Новый подход к синтезу бензоселенофенов на основе превращений 4-(2-галогенарил)-1,2,3-селенадиазолов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

- исследовать закономерности и особенности реакции трансформации 4-(2-галогенарил)-1,2,3-селенадиазолов в 2-аминобензо[6]селенофены;

- изучить влияние природы галогена в исходном 4-(2-галогенарил)-1,2,3-селенадиазоле на протекание реакции внутримолекулярной циклизации 2-(2-галогенарил)-1-аминоэтенселенолята в 2-аминобензо[6]селенофен.

Научная новизна. Предложен новый метод синтеза 2-аминобензо[6]селенофенов на основе взаимодействия 4-(2-галогенарил)-1,2,3-селенадиазолов с аминами под действием оснований. Открыта новая конкурирующая с шгсо-замещением галогена реакция внутримолекулярного окислительного нуклеофильного замещения водорода, протекающая при разложении 4-нитроарил-1,2,3-халькогенодиазолов под действием основания с амином в присутствии окислителя. Изучено влияние природы галогена и амина на протекание реакции внутримолекулярной циклизации 1-амино-2-арилэтенселенолятов в 2-амипобензо[6]селенофены. Предложена схема каскадного превращения 4-арил-1,2,3-селенадиазолов в 2-аминобензо[6]селенофены.

Практическая значимость. Впервые получены и охарактеризованы труднодоступные 2-аминобензо[6]селенофены, а также их тиофеновые производные на основе реакции взаимодействия 4-(2-галогенарил)-1,2,3-халькогенодиазолов с вторичными аминами под действием оснований.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертации были представлены на международном конгрессе по органической химии (Казань, 2011); XIX Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Волгоград, 2011); научно-технической конференции молодых ученых «Неделя науки» Санкт-Петербургского государственного технологического ииститута (технического университета) (Санкт-Петербург, 2011, 2012, 2013); V всероссийской конференции студентов и аспирантов «Химия в современном мире» (Санкт-Петербург, 2011); научно-практической конференции, посвященной 183-й годовщине образования Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета) (Санкт-Петербург, 2011); VI всероссийской конференции молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием «Менделеев 2012» (Санкт-Петербург, 2012); XV молодёжной школе-конференции по органической химии (Уфа, 2012); научно-практической конференции, посвященной 184-й годовщине образования Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета) (Санкт-Петербург, 2012); VII всероссийской конференции молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием по химии и наноматериалам «Менделеев 2013» (Санкт-Петербург, 2013); кластере конференций по органической химии «ОргХим-2013» (Санкт-Петербург, 2013).

По теме диссертации опубликовано 4 оригинальных статьи в научных рецензируемых журналах, из них 2 статьи в российских журналах, рекомендованных ВАК, 12 тезисов докладов российских и международных конференций.

Диссертационная работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)» в рамках программы «Научные основы образования новых полифункциональных элементоорганических и гетероциклических соединений» (номер государственной регистрации НИР: 01200962186).

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 161 странице машинописного текста, содержит 23 таблицы, 15 рисунков, 95 схем, состоит из введения, 3 глав: литературного обзора, обсуждения результатов исследования, экспериментальной части; заключения, списка литературы, включающего 183 наименования.

этом случае. Следует отметить, что синтез Л/'Д-диизопропиламида 2-(2-хлорфенил)селеноуксусной кислоты 4в, проводящийся при нагревании 4-(2-хлорфенил)-1,2,3-селенадиазола За с гидроксидом калия в диизопропиламине, вёл к образованию «димера» 11а в качестве основного продукта (47%), а соответствующий амид 4в образовывался с выходом 20%. Такой результат можно объяснить трудностью присоединения пространственно затруднённого диизопропиламина к селенокетену 10, из-за чего последний преимущественно реагирует с этинселенолатом 7, образуя «димер» 11а.

Присоединение амина к селенокетену 10 приводит к образованию селенамидов 4, которые в присутствии гидроксида калия, вероятно, обратимо депротонируются и существуют в виде этенселенолат-аниона 6 (схема 4). Как было отмечено ранее, наличие электроноакцепторной нитрогруппы в арильном заместителе активирует анион 6 к внутримолекулярной циклизации, идущей по типу «псо-замещения галогена. В результате этого процесса образуются 2-амино-5-нитробензо[Ь]селснофены 5а-г. При отсутствии в арильном заместителе нитрогруппы анион б не претерпевает дальнейших превращений, и обработка реакционной смеси избытком воды приводит к выделению селенамидов 4а-е.

Попытка синтезировать 2-аминобензоселенофены реакцией селенадиазола Зв с первичными аминами, в качестве которых были использованы бензиламин, циклопропиламин, изопропиламин, не привела к желаемому результату. Из полученной смеси продуктов индивидуальные соединения выделены не были. Судя по всему, присоединение первичного амина к селенокетену 10 протекает обычным образом, но образующийся далее аминоэтенселенолат 6 не подвергается внутримолекулярной циклизации, а. участвует в побочных процессах, вследствие чего не удалось выделить даже соответствующие селенамиды.

Следует отметить, что для проведения обсуждаемых превращений (схема 4) достаточно использовать один эквивалент гидроксида калия (или 5-10% избыток), так как после разложения селенадиазола на стадии образования алкинселенола 9 происходит регенерация гидроксида калия, и, таким образом, он может действовать повторно на стадии депротонирования селенамида 4.

2.2,3. Реакция 4-(5-нитро-2-хлорфенил)-1,2,3-селенадиазолов с аминами под действием оснований в присутствии окислителя

Все рассмотренные ранее синтезы бензо[6]селенофенов проводились в инертной атмосфере. Попытка провести реакцию между 4-(5-нитро-2-хлорфенил)-1,2,3-селенадиазолом Зв и диэтиламином под действием гидроксида калия в присутствие кислорода воздуха привела к смеси продуктов, из которой был выделен полученный ранее 2-А',Лг-диэтиламино-5-нитробензо[6]селенофсн 5а (8%) и соединение 12а (30%).

Анализ спектральных данных и сравнение с аналогичными спектрами бензоселенофена 5а позволили сделать вывод, что полученное соединение 12а представляет собой 2-Л'',Л;-диэтиламино-7-нитро-4-хлорбензо[6]селенофен.

Обсуждаемую реакцию можно представить в виде схемы (схема 5):

Зв

5а (8%)

12а (30%)

Схема 5

Очевидно, что соединение 12а представляет собой результат внутримолекулярной циклизации этенселенолата 6, в ходе которой происходит замещение водорода в орто-

Одним из факторов, облегчающим образование ан-аддукта 14, является слабое пространственное отталкивание между большим атомом селена и маленьким атомом водорода в переходном состоянии на пути от аниона 6-И к а-комплексу 14 в сравнении более сильным отталкиванием между атомом хлора и селена при переходе от 6-1 к аС|-аддукту 13. Дополнительная стабилизация он-аддукта 14, вероятно, достигается через образование водородной связи между атомом кислорода нитрогруппы и атомом водорода при sp^-гибридном атоме углерода в ан-аддукте 14. Такой дополнительной стабилизации нет в случае образования сС1-адцукта 13. Быстрое накопление вместе с высокой концентрацией и стабильностью ан-аддукта 14 по причинам, которые обсуждались выше, существенно влияют на преобладание продукта 12а (30%, SnAth) над продуктом 5а (8%, SnAt0) даже в присутствие такого умеренного окислителя как кислород воздуха. В присутствии сильного окислителя (КМпО,)), даже несмотря на его низкую растворимость в реакционной смеси, происходит образование только продукта 12а.

2.3. Влияние природы галогена на взаимодействие 4-(2-галоген-5-нитрофенил)-1,2,3-селенадиазолов с аминами под действием оснований

Как известно, природа галогена оказывает существенное влияние на протекание реакций ароматического нуклеофильного как млсо-замещения галогена, так и замещения водорода. В первом случае речь идёт о галогене как уходящей группе, во втором - как о заместителе в активированном нитрогруппой ароматическом ядре. Для изучения влияния природы галогена на реакции внутримолекулярного илсо-замещения с участием этенселенолат-аниона 6 были проведены реакции 4-(2-галоген-5-нитрофенил)-1,2,3-селенадиазолов (Зв-д) с диэтиламином и гидроксидом калия в инертной атмосфере (схема 9). Во всех случаях реакция велась в кипящем диэтиламине (56°С), и с различными выходами был получен 2-Л',Л-диэтиламино-5-нитробензо[Ь]селенофен (5а). Время превращения и выходы бензо[6]селенофена 5а представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Время синтеза и выходы 2-Лг,Аг-диэтиламино-5-нитробензо[6]селенофена (5а) в зависимости от замещаемого галогена в исходном 4-(2-галоген-5-нитрофенил)-

Исходный селенадиазол (Hal) Время, ч Выход 5а, %

Зв (С1) 4 54

3r(F) 2,5 63

Зд (Вг) 5 32a

аПомимо соединения 5а выделен Л'.А'-диэтиламид 2-(2-бром-5-нитрофенил)-селеноуксусной кислоты (4ж) (43%).

Полученные данные свидетельствуют о том, что наиболее эффективно и быстро реакция млсо-замещения галогена происходит при использовании в качестве исходного соединения 4-(5-нитро-2-фторфенил)-1,2,3-селенадиазола (Зг). Попытка провести реакцию замещения брома привела к получению целевого бензо[й]селенофена (5а) с более низким выходом, но при этом был выделен селенамид 4ж (схема 9), что не удавалось сделать в случае фтор- и хлорпроизводных из-за более быстрого превращения образующихся в этих случаях промежуточных этенселенолят-анионов 6 (На1=Р, С1) в бензо[6]селенофен 5а.

преимущественно в 2-конфигурации, благодаря чему возможно образование продукта 12е. Но, судя по образованию селенофена 15, небольшое количество £-изомера также

Схема 11

Строение селенофена 15 было доказано методами масс-спектрометрии и РСА (рисунок 4).

Рисунок 4 - Молекулярное строение 2-пиперидино-3,5-ди(5-нитро-2-пиперидинофенил)селенофена (15)

Изучение влияния природы галогена на протекание реакции ОНЗВ в сопоставимых условиях позволило нам сделать некоторые выводы.

Так результаты реакции селенадиазола Зг с пиперидином на воздухе (схема 10), после которой не было выделено продукта ОНЗВ с незамещённым атомом фтора в пара-положении к нитрогруппе, указывают на то, что в этом случае замещение водорода протекает существенно медленней, чем замещение галогена, т.е. наличие атома фтора в молекуле не способствует протеканию реакции ОНЗВ.

Проведение реакции 4-(2-бром-5-нитрофенил)-1.2,3-селенадазола Зд с диэтиламином и диизопропиламином на воздухе под действием гидроксида калия (схема 12) привело к получению в первом случае смеси 2-аминобензо[6]селенофенов 5а и 12ж, во втором был выделен только продукт ОНЗВ 12з (таблица 2).

КОН, МНР2

Д

02 (воздух)

5а,д Схема 12

N0,

12ж,з

Таблица 2 - Соотношение продуктов 8^гВг и 8>Аг" реакции 4-(2-бром-5-нитро)-1,2,3-селенадиазола (Зд) с аминами под действием КОН.

Я Продукт 8»\АгВг (выход, %) Продукт 8\Агн (выход, %)

Ег 5а (10%) 12ж (43%)

;-Рг 5д(-)а 12з (51%)

а Предполагаемый продукт 5д фиксировался по ТСХ, ио не был получен в чистом виде и количестве достаточном для идентификации.

Сравнение результатов первой реакции с аналогичной для хлорсодержащего селенадиазола Зв (схема 6) указывает на более эффективное протекание замещения водорода в случае бромпроизводного.

Таким образом, имеющиеся данные позволяют сделать вывод о том, что внутримолекулярная реакция ОНЗВ протекает легче при наличии в пара-положении к нитрогруппе в арильном заместителе атома брома. В ряду Вг-С1-Р эта активность снижается. Такой результат согласуется с известными литературными данными для реакций нуклеофильного замещения водорода.

3. СИНТЕЗ 2-АМИНОБЕНЗО [6]ТИОФЕНОВ ИЗ 4-АРИЛ-1,2,3-ТИАДИА30Л0В В ПРИСУТСТВИИ ОКИСЛИТЕЛЯ

Реакции нуклеофильного замещения хлора в 1-амин-2-(5-нитро-2-хлорфенил)-этентиолате, приводящие к получению 2-амино-5-нитробензо[6]тиофенов были описаны ранее. Вместе с тем, получение 2-аминобензо[6]тиофенов внутримолекулярным окислительным замещением водорода, как это показано выше для соответствующих селенопроизводных, не наблюдалось. Мы изучили реакции ОНЗВ для синтеза 2-аминобензо[6]тиофенов. Для этого по известной методике были синтезированы 4-арил-1,2,3-тиадиазолы 19а,б (схема 13). Взаимодействием ацетофенонов 1в,е с этоксикарбонилгидразидом в среде изопропанола в присутствии каталитического количества уксусной кислоты были получены этоксикарбонилгидразоны ацетофенонов 18а,б. Воздействие на последние хлористого тионила позволило синтезировать 4-арил-1,2,3-тиадиазолы 19а,б.

1в,е 18а,б 15а,в

а) К=С1

б) И=Н

Схема 13

В условиях, аналогичных тем, которые использовались для получения 2-амино-7-нитробензо[А]селенофенов (12а-д) (схема 6), под действием гидроксида калия на

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный технологический институт

(технический университет)»

На правах рукописи

04201455473

ЛЯПУНОВА АННА ГЕННАДЬЕВНА

НОВЫЙ ПОДХОД К СИНТЕЗУ БЕНЗОСЕЛЕНОФЕНОВ НА ОСНОВЕ ПРЕВРАЩЕНИЙ 4-(2-ГАЛОГЕНАРИЛ)-1,2,3-

СЕЛЕНАДИАЗОЛОВ

02.00.03 - органическая химия

ДИССЕРТАЦИЯ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ХИМИЧЕСКИХ НАУК

Научный руководитель-доктор химических наук, профессор Петров М.Л.

Санкт-Петербург 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ......................................................................................................................................................................6

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР......................................................................................................10

1.1. Общие методы построения бензо[&]селенофенов........................................................10

1.1.1. Синтез бензоселенофена с образованием ребра «а»..............................................11

1.1.2. Синтез бензоселенофена с образованием ребра «с1» или «е»........................15

1.1.3. Синтез бензоселенофена с образованием ребра «с»..............................................23

1.1.4. Методы синтеза бензо[6]селенофенов, заключающиеся в формировании конденсированных бензольных колец..............................................24

1.2. Селенокетены и ацетиленовые селеноляты......................................................................27

1.2.1. Селенокетены..........................................................................................................................................27

1.2.1.1. Методы синтеза селенокетенов..........................................................................................28

1.2.1.1.1. Синтез селенокетенов [3,3]-сигматропной перегруппировкой ацетиленовых селеноэфиров............................................................................................................29

1.2.1.1.2. Синтез селенокетенов при фотолизе или пиролизе 1,2,3-селенадиазолов................................................................................................................................................30

1.2.1.1.3. Синтез селенокетенов при кислотном гидролизе алкинселенолатов........................................................................................................................................32

1.2.1.2. Химические свойства селенокетенов............................................................................32

1.2.1.2.1. Реакции селенокетенов с нуклеофильными реагентами..........................32

1.2.1.2.2. Реакции циклизации с участием селенокетенов................................................33

1.2.2. Ацетиленовые селенолаты............................................................................................................35

1.2.2.1. Методы получения ацетиленовых селенолатов......................................................35

1.2.2.1.1. Синтез ацетиленовых селенолатов присоединением селена к

ацетиленид аниону....................................................................................................................................36

1.2.2.1.2. Получение ацетиленовых селенолатов расщеплением 5-незамещённых 1,2,3-селенадиазолов сильными основаниями..........................36

1.2.2.2. Химические свойства ацетиленовых селенолатов..............................................37

1.2.2.2.1. Реакции ацетиленовых селенолатов с электрофильными

реагентами..........................................................................................................................................................37

1.2.2.2.2. Реакции ацетиленовых селенолатов с донорами протонов..................39

1.2.2.2.3. Реакции ацетиленовых селенолатов с протонсодержащими нуклеофилами................................................................................................................................................39

1.2.2.2.4. Реакции циклизации с участием ацетиленовых селенолатов................42

1.3. 5-Незамещённые 1,2,3-селенадиазолы....................................................................................44

1.3.1. Получение 5-незамещённых 1,2,3-селенадиазолов................................................44

1.3.2. Химические свойства 5-незамещённых 1,2,3-селенадиазолов......................45

1.3.2.1. Реакции 1,2,3-селенадиазолов, идущие без раскрытия

гетероцикла......................................................................................................................................................45

1.3.2.2. Реакции 1,2,3-селенадиазолов, идущие с раскрытием

гетероцикла........................................................................................................................................................46

1.3.2.2.1. Термические реакции................................................................................................................46

1.3.2.2.2. Фотохимические реакции......................................................................................................48

1.3.2.2.3. Раскрытие селенадиазольного цикла под действием оснований... 48

1.3.3. Применение 1,2,3-селенадиазолов..........................................................................................49

ГЛАВА 2 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ....................................................................................51

2.1. Синтез исходных 4-арил-1,2,3-селенадиазолов..............................................................51

2.2. Синтез 2-аминобензо[6]селенофенов из 4-арил-1,2,3-

селенадиазолов..............................................................................................................................................56

2.2.1. Реакция 4-(2-галогенфенил)-1,2,3-селенадиазолов с аминами под действием оснований................................................................................................................................56

2.2.2. Реакция 4-(5-нитро-2-хлорфенил)-1,2,3-селенадиазолов с аминами

под действием оснований..............................................................................................................59

2.2.2.1. Реакция 4-(5-нитро-2-хлорфенил)-1,2,3-селенадиазолов с аминами

под действием оснований в инертной атмосфере..........................................................59

2.2.2.2. Стадии превращений 4-(2-галогенарил)-1,2,3-селенадиазолов, инициируемых основаниями, при взаимодействии с аминами........................61

2.2.2.3. Реакция 4-(5-нитро-2-хлорфенил)-1,2,3-селенадиазолов с аминами

под действием оснований в присутствии окислителя.............................. 67

2.2.2.4. Конкурентный характер окислительного нуклеофильного замещения водорода и нуклеофильного ароматического замещения

хлора в 1-амино-2-арилэтенилселенолате....................................... 71

2.2.3. Влияние природы галогена на взаимодействие 4-(5-нитро-2-галогенфенил)-1,2,3-селенадиазолов с аминами под действием оснований.............................................................................. 74

2.3. Синтез 2-аминобензо[6]тиофенов из 4-арил-1,2,3-тиадиазолов в присутствии окислителя............................................................ 78

2.4. Прогноз биологической активности синтезированных соединений...... 82

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ...................................... 88

3.1. Физико-химические методы исследования промежуточных и конечных веществ................................................................... 88

3.2. Синтез 4-арил-1,2,3-селенадиазолов............................................. 89

3.2.1. Синтез исходных 2-галоген-5-нитроацетофенонов........................ 89

3.2.2. Синтез семикарбазонов ацетофенонов....................................... 90

3.2.3. Синтез 4-арил-1,2,3-селенадиазолов из семикарбазонов ацетофенонов......................................................................... 91

3.3. Синтез 2-аминобензо[6]селенофенов из 4-арил-1,2,3-селенадиазолов....................................................................... 95

3.3.1. Реакция 4-(2-галогенфенил)-1,2,3-селенадиазолов с аминами под действием оснований............................................................... 95

3.3.2. Реакция 4-(5-нитро-2-хлорфенил)-1,2,3-селенадиазолов с аминами

под действием оснований в инертной атмосфере............................ 101

3.3.3. Стадии превращений 4-(2-галогенарил)-1,2,3-селенадиазолов, инициируемых основаниями, при взаимодействии с аминами............. 111

3.3.3.1. Получение 1 -арил-2-метилселеноэтинов................................... 111

3.3.3.2. Получение 2-бензилиден-4-арил-1,3-диселенолов....................... 113

3.3.4. Реакция 4-(5-нитро-2-хлорфенил)-1,2,3-селенадиазолов с аминами

под действием оснований в присутствии перманганата калия............. 118

3.3.5. Влияние природы галогена на взаимодействие 4-(5-нитро-2-галогенфенил)-1,2,3-селенадиазолов с аминами под действием оснований.............................................................................. 121

3.3.5.1. Взаимодействие 4-(5-нитро-2-галогенфенил)-1,2,3-селенадиазолов с аминами под действием оснований в интерной атмосфере.............................................................................. 121

3.3.5.2. Взаимодействие 4-(5-нитро-2-галогенфенил)-1,2,3-селенадиазолов с аминами под действием оснований в присутствии кислорода воздуха................................................................................. 122

3.4. Синтез 2-аминобензо[6]тиофенов из 4-арил-1,2,3-тиадиазолов в

присутствии окислителя............................................................ 133

3.4.1. Синтез этоксикарбонилгидразонов ацетофенонов......................... 133

3.4.2. Синтез 4-арил-1,2,3-тиадиазолов из этоксикарбонилгидразонов ацетофенонов......................................................................... 134

3.4.3. Взаимодействие 4-арил-1,2,3-тиадиазолов с аминами под действием оснований в присутствии перманганата калия................................ 135

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................................. 139

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.................................................................. 140

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Развитие химии селеносодержащих соединений имеет большое значение как для фундаментальной науки, так и для практики. Селеносодержащие гетероциклы вызывают интерес в качестве основы для создания новых материалов для электроники [1, 2, 3, 4], реагентов и катализаторов для органического синтеза [5, 6, 7]. Кроме этого, селеноорганические соединения обладают различными видами биологической активности: антиоксидантной [8, 9, 10, 11, 12], противораковой [13, 14, 15, 16, 17], противовирусной [18], антигипертензивной [19], противогрибковой [20,21].

Селен - важный микроэлемент в организме человека. На молекулярном уровне селен выступает незаменимым компонентом активного сайта фермента глютатионпероксидазы, отвечающего за процессы защиты клеточных компонентов от окисления и повреждения свободными радикалами, являющимися причиной серьёзных патологии.

Стимулом к разработке новых методов синтеза и исследованию свойств труднодоступных или ранее неизвестных селеносодержащих гетероциклов является большой потенциал применения этих соединений в медицине и промышленности. Одним из таких перспективных классов селеновых гетероциклов являются производные бензо[Ь]селенофена.

Свойства этого гетероцикла нашли широкое практическое применение. Так производные антигипертензивных средств милфасартана и эпросартана, в которых замещённый во второе положение тиофеновый фрагмент заменён на бензо[6]селенофеновый, проявили себя как антагонисты рецепторов ангиотензина П. Причём активность соединений с селеном в гетероцикле была выше, чем у их серосодержащих аналогов [22]. Несмотря на то, что причина этого явления до конца не выяснена, этот факт демонстрирует необходимость синтеза и изучения свойств селеносодержащих аналогов известных биологически активных соединений, имеющих бензофурановый или бензотиофеновый фрагмент [23, 24]. Кроме того, различные 2,3-дизамещенных производные бензо[6]селенофена показали хорошую

цитотоксичность на некоторых линиях опухолевых клеток, имея при этом сравнительно невысокую токсичность [25].

Конденсированные бензо[6]селенофены в последнее десятилетие стали привлекать к себе внимание в связи с возможностью создания на их основе новых полупроводниковых материалов для органических полевых транзисторов, обладающих рядом важных преимуществ по сравнению с обычными кремниевыми транзисторами [26, 27, 28, 29, 30, 31]. Конденсированные бензо[6]селенофены имеют лучшие интегралы перекрывания между соседними молекулами - основной параметр, определяющий дрейфовую подвижность, по сравнению с серосодержащими аналогами и вместе с тем достаточную ароматичность и необходимую степень делокализации заряда в молекуле по сравнению с производными теллура [26].

Производные бензо[6]селенофена используются в органическом синтезе [32, 33]. В частности, 2-аминобензо[6]селенофен является ключевым промежуточным продуктом при получении полиметиновых красителей [34].

Степень разработанности темы исследования

2-Аминобензо[6]селенофены остаются труднодоступными и, следовательно, малоизученными соединениями, что связано с отсутствием общих методов получения этих гетероциклов. Синтезу и изучению свойств соединений данного класса посвящено крайне незначительное количество публикаций, что вызвано трудностью введения нуклеофильной аминогруппы во второе положение гетероцикла. По данным электронной базы структурного поиска Яеахуз известны 2-амино-З-фенилбензо[Ь]селенофен, 2-ацетамидобензо[6]селенофен и три его замещённых в третье положение производных, а также 2-бензоиламино-3-фенилбензо[6]селенофен.

Одним из основных способов получения бензо[6]селенофенов, замещённых во второе положение, является гетероциклизация орто-ацетилензамещённых селеноанизолов [35, 36]. Последние получают, как правило, по реакции Соногаширы из 2-йодселенанизола и различных терминальных алкинов. Предварительное введение селена в бензольное кольцо происходит обычно в несколько стадий и с низким выходом. Другой распространённый способ, заключающийся в присоединении тетрагалогенида селена к тройной связи фенилацетилена и последующей

электрофильной циклизации образующегося интермедиата, позволяет получать 2-замещёиные 3-галогенбензо[6]селенофены, но возможный набор заместителей во втором положении ограничивается арильными или электроноакцепторными заместителями [37, 38, 39,40,41,42,43,44, 45,46, 47].

Цели и задачи. Целью работы является разработка и изучение нового общего метода синтеза труднодоступных производных бензо[£]селенофена, содержащего аминогруппу во втором положении гетероцикла, на основе превращения 4-(2-галогенарил)-1,2,3-селенадиазолов. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- осуществить синтез ранее неописанных в литературе 4-(2-галогенарил)-1,2,3-селенадиазолов;

- поскольку незамещённые в 5-ое положение 1,2,3-селенадиазолы представляют собой стабильные синтетические аналоги селенокетенов и могут при разложении трансформироваться в них [48, 49, 50, 51, 52, 53, 54], а селенокетены в свою очередь являются предшественниками этенселенолатов, способных при внутримолекулярной циклизации превращаться в бензо[6]селенофены, то следующей нашей задачей было исследовать закономерности и особенности реакции трансформации 4-(2-галогенарил)-1,2,3-селенадиазолов в 2-аминобензо [6] селенофены;

- изучить влияние природы галогена в исходном 4-(2-галогенарил)-1,2,3-селенадиазоле на протекание реакции внутримолекулярной циклизации 2-(2-галогенарил)-1-аминоэтенселенолята в 2-аминобензо[6]селенофен.

Научная новизна. Предложен новый метод синтеза 2-аминобензо[6]селенофенов на основе взаимодействия 4-(2-галогенарил)-1,2,3-селенадиазолов с аминами под действием оснований. Открыта новая конкурирующая с !шсо-замещением галогена реакция внутримолекулярного окислительного нуклеофильного замещения водорода, протекающая при разложении 4-нитроарил-1,2,3-халькогенодиазолов под действием основания с амином в присутствии окислителя. Изучено влияние природы галогена и амина на протекание реакции внутримолекулярной циклизации 1-амино-2-арилэтенселенолятов в 2-

аминобензо[6]селенофены. Предложена схема каскадного превращения 4-арил-1,2,3-селенадиазолов в 2-аминобензо[6]селенофены.

Практическая значимость. Впервые получены и охарактеризованы труднодоступные 2-аминобензо[&]селенофены, а также их тиофеновые производные на основе реакции взаимодействия 4-(2-галогенарил)-1,2,3-халькогенодиазолов с вторичными аминами под действием оснований.

Апробация работы и публикации. Результаты диссертационной работы были представлены на международном конгрессе по органической химии (Казань, 2011); XIX Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Волгоград, 2011); научно-технической конференции молодых ученых «Неделя науки» СПбГТИ(ТУ) (Санкт-Петербург, 2011, 2012, 2013); V всероссийской конференции студентов и аспирантов «Химия в современном мире» (Санкт-Петербург, 2011); научно-практической конференции, посвященной 183-й и 184-й годовщине образования СПбГТИ(ТУ) (Санкт-Петербург, 2011, 2012); VI всероссийской конференции молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием «Менделеев 2012» (Санкт-Петербург, 2012); XV молодёжной школе-конференции по органической химии (Уфа, 2012); VII всероссийской конференции молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием по химии и наноматериалам «Менделеев 2013» (Санкт-Петербург, 2013); кластере конференций по органической химии «ОргХим-2013» (Санкт-Петербург, 2013).

По теме диссертации опубликовано 4 оригинальных статьи в научных рецензируемых журналах, из них 2 статьи в Журнале Органической Химии, 1 статья в Organic Letters и одна статья в Tetrahedron Letters, 12 тезисов докладов российских и международных конференций.

Диссертационная работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)» в соответствии с планом программы «Научные основы образования новых полифункциональных элементоорганических и гетероциклических соединений» (номер государственной регистрации НИР: 01200962186).

Объём и структура работы. Диссертация изложена на 161 странице машинописного текста, содержит 23 таблицы, 15 рисунков, 95 схем, состоит из введения; 3 глав: литературного обзора, обсуждения результатов исследования, экспериментальной части; заключения, списка литературы, включающего 183 наименования.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1.Общие методы построения бензо[£>]селенофенов

Синтез бензо[6]селенофенов возможен по четырём основным направлениям (схема 1):

1) формирование селенофенового фрагмента с образованием ребра «а», исходя, главным образом, из арилацетилено�