16, 12-17.
124. Atemnkeng, W. N.; Louisiana II, L. D.; Yong, P. K.; Vottero, В.; Banerjee, A. Org. Lett. 2003, 5,4469-4471.
125. Kamdzhilov, Y.; Wirz, J. Photochem. Photobiol. Sci. 2007, 6, 865-872.
126. Klan, P.; Zabadal, M.; Heger, D. Org. Lett. 2000,2, 1569-1571.
127. Zabadal, M.; Pelliccioli, A. P.; Klan, P.; Wirz, J. J. Phys. Chem. 2001, 105, 10329-10333.
128. Klan, P.; Pelliccioli, A. P.; Pospisil, Т.; Wirz, J. Photochem. Photobiol. Sci.2002, 1, 920-923.
129. Literak, J.; Relish, S.; Kulhanek, P.; Klan, P. Molecular Diversity 2003, 7, 265271.
130. Literak, J.; Wirz, J.; Klan, P. Photochem. Photobiol. Sci. 2005, 4, 43-46.
131. Kammari, L.; Plistil, L.; Wirz, J.; Klan, P. Photochem. Photobiol. Sci. 2007, 6, 50-56.132. a) Huffinan, K. R.; Loy, M.; Ullman, E. F. J. Am Chem. Soc. 1965, 87, 54175423; b) Huffinan, K. R.; Loy, M.; Ullman, E. F. J. Am Chem. Soc. 1966, 88, 601.
132. Zweig, A.; Henderson, W. A., Jr.; Huffman, K. R. Photogr. Sci. Eng. 1973, 17, 451-455.
133. Berthet, J.; Lokshin, V.; Vales, M.; Samat, A.; Vermeersch, G.; Delbaere, S. Tetrahedron Lett. 2005, 46, 6319-6324.
134. Berthet, J.; Micheau, J.-C.; Vermeersch, G.; Delbaere, S. Tetrahedron Lett. 2006, 47, 2485-2488.
135. Aloise, S.; Rehault, J.; Moine, В.; Poizat, O.; Buntinx, G.; Lokshin, V.; Vales, M.; Samat, A. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 1737-1745.
136. Berthet, J.; Micheau, J.-C.; Lokshin, V.; Vales, M.; Vermeersch, G.; Delbaere, S. Org. Lett. 2008,10, 3773-3776.
137. Amimoto, K.; Kawato, T. J. Photochem. Photobiol. C: Photochem. Rev. 2005, 6,207-226.
138. Moorthy, J. N.; Mai, P.; Natarajan, R.; Venugopalan, P. Org. Lett. 2001, 3, 1579-1582.
139. Sarkar, Т. K.; Ghosh, S. K.; Moorthy, J. N.; Fang, J.-M.; Nandy, S. K.; Sathyamurthy, N.; Chakraborthy, D. Tetrahedron Lett. 2000, 41, 6909-6913.
140. Mai, P.; Lourderaj, U.; Parveen; Venugopalan, P.; Moorthy, J. N.; Sathyamurthy, N. J. Org. Chem. 2003, 68, 3446-3453.
141. Moorthy, J. N.; Venkatakrishnan, P.; Mai, P.; Venugopalan, P. J. Org. Chem.2003, 68, 327-330.
142. Yokoyama, Y.; Kurimoto, Y.; Saito, Y.; Katsurada, M.; Okada, I.; Osano, Y. Т.; Sasaki, C.; Yokoyama, Y.; Tukada, H.; Adachi, M.; Nakamura, S.; Murayama, Т.; Harazono, Т.; Kodaira, T. Chem. Lett. 2004, 33, 106-107.
143. Bangal, P. R.; Tamai, N.; Yokoyama, Y.; Tukada, H. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 578-585.
144. Bangal, P. R.; Tamai, N.; Yokoyama, Y.; Tukada, H. J. Phys. Chem. В 2003, 107, 13554-13556.
145. Tanaka, K.; Toda, F. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1 2000, 873-874.147. a) Tanaka, K.; Yamamoto, Y.; Ohba, S. Chem. Commun. 2003, 1866-1867; b) Tanaka, K.; Yamamoto, Y.; Caira, M. R. CiystEngComm 2004, 6, 1-4.
146. Tanaka, K.; Yokoyama, M.; Aruga, K.; Uekusa, H. ISOP'07, Vancouver, October 2007, p. 17
147. Tanaka, K.; Yamamoto, Y.; Takano, H.; Caira, M. R. Chem. Lett. 2003, 32, 680681.
148. Sajimon, M. C.; Ramaiah, D.; Suresh, С. H.; Adam, W.; Lewis, F. D.; George, M. J. Am Chem. Soc. 2007,129, 9439-9445.
149. Падейская, E. H. Антибиотики и химиотерапия 2003, 48, №9,28.
150. Машковский, М. Д. Лекарственные средства. Новая Волна, Москва, 2005.
151. Ботева, А. А.; Красных, О. П. Хим. гетероцикл. соед. 2009, №7, 963-997.
152. Brighty, К. Е.; Gootz, Т. D. in: The Quinolones, Andriole, V. Т. Ed., 3rd Ed. -Academic Press, 2000, p.35.
153. Mphahlele, M. J. J. Heterocyclic Chem. 2010, 47, 1-14.
154. Vales, M. These de doctorat, Marseille, France, 2002.
155. Leysen, D. C.; Zhang, M. Q.; Haemers, A.; Bollaert, W. Pharmazie 1991, 46, 557.158. a) Grohe, K. J. Prakt. Chem. 1993, 335, 397; b) Grohe, K.; Heitzer, H. Lie bigs Ann. Chem. 1987,29.
156. Vales, M.; Lokshin, V.; Pepe, G.; Samat, A.; Guglielmetti, R. Synthesis 2001, 2419-2426.
157. Stern, E.; Millet, R.; Depreux, P.; Henichart, J.-P. Tetrahedron Lett. 2004, 45, 9257-9259.
158. Андрейчиков, Ю. С.; Масливец, A. H.; Смирнова, JI. И.; Красных, О. П.; Козлов, А. П.; Перевозчиков, Л. А. ЖОрХ 1987, 23, 1535-1543.
159. Масливец, А. Н.; Красных, О. П.; Смирнова, Л. И.; Андрейчиков, Ю. С. ЖОрХ 1989, 25, 1045-1053.
160. Sharada, J.; Ratna Kumari, Y.; Kanakalingeswara Rao, M. Indian J. Pharm. Sci. 1987,1, 17-21.
161. Fieser, L. F.; Hershberg, E. B. J. Am. Chem. Soc. 1937, 59, 1028.
162. Makisumi, Y. J. Org. Chem. 1965, 30, 1989-1994.
163. Newhouse, B. J.; Bordner, Jl; Augeri, D. J.; Litts, C. S.; Kleinman, E. F. J. Org. Chem. 1992, 57, 6991.
164. Stadlbauer, W.; Kappe, T. Z. Naturforsch. В 1981, 36, 739-744.
165. Svete, J.; Kralj, L.; Stanovnik, B. Acta Chim. Slovenica 1995, 42, 231-248.
166. Markham, J. J. Rev. Mod. Phys. 1959, 31, 956.
167. Sigalov, M.; Vashchenko, A.; Khodorkovsky, V. J. Org. Chem. 2005, 70, 92.
168. Jaumot, J.; Gargallo, R.; de Juan, A.; Tauler, R. Chemometr. Intel. Lab. Syst. 2005, 76, 101.
169. Desiraju, G. R. Acc. Chem. Res. 1996, 29, 441-449.
170. Trindle, C.; Shillady, D. Structure Modeling. Connections between Theory and Software. CRC Press, 2008, 483pp.
171. Gaussian 03, Revision B.05, M. J. Frisch et al. Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 2003; Gaussian 09, Revision A.02.
172. Singh, A.; Andrews, L. J.; Keefer, R. M. J. Am. Chem. Soc. 1962, 84, 1179
173. M. Lorch, H. Meier, Chem. Ber., 1981, 114, 2382.149
174. Baxter, A.J.G.; Fuher, J.; Teague, S. J. Synthesis, 1994, 207.
175. Large, S; Roques, N.; Langlois, B. R. J. Org. Chem. 2000, 65, 8848-8856.
176. Almazroa, S; Elnagdi, M. H.; Salah El-Din A. M. J. Heterocyclic Chem. 2004, 41, 267-272.
177. Natori, Y.; Anada, M.; Nakamura, S.; Nambu, H.; Hashimoto, S. Heterocycles 2006, 70, 635-646.
178. Herrero, M. Т.; Tellitu, I.; Dominguez, E.; Hernandez, S.; Moreno, I; SanMartin, R. Tetrahedron 2002, 58, 8581-8589.
179. Hogenkamp, D. J.; Johnstone, Т. В. C.; Huang, J.-Ch.; Li, W.-Y.; Tran, M.; Whittemore, E. R.; Bagnera, R. E.; Gee, K. W. J. Med. Chem. 2007, 50, 3369-3379.
180. Breaux, E. J.; Zwikelmaier, К. E. J. Heterocyclic Chem. 1981, 18, 183-184.
181. Silin, О. V.; Savchenko, Т. I.; Kovalenko, S. M.; Nikitchenko, V. M.; Ivachtchenko A. V. Heterocycles 2004, 63, 1883-1890.
