Синтез и свойства нитрозамещенных галогенбутадиенов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ
|
Потокин, Владимир Иванович
АВТОР
|
||||
|
доктора химических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Минск
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
1996
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
02.00.03
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
р Г о С Н 2 2 АПР 1ььо
УДК 547.413 + 547.332
ПОТКИК Владимир Иванович СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НИТРОЗАМЕЩЕННЫХ ГАЛОГЕНБУТАДИЕНОВ
02.00.03 - органическая химия
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук
Минск - 1996
Работа выполнена в лаборатории элементоорганических соединений Института физико-органической химии Академии наук Беларуси
Научный консультант: доктор химических наук КАБЕРДИН Р.В. Официальные оппоненты:, доктор химических наук, профессор
Оппонирующая организация: Нижегородский государственный
Защита состоится "26 " мая 1996 г. в 10 часов на заседании совета по защите диссертаций Д 02.01.09 в Белорусском государственном университете по адресу: ¿20080 г.Минск, пр. Ф.Скорины, 4.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белорусского государственного университета.
Автореферат разослан "/О" апреля 1996 г.
Учений секретарь
совета по защите диссертаций
КУЛИНКОВИЧ О.Г.
доктор химических наук, профессор ЗВОНОК А.М.
доктор химических наук ХРИПАЧ В.А.
технический университет (кафедра органической химии и строения вещества)
доктор химических наук
Л.П.КРУЛЬ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы диссертации. Сравнительно малая доступность и изученность смешанных полигалоген(хлор,бром,иод)бутадиенов, особенно представителей с 3-5 атомами галогена в молекуле, наряду с потенциально широкими возможностями использования этих соединений в научных , препаративных и практических целях делает весьма актуальной проблему разработки эффективных методов их синтеза и изучения химических свойств. Особую важность приобретает также задача повышения реакционной способности и селективности галогенбутадиенов в химических процессах с их участием.
Существуют различные подходы к повышению реакционней способности малоактивных соединений с использованием как "внешних", так и "внутренних" активаторов. Первый подход состоит в подборе условий процесса и/или использовании дополнительного ("внешнего") реагента, благоприятствующего протеканию реакции. Второй подход заключается во введении в молекулу субстрата активирующей (как правило, электроно-акцепторной) группировки, вызывающей "искажение" в распределении электронной плотности в системе и образование активных реакционных центров. Наиболее сильным среди известных активаторов является нит-рогруппа,. обладающая высоким электроноакцепторным действием, передающимся как по системе л-, так и б-евнзей. Вследствие этого, нитроза-мещенные галогенбутадиекы должны обладать высокой реакционной способностью и представлять собой перспективные реагенты с высокой селективностью, особенно в процессах нуклеофильного присоединения и замещения, а разработка способов их получения и исследование химических свойств представляются весьма актуальными.
Связь работы с крупными научными программами и темами. Диссертационная работа выполнена в соответствии с плановыми научными исследованиями Института физико-органической химии АН Беларуси в рамках научного направления 2.11 "Синтетическая органическая химия (тонкий органический синтез)" по темам: "Исследование химических превращений органических и элементоорганических соединений и синтез на их основе физиологически активных веществ и модификаторов полимеров" (1983-1987г.г.)."Развитие новых методов синтеза азот- и кислородсодержащих органических и элементоорганических соединений, исследование их химических, физико-химических и биологических свойств" (1988-1991), а также в рамках Республиканской комплексной программы Фундаментальных исследований, тема Оргсинтез 01 "Разработка новых, в том числе каталитических и электрохимических методов синтеза азот-.
кислород- и полихлорсодержащих органических и элементоорганических соединений с комплексом полезных свойств" (1992-1995г.г.).
Деть и задачи исследования заключались в активировании галоген-бутадиеновых систем путем введения в диеновую цепь одной или двух нитрогрупп и формировании различных типов высокозлектрофильных реак-циснноопособных нитрогалогенвинильных группировок. В соответствии с поставленной целью выполнение работы сводилось к решению следующих конкретных задач:
-разработке препаративных методов синтеза галогенбутадиенов и их нитропроизводных;
-установлению электронного распределения в молекулах нитроди-енов, оценке влияния нитрогруппы и ее положения в системе на электронную структуру молекулы и формирование реакционных центров;
-систематическому сравнительному исследованию химических свойств нитрогалогенОутадиенов и их поведения в различных процессах, особенно в реакциях нуклеофильного винильного замещения;
-получению практически ценных продуктов на основе нитрогалогенОутадиенов, установлению связи структура - химическая (биологическая) активность в ряду нитрогалогендиенов и их производных.
Научная новизна полученимх результатов. К начапу настоящего исследования нитроэамещенные галогенбутадиены были труднодоступны, известны лишь на нескольких примерах и практически не изучены. В ходе работы были разработаны удобные препаративные пути получения различных типов галогенбутадиенов и их нитропроизводных на основе диме-ров промышленных ди- и трихлорзтиленов. Обнаружены новые нетривиальные особенности протекания процессов нитрования некоторых галогенал-кенов и -алкадиенов, заключающиеся в конкурирующем электрофильном замещении на нитрогруппу атомов брома, а не водорода в их молекулах.
Впервые выполнен систематический анализ электронного и пространственного строения молекул нитрогалогенбутадиенов, использованный при интерпретации их реакционной способности в рамках концепции ЖМКО и установлении связи структура - химическая активность.
Подробно изучены химические свойства нитрогалогенбутадиенов, выявлены неочевидные различия в химическом поведении а,0- и 3,0-ди-хлорнитровинильных группировок, в частности, склонность терминальной нитрогруппы (в отличие от интернальной) к нуклеофильному замещению.
Обнаружены ранее не отмечавшиеся в литературе особенности нитрогруппы, находящейся в галогендиеновой цепи. На примере взаимодействия 2-нитропентахлор-1,3-бутадиена с элементарной серой открыта новая реакция нитросоединений, представляющая собой ранее эизвестный
удобный путь построения изотиазолыюго цикла. Получены О-.И- и к.ар-боксипроизводные хлорзамещенных изотиазолов, перспективные в качестве биологически активных препаратов. Структура изстиазольных производных надежно доказана методом рентгеноструктурного анализа.
Установлено, что процесс восстановления нитрогалогеидиенов, независимо от положения в цепи нитрогруппы и Типа атомов галогена, завершается на стадии образования соответствующих оксимов.
Высокая электрофильность гем-дигалогеннитровинилььых фрагментов и реакционная способность терминальных атомов галогена в 2-нитроза-мещенных галогендиенах позволила разработать новые удобные способы синтеза различных типов гетероциклических систем путем реакций 2-нитрогалогенбутэдиенов с бифункциональными нуклеофилами. Таким образом, в частности, были получены производные оксазолидина, бензок-сазолина, имидаз^пидина, бензимидазолина, оксатиолана, тиазолндина с одной и двумя нитрогруппами в боковой цепи.
Установленные закономерности структура - химическая активность в рамках концепции ЖМКО позволили региоселективно осуществлять процессы нуклеофильного замещения и на примере 1,3-динитро-1,4,4-три-хлорбутадиена, содержащего различные типы нитрогалогенвинильных группировок, синтезировать 4-моно-, 4,4- и 1,4-ди-, а также 1,1,4,4-тетразамещенные продукты.
В итоге в практику тонкого органического синтеза введены новые эффективные и селективные реагенты и создано новое научное направление - химия нитрозамещенных галогенбутадиенов.
Практическая значимость полученных результатов состоит в разработке новых реагентов и подходов к целенаправленному синтезу полифункциональных органических соединений различных классов, в том числе и практически ценных продуктов. Вводимые в практику тонкого органического синтеза нитрогалогенбутадиены представляют собой удобные модельные объекты для изучения процессов нуклеофильного винильного замещения (З^п), а многовариантность комбинаций нитрогруппа - галоген (положение, тип) дает возможность осуществлять на их основе построение сложных молекулярные систем.
В процессе работы получены продукты, обладающие рядом полезных свойств и перспективные для использования в качестве компонентов высокопрочных коррозионностойких композиционных материалов и защитных покрытий, новых флотореагентов для шламовой флотации сильвинитовых руд, светочувствительных материалов в сухой вакуумной фотолитографии, биоцидоз и химических средств зашиты растений.
На основе открытой новой реакции китросоединений разработан
удобный способ получения ранее неизвестной и недоступной дихлоризо-тиазол-3-карбоновой кислоты - структурного изомера дихлориэотиа-зол-4(и 5)-карбоновых кислот, эффективных рострегулирующих препаратов, защищенных патентами ведущих западных фирм. Полученный продукт по данным ВНИИХСЗР проявил высокую активность в качестве дефолианта на хлопчатнике.
Большое число синтезированных веществ прошло испытания на противоопухолевую активность в Национальном институте рака (США,,Мэриленд). В результате испытаний выявлены соединения, обладающие высотой биологической активностью в отношении 9 видов рака. На основании полученных данных и имеющегося материала по химическим свойствам этих веществ сделаны предположения о зависимости структура - биологическая активность в ряду изученных соединений. Наиболее активные и перспективные препараты проходят углубленные исследования . Отобранные для дальнейших испытаний высокоэффективные соединения лежат за пределами традиционных противоопухолевых препаратов, что придает особую ценность полученным результатам в плане формирования банка данных по антираковым субстанциям.
Экономическая гначимость получении результатов. Полученные результаты могут служить предметом лицензионных соглашений по новым эффективным пестицидам, антисептикам, противоопухолевым препаратам и компонентам композиционных материалов. Ряд синтезированных нитрога-логендиенов может представить коммерческий интерес в качестве новых доступных реагентов для органического синтеза.
Основные положения диссертации, выносиыие на защиту: -комбинирование реакций галогенирования, дегидрогалогенирования и дегалогенирования доступных димеров 1,2-ди- и трихлорэтилена с использованием межфаэного катализа - удобный метод синтеза различных хлор- и хлорбромсодержащих 1,3-бутадиенов;
-элекгрофкльное замещение атома водорода на нитрогруппу - основное направление процесса нитрования пентагалогенбутадиенов азотной кислотой и нитрующими смесями НИОз + Н3РО4 (Нг^);
-преобладание аддитивного пути нитрования в реакциях тетрага-логенбутадиенов с ааотнсй кислотой и нитрующими смесями;
-возможность использования полуэмпирических квантовохимических методов- для определения молекулярной геометрии и электронного строения нитрогалогенбутадиенов;
-положение нитрогруппы, природа атомов галогена в нитрогалоген-диеновой цепи и "жесткость" нуклеофильного реагента - определяющие -»»акторы протекания Б^Ш процесса, варьируя которые можн регулиро-
вать ход реакции, вводить в молекулу нитродиена 1,2,3 и 4 функциональные группы, осуществлять процесс ступенчато, селективно еамещать нитрогруппу и/или атомы галогена;
-возможность адекватной интерпретации региоселективного нуклео-фильного замещения атомов галогена и нитрогруппы в нитрогалогендиенах в рамках концепции ЖМКО и результатов квантовохимических расчетов;
-особенности химического поведения нитрогруппы в ranoiенбутади-еновой системе, новая реакция нитросоединений, приводящая к изотиа-зольному циклу - результат влияния на NOg галогендиеновой системы;
-противоопухолевая активность в ряду нитрогалогенбутадиеноь и их производных как следствие высоких алкилирующих свойств этих веществ ;
-нитрогалог'нэамещенные Оутадиены - новые высокореакцио.шоспо-собные реагенты в синтетической органической химии.
Личный вклад соискателя. Под руководством автора и им лично выполнена вся экспериментальная работа и проведено теоретическое обсуждение полученных результатов, изложенных в диссертации. Некоторые данные (симуляция на ЭВМ спектров ШР изомеров 1,.1,4-трцулорбутадие-на. квантовохимические расчеты диенов, рентгеноструктурный анализ, реакции с фосфорорганическими реагентами и данные по практическому использованию синтезированных соединений) получены автором совместно с другими сотрудниками.Результаты опубликованы в совместных работах.
Апробация результатов диссертации. Материалы диссертации были представлены и обсуждены на следующих научных форумах:
Всесоюзная конференция " Химия непредельных соединений" (Казань ,1986г.) , XVII Всесоюзная конференция "Синтез и реакционная способность органических соединений серы" (Тбилиси,1989г.), IV и V Всесоюзные конференции по металлоорганической химии (Казань,1988 г. и Рига, 1991 г.), И Региональная конференция "Енамины в органическом синтезе" (Пермь, 1991 г.), V Всесоюзная научная конференция "Современное состояние и перспективы развития теоретических основ производства хлорорганических продуктов" (Баку, 1991 г.), V Всесоюзная конференция по химии азотсодержащих гетероциклических соединений (Черноголовка, 1991 г.), VII Совещание по реактивам (Уфа - Баку, 1993 г.), VI Молодежная научная конференция по синтетическим и природным физиологически активным соединениям" (Ереван, 1982 г.), Международная конференция молодых ученых "Органический синтез: история развития и современные тенденции" (Санкт-Петербург, 1994 г.), 35th IUPAC Congress (Turkey, Istanbul; 1995).
Опублииованность результатов. По теме диссертации опубликована одна монография, 36 научных статей (из ьлх одна обзорная), 12 тезисов докладов. Отдельные разработки защищены 5 авторскими свидетельствами СССР на изобретение и патентом Российской Федерации.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав литературного обзора, посвященных синтезу и химическим свойствам галогенбутадиенов и нитрозамещечных бутадиенов, обсуадения полученных результатов (3-6 главы) и их практического использования (7 глава), экспериментальной части (8 глава), выводов, списка цитируемой литературы и приложений.
Диссертация изложена на 299 страницах, из них 197 страниц текста, 3 рисунка, 42 таблицы на 51 странице, 3 приложения на 21 странице (результаты изучения пестицвдной, антимикробной и противоопухолевой активности синтезированных соединений) и список использованных источников на 27 страницах, включающий 322 наименования. -
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Удобными соединениями для получения нитрогалогенбутадиенов могут служить галогенпроизводные 1,3-бутадиена, из которых наименее доступны и изучены представители,, содержащие 3-5 атомов галогена, особенно смешанные хлорбромСутадиены. Нами была поставлена задача по разработке препаративных методов синтеза такого рода диенов. В качестве исходных полупродуктов были использованы доступные димеры промышленных 1,2-ди- и трихлорэтилена, полученные радикальной диме-ризацией этих хлоралкенов-11,21.
1. Синтез галогенбутадиенов на основе димеров 1,2-дихлор- и трихлорэтилена
Нами установлено, что комбинируя в различной последовательности операции галогенирования, дегидрогалогенирования и дегалогенирования димеров с использованием межфазного катализа можно легко получать различные ранее неизвестные и труднодоступные галогенбутадиены. Применение. мелфазного катализа позволяет существенно повысить выход целевого продукта по сравнению с известными способами, провести процесс стереоепецифично и упростить его методически. В качестве катализатора межфазного переноса использовали триэтилбензиламмонийхлорид в количестве О.5-3.5%, в качестве дегидрогалогенирующе о агента -
10-30%-ный водный раствор КОН или.ЫаОН, в качестве дегалогенирующего агента - порошок 1х\. Таким путем на основе 1,3,4,4-тетрахлор-1-бучена (1) - димера 1,2-дихлорэтилена. были получены различные трихлор-, тетрахлор-, бромтрихлор- и дибромтрихлорбутадиены [3-7]:
CHClgCHClCHClCHC'l?.
8 94%
С12
СНС12-СНС1-СН=СНС1 1
димер 1,2-дихлорэтилена
ВГ2
--»- CCl2=CHCH=CCl2 + СНС1=СС1СС1>СНС1
-HCl 7 G8% Е,Е-9 10%
-HCl
СНВгС1СНВгСНС1СНС12
-HCl -НВг
7«
92%
СВгС1=СНСН=СС12 5 E:Z=t:4 |Вг2
- СНС1=СНСН=СС12 + СНС1=СНСС1«СНС1 2 77% E:Z=4:1 3 6%
i
|ВГ2
СНВгС1СНВгСН=СС12 4 95%
-НВг
91%
76%
СВг2С1СНВгСН=СС12 + СВгС1=СНСНВгСВгС12
10
70
30
-НВг
-НВг
11
CBrCl=CBrCH=CCl2 12 55% E:Z=7:3
СВгС1=СНСВг=СС12 13 49% E:Z*3:2
Аналогично на основе 1,1,3,3,4,4-гексахлор-1-бутена (14) - димера трихлорзтилена, были синтезированы гексахлорбутадиен и пентага-логензамещенные хлор- и хлорбромбутадиены [1,8-131. Использование межфазного катализа позволило осуществить дегидрохлорирование окта-хлорбутана (17) - продукта хлорирования димера (14), ступенчато, с отщеплением как одной, так и двух молекул HCl. Получающиеся в первом случае гептахлорбутены (19,20) при действии цинка дают с высоким выходом ранее труднодоступный 1-Н-пентахлорбутадиен (24) в виде Z-изо-мера. Причем процесс можно проводить без выделения гептахлорбутенов с первоначальным количеством катализатора [10,111. . Разработанный путь синтеза диена (24) следует рассматривать как препаративный.
СС12=СС1СС1=СС12 18 98%
-2НС1
-НС1
СНС12СС12СС1=СС12 -2С1
СНС12-СС12-СИС1-СС13 17
С12
95%
СНС12СС1=СП1СС1Э 7л
+
19,20
СНи12-СС12-СН=СС12 14 -НС1 димер трихлорэтилена -
СС12=СС1-СС1=СНС1 2-24 93%
СС12=СС1-СН=СС12 15 987.
7л -2С1
Вг2
СВгС1-СС1-СН«СС12 Е:2=75:25 2? 78% -НВг
СНС1=СС1-СН=С012 • 25 94% Е:2=47:53
СНВгС1СВгС1СН=СС12 26
Синтепированные изомерные формы галогенбутадиенов были выделены в индивидуальном виде и спектроскопически идентифицированы. В случае трихлорбутадиена (2) проводилась симуляция ПМР спектров на ЭВМ, в случае бромтетрахлорбутадиена (27) выполнены теоретические расчеты частот и форм колебаний ИК спектров изомеров, результаты которых сопоставляли с экспериментальными спектрами [3,13].
2. Реакции нитрования галогензамещенных 1,3-бутадненов
Полученные галогенбутадиены далее испольвованы в процессах нитрования с целью синтеза их нитропроизводных. Прь этом установлено, что нитрование азотной кислотой и составленными на ее основе нитрующими смесями тетра- и пентагалогензамещенных диенов, хлор- и бромза-мещенных аналогов протекает по-разному. Для тетрагалогенбутадиенов более предпочтителен аддитивный путь процесса с образованием в качестве основных продуктов моно- и динитробутенов, тогда как нитрование пентагалогенбутадиенов протекает путем электрофильного замещения единственного атома водорода на нитрогруппу.
Продуктом нитрования концентрированной НМОз при ?5°С 1,1,4,4-тетрахлорбутадиена (7) является 1,4-динитро-1,-1,4,4-тетрахлор-2-бу-тен (28) Е43. Замена одного из атомов хлора на бром существенно сни-
лает селективность процесса: при действии концентрированной НШз на диен (5) образуется сложная смесь веществ. Мы осуществили оптимизацию процесса, варьируя концентрацию азотной кислоты, используя нитрующие смеси из азотной и фосфорной (или серной кислот) в разном со-оотношении и определили, что оптимальными условиями реакции являются: температура 90-95°С и нитрующая смесь состава ШО3+И3РО4 в соотношении 10:1. В этих условиях продуктами нитрования были 3-нит-ро-4-бром-1,1,4-трихлор-1-0утен (30) с выходом 40% и 1,3-динит-ро-1,4,4-трихлорбутадиен (29) с выходом 18% [5,7]. Образование нит-робутена (30) происходит в результате формального присоединения элементов НИОг к диену (5), образование динитробутадиена (29) - в результате замещения одного атома Н и терминального атома Вг на нит рогруппу. Методом рентгеноструктурного анализа (РСА) установлено, что динитролиен образуется в виде г-изомера. Замещение Вг, а не Н нами отмечено также при нитровании трибромэтилена [14].
СХСЬСНСН=СС12 5,7
НМ0Э+ Н3РО4
Х=Вг Х=Вг(5), С1 (7)
НШэ
Х=С1
СС1гСН=СНСС1г N02 28 N02. 50%
сс1=снс=сс1г
N02 N02 29 18%
СНВгС1-СН-СН=СС12 30 N02 40%
+
Найденные условия процесса оказались оптимальными и для нитрования 2-Н-пентагалогенбутадиенов. Однако в отличие от тетрагалоген-Оутадиенов нитрование пентагалогендиенов протекает по пути замещения атома Н и приводит к 2-нитропентагагогенбутадиенам с выходом 40-60% (для хлордиенов выше, чем для хлорбромпроизводных) [1,5-7,13]. Побочными продуктами реакции являются тригалогенакриловые кислоты (5-7%) и тригалогенакролеины (10-12%). Присутствие в реакционной смеси тригалогенакролеинов указывает на то, что превращение галоген-диенов в акриловые кислоты протекает, по-видимому, не через стадию образования галогенангидридоз, как принято считать для галогеналке-нов, а через стадию образования альдегида, который далее окислгется до акриловой кислоты. Нитрованием 1-Н-пентахлорбутадиена (24) получен 1-нитропентахлорбутадиен (43) [15,16].
ншэ+нэро4
CC1X=CYCH=CC1Z -— CC1X=CYC=CC1Z
12,13,15,27 33,34, N02 35,36
X=Y=Z=C1(15,36); X-Br, Y=Z=C1(27,35); X=Y=Br, Z=C1 (12.33);
X-Cl, Y=Z=Br (13,34)
hn03+h3P04
СС12=СС1ССЬСНС1--— CCl2=CClCCb--CCl-N02
24 43 56Z
Реакцией трихлоракролеина (39) с аминами, протекающей с участием С-0 и -CCÍ2 групп, синтезированы соответствующие основания Шиффа.
3. Синтез смешанных лергалогеннитробутадкенов и динитротетра-хлорбутадиена на основе 2-нитропентахлорбутадиена
Реакции обмена атомов галогена в наиболее доступном из синтезированных нитродиенов - 2-нитропентахлорбутадиене (36), под действием безводного А1Вгз и NaJ послужили удобным методом получения смешанных пергалоген(хлор,бром,иод)-2-нитробутадиенов [17,181:
А1Вгэ
СС12-СС1С=СС12 -»- СС12=СС1С=СС1Вг + СС12=СС1С=СВг2
36 Ñ02 47 N02 ИХ 48 N02 &QX
NaJ
СС12=СС1С=СХ2 -36,48 NOz
Х-С1(36), Вг(48)
Х=С1
-Г- CC12=CC1C=CC1J
49 Ш2 59Х
-- CCl2=CClC=CBrJ
Х=Вг 51 N02 54%
Действием КИ02 на 2-нитродиен (36) в водной среде в присутствии S5% триэтилбенаиламмонийхлорида получен 1,2-динитротетрахлорбутадиен (52) в виде смеси Z.E-изомеров (3:1) С19]. Это .первый пример нуклео-фильного замещения хлора на нитрогруппу у олефинового углерода в ус-човиях межфазного катализа:
KN02-
CC12=CC1C(N02)=CC12 -— CC12=CC1C(N02)=CC1-N02
36 52 297.
4. Химические свойства нитроаамещешшх галогенбутадиенов 4.1 Квантовохимические расчеты
На основе димеров ди- и трихлорэтилена нами разработаны методы получения нитрогалогенбутадиенов, содержащих атомы разных галогенов, терминальную и интернальную нитрогруппы, «,0- и в.о-дигалогеннитро-винильные группировки, а также динитродиен (29j, в молекуле которого имеется два различных галогеннитровинильных фрагмента.
С целью адекватной интерпретации химического поведения нитроди-енов нами были выполнении квантовохимические расчеты молекулярной геометрии и электронного строения их основных представителей, а имен но: 2-нитродиена (36), 1-нитродиена (43), бромхлор-2-нитродиена (35) и динитродиена (29) в рамках схем MIND0/3 и MND0. (20-22). Установлено, что молекулы мононктродиенов (35,36,43) неплоские, винильные группировки расположены в практически взаимно перпендтсулярних плоскостях. Молекула динитродиена (29) существует в о- trans-конформации с торсионным углом С=С-С=С 142.8°. Основные геометрические параметры молекулы динитродиена, полученные методом рентгеноструктурного анализа (РСА) находятся в хорошем соответствии с расчетными значениями.
Низшая вакантная молекулярная орбиталь (НВМО) на 67-85% локализована на нитродигалогенвинильном фрагменте молекул, причем наибольшая ее доля находится на атоме С соседнем с группой =C(N02)-, который имеет и наибольший положительный заряд. Следовательно, нитроди-гзлогенвинильная группировка наиболее предпочтительна для атаки нук-леофильных реагентов по соседнему положению с группой =C(N02)-. Однако наличие исключительно большого положительного заряда на атоме N нитрогрупп предполагает возможность' атаки в случае "жестких" нуклео-филов и по фрагменту =C-N02. Высшая занятая молекулярная орбиталь (B3MQ) на ~70% сосредоточена на тригалогенвинилыюй группировке.
4.2. Реакции с нуклеофильными реагентами
Как следует из результатов квантовохимических расчетов, нитро-галогенбутадиены должны быть активны в SNVin процессах. Изучение реакций с нуклеофилами мы проводили в порядке изменения "жесткости" нуклеофила. Использовали нитрод'иены с различными нитрогалоген- и
тригалогенвинильными группировками.
Взаимодействие 1-нитропентахлорбутадиена (43) с мягкими С-ну к ■ лиофилами, к которым относятся метил- и бутиллитий, приводило к соответствующим монозамещеиным 2-алкилпроивводным в виде смеси Е- и '¿ изомеров в равном отношении С233.
RLI
CC12=CC1GC1=CC1-N02 -— CC12=CC1C=CC1-N02
43 57,58 R 36-38% R = СНз(ЭТ). Н-С4Н9(Б8)
В реакции с MeLl 2-нитропентахлорбутадиена (36) проходило замещение обоих терминальных атомов хлора в нитродихлорвинильном фрагменте. При взаимодействии с BuLi в случае эквимолярного соотношения реагентов образовывался монозамещенный продукт, а при избытке BuLi получалась смесь моно- и 1,1-дибутилзамещекных производных [24,25].
Взаимодействие S-нуклеофилов (тиолов), также являющихся представителями мягких нуклеофильных реагентов, с 2-нитродиенами (35,36, 48) приводило только к 1-алкил(арил)тиоэамещенным продуктам. Однако при соотношении диен-.тиод 1:2, в присутствии EtONa, когда в реакционной ср^де присутствуют анионы RS-, происходило замещение обоих агчюь галогена в литродигалогенвинильной группировке [17,18,26,27].
3PhSH PhSH.EtONa
-----_ PhS-CCl=CClG(N02)=C(SPh)2 ---
3EtONa 76 27% X=Br,
X=Br,Y=Cl ■ R=Ph
2RSH
CXC1=CC1С(H02)=CY2 --— CXC1-CC1C(N02)=C(SR)2
35,36,48 2EtONa 70-75 40-73%
RSH RSH
L-— CXC1=CC1C(N02)=CY-SR -
61-69 63-89% EtONa
X-T£=C1 (36,67-72), X=C1, Y=Br (48.61,65,66.70-72), X=Br, Y=C1 (35,62-64.73-75); R=C4Hg (62,65.67.72,75). CH2C6H5 (61,63,68,71,74), C6H5 (64,66,69.70,73.75)
Haw удалось ввести в реакцию и тригалогенвинильную 'руппу, но
только на примере 4-бромтетрахлор-2-нитродиена (35) и фенилтио.)'а. Реализация Б^Уш процесса в данном случае хорошо объясняется с позиций концепции ЖМКО и эффекта "симбиоза" Пирсона: фенилтиол является наиболее мягким иуклеофилом из всех использованных тиолов, а атом Вг более "мягкая" уходящая группа, чем С1.
Взаимодействие с тколами 1-нитродиена (43) протекало только м присутствии ЕЮЫа и приводило к монозамещенным 2- алкил(арил)тиопро-изводнь:м в виде Е- и Z-фapм в равном соотношении [27] Иначе протекала реакция с дииитродиеном (29). При эквимолярнсм отношении веществ происходило замещение одного атома хлора в дихлорнитровиниль-ной группе (аналогично 2-нитродиенам). При использовании избытка ти-ола образовывались дизамещенные продукты, ко протекало замещение не хлора, а терминальной нктрогруппы [5,28] -.
Й5Н
ССЬСНС=СС12 N02 N02 29
2
ССЬСН(>СС1-ЗК N02 . N02 81-83 51-73%
ОТ=Сг1С=СС1-51? N02 84,85
46-66%
К=С4Нд (81,84); Р?=СН2СбН5 (82,85); (?=СбН5 (83)
Другой представитель мягких Б-нуклеофилов - KSCN, реагировал как с 1-нитро-(43). так и с 2-нитродиенами (35,36,48) с образованием только 2- и 1-моаотиоцианатных производных соответственно [19,29].
1<ЗСМ
СС12=СС1СС1=СС1-N02 -— СС12=СС1С=СС1-МС2
43 86 5СМ 83%
КБСИ
СХСЬССЮ (N02)^2 -— СХС1=СС1С(№)2) «СУ-БСИ
35,36,48 87-89 70-75%
Х=Вг,У=С1 (35,87); Х=У=С1 (36,88); Х=С1,У=Вг (48,89)
Амины, И-нуклеофили, относятся к числу жестких нуклеофильных реагентов по шкале Пирсона. С позиций ЖМКО взаимодействие их с нит-рогалогенбутадиенами, имеющими в' молекуле жесткий электрофильный центр, весьма благоприятно. Действительно, реакции аминов с нитроди-
енами протекали по дигаяогеннитровинильной группе исключительно активно. Взаимодействие с 2-нитропентагалогенбутадиенами и динигродие-ном (29) приводило к соответствующим диендиаминам. В случае м-толуи-дина и 2-нитродиенов (33,35), содержащих атомы Вг в тригалогенви нильной группе, удалось получить три- и тетрааминозамещенные продукты [1,5,6,13,26,30]. Реализация процесса по тригалогенвинильному фрагменту в данном случае также находится в соответствии с принципом "симбиоза" Пирсона: м-толуидин - наиболее мягкий нуклеофил из ис-польвованных аминов, а Вг более мягкая уходящая группа, чем С1.
33,35
X=Br
M-CH3C6H4NH2
X-Cl
R1RZNH
CBrCl
107-117 35-887.
CBrCl-CX-C(N02)=CC12 -— CBrCl=CX-C(M02)=C(NR1R2)2
M-CH3C6H4NH-CC1=C-C(N02)=C(NHC6H4CH3-M)2 118 NHC6H4CK3-M 227.
-M-CH3C6H4NH-CC1=CC1-C(N02)=C(NHC6H4CH3-W)2 119 242
X=Br (33), X=C1 (35); X=Br, R1=H, R2=m-CH3C6H4 (107); X=Br, RJ=H. R2=CH2C6H5 (108); X=Br, R1R2=(CII2)20(CH2)2 (109); X-Cl, Ra=H, R2»C6H5 (110); X-Cl, R^H, R2=W-CH3C6H4 (111); X=C1, RM, R2=2,4-(CH3)2СбНз (112); X=C1, R1=K, R2=CH?C6H5 (ИЗ); X=C1, Ra=H, R2=(CH3)3C (114); X=C1, R1=R2=C2H5 (115); X=C1, R1R2=CH2(CH2)3CH2 (116); X=C1, К^2=(СН2)20(СН2)2 (117)
1-Нитродиен (43) в реакции с аминами образовывал только 1-нит-ро-2-аминотетрахлорбутадиены L15.31], которые, как установлено методом РСА, имеют Е-конфигурацию [32].
RaR2NH
СС12=СС1СС1=СС1И02 -CC12=CC1C(NR1R2)=CC1N02
4? 120-125 57-89Z
R1=H, R2=C6H5 (120); RX=H, R2=m-0H3C6H4 (121); R1=H, R2=CH2C6H5 (122); R1=H, R2=C(CH3)3 (123); R1,R2=CH2(CH2)3CH2 (124); R1,R2=(CH2)20(CH2)2 (125)
Действием аминов на 1-бензил-(фенил)тиозамещенные 2-нитротетра-хлорбутадиены (61,63.64,66,68,69) удалось легко заместить оставшийся атом галогена в нитровинильном фрагменте и получить различные 1-беп-зил(фенил)тио-1-амино-2-нитротригалогенбутадиены с высоким выходом С17,26,28).
Значительно труднее протекала реакция -нитродиенов с более мягкими амфотеркыми К-куклеофилами - беизотриазолом, 3,5-диметилпиразо-лом и индолом. Взаимодействие имело место только при длительном кипячении реагентов и заканчивалось в случае 2-нитродиенов (35,36) образованием 1,1-дизамещенных производных (134-139) с выходами 47-73% [33]. В ИК и ПМР спектрах продуктов реакции с индолом зафиксированы МН группы, что свидетельствует о протекании БцУ1п процесса по положению 3 гетероцикла и характерно для индола:
Me Me
CCI CCI CCI
. &1X CC1X &ЛХ
134,135 136,137 138.139
X-Cl(134,136.138), Br(135,137,139)
1-Нитродиен (43) не взаимодействовал с беизотриазолом и 3,5-ди-метилпиразолом, а реакция с индолом приводила к смолообразным продуктам. Реакция бензотриазола с динитродиеном (29) при соотношении реагентов соответственно 4:1 протекала с участием обоих нитровиниль-ных группировок, как и в случае тиолов и заканчивалась образованием 1,4-ди(1-бензотриазолил)-2-нитро-1,4-дихлорбутадиена (140) с выходом 55%, а при отношении диен-.бензотриазол 1:8 происходило замещение оставшихся атомов хлора, приводящее к 1,1,4,4-тетра(1-бензотриазо-лил)-2-нитробутадиену (141) с выходом 45% [5,33,34]. С позиций ЖМКО такое течение реакции объясняется реализацией более благоприятного для мягкого N-нуклеофила направления атаки на менее жесткий электро-фильный хлорнитровинильный фрагмент молекулы динитродиена.
140 141
0-Нучлеофшш, к которым относятся алифатические спирты, являются наиболее жесткими нуклеофильными реагентами из всех изученных нами. Взаимодействие 8-нитропентагалогендиенов с метиловым, этиловым, н-пропиловым и изо-пропиловым спиртами протекает наиболее "глубоко", с фрагментацией С=С связи нитровинильной группировки. Это первый пример . расцепления С=С связи под действием спиртов. Одновременно с процессом фрагментации по положению 1,2- молекулы диена, приводящему к 1,1,2-трихлор-3-нитро-1-пропену (142), протекает взаимодействие по положению 1,4, приводящее к соответствующим эфирам сс-нит-ро-вл, г-трихлоркротоновой кислоты (143 146). Мы изучили влияние природы атомов галогена в нитродигалогенвинильной группировке на соотношение процессов 1,2 и 1,4. Оказалось, что замена атомов хлора на бром или иод увеличивает делю эфиров (1,4-направление) [35].
ЮН '
СС12=СС1С=СХ¥ -:—- СС12>СС1СН2Шг + СНС12-СС1=С-С001?
36,48,49 N02 142 143-146 Н02
ГС = С'Нз (143), С2Н5 (144). СН2СН2СН3 (145), СН(СН3)2 (146) Х=У=С1 (36), Х^У-Вг (48), Х=С1, (49)
Мы установили также, что расщепление С=С связи в 2-нитропента-галогенОутадиенах протекает и под действием воды в щелочных условиях, причем вместо щелочи можно использовать КГ или СэР [35].
1-Нитродиен (43) не реагировал с алифатическими спиртами. Взаимодействие имело место только при использовании алкоголятов натрия и проходило с замещением не атомов хлора, а нитрогруппы с образованием галоидэфиров: 1-алкоксипентахлор-1,3-бутадиенов в \иде Е- и
Z-изомеров в соотношении 1:3 С15].
Высокая активность нитрогалогендиенов в S^Vin процессах позволила предположить, что реакции нитродиенов с бифункциональными 0.N-, 0.S-, N,S- и N.N-нуклеофилами могут служить удобным путем синтеза гетероциклических продуктов. Действительно, на основе 2-нитроперга-логенбутадиенов (35,36,48) и динитродиена (-29) нами разработаны препаративные методы получения различных гетероциклических соединений с одной и двумя нитрогруппами в боковой цепи.
Н2С—О
| ;c=c(no2)-cci=cxci-
Н2С—s' 159 80%
НОСНг Н2СОН HSCH2 H2CNH2
Н
Н2С—N
;C=C(N02)-CC1=CXC1-
H2N9H2 HSCH2
П2С—S 160
587,
НООС Н НС—N.
h2nch ksch2
,с=с(ш2)-СС1=схс1-
Н2С—S 161
39%
Cl-C=C(N02)-CCbCBrCl HN 162 43%
Н2С-СН20Н
носн2 н2н6н2
H2CNH2 H2CNH2
cc1x=cc1c(n02)=c4 151,152
69%
/о-снг
4N—СН2 Н
i^'OH
J-nh2
cc1x=cc1c(n02)<( ^(q)
153,154
63%
cc1x=cc1c(n02)-cy2 35,36,48
НООС
ccix=ccic(no2)=c
н
N—СН2
X*Br Ме0н.н20
155,156 N—СН2
59% Н
I'NHz Н
—- CC1X=CC1C(N02)=C4 JU 157,158 N'
65% H
X - Y • CI (36,151,153,1!S, 157,159-161); X « CI, Y = Br (48,151, 153,155,157,159-161); X » Br, Y = Cl (35,152,154,156,158)
Взаимодействие 2-нитродиенов с монозгаяоламином и этилендиами-ном приводило к производным оксазолидина (151,152) и имидазэлидина (155,156), реакции с о-аминофенолом и о-фенилендиамином - к замещенным бензоксазолинам (153,154) и бензимидазолинам (157,158). Продук-
тми взаимодействия с меркаптоэтанолом и цистеамином (а также цисте-ином) были производные соответственно оксатиолана (159) и тиазолиди-на (160.161) [1,8?,361.
Интересно отметить, что на протекание процесса гетероциклиэации в случае реакции 2-нитробромтетрахлордиена (35) с моноэтаноламином существенное влияние оказывало наличие в реакционной системе воды. В безводном спирте и эфире взаимодействие заканчивалось образованием оксазолидина (152), а в спирте, содержащем >5% воды, получался линейный продукт (162). Необычное протекание взаимодействия с 0,И-нук-леофилом нитродиена (35) можно объяснить установленной квантовохими-ческими расчетами наиболее высокой электрофильностью его нитрови-нильной группы среди всех изученных нитродиенов. Сольватация ОН группы молекулами воды, приводящая к снижению ее нуклеофильности, в данном случае наиболее сильно скачивается на протекании процесса.
На основе динитродиена (29) получены гетероциклические продукты с двумя нитрогруппами в боковой цепи [5,34,37]. 1-Нитродиен (43) в реакции с бифункциональными нуклеофилами образовывал только моноза-мещенные продукты по положению 2 молекулы 1-нитродиена [15,27,36].
НгМСНоСНаБН Н2Ю2СН20Н
СС12-СС1-(>СС1-Н02 -165 ЫНСН2СН2ЗН 52%
СС12-СС1-С=СС1-Н02 166 ¿СН2СН20Н '76%
СС12=СС1-СС1=СС1-М02 43
НБСНгСНгОН
НгЫСНгСНгМг
СС12=СС1-С=СС1-М02 163 Ш(СН2СН20Н 78%
[СС12=СС1-С-МНСН2-]2 164 СС1Ш2
80%
Представляло интерес осуществить синтез полифуккциональных производных нитродиенов путем вовлечения в БцУш процесс тригалогенви-нильных группировок их молекул. Нами проведено изучение возможности реализации такого рода реакций на примере производных самого доступного иэ всех диенов - 2-нитродиена (36). Оказалось, что замещение по трихлорвинильной группировке наиболее легко протекает в соединениях, содержат« гетероциклические фрагменты бензокс^золина (153), бензи-мидазолииа (157) и особенно 3,5-диметилпиразола (136), при действии ча них пиперидина:
Me Me Me Me Me
in И n xj Q
N Me N Me N N Me Me N N Me
\ / 12 \ / / v \ /
0 RjR2NH С ( NH С
II--II —. II
N02-C-CC1=CC12 N02-C-CCbCCl2 N02-C-CCl«CCl
174,175 136 173
407., 807. • 677. N J
R*R2 - (0H2)20(CH2)2 (174), R1 - R2 - C2H5 (175)
Однако при использовании менее основных, чем пиперидин аминов, в частности морфолина, диэтиламина происходило замещение не атома CI, а гетероциклического остатка, т.е. имела место реакция пероами-нирования. В случае Оензотриаяольного производного 2-нитродиена (30) - 1,1-ди(1-6ензотриазолил)-2-нитро-3,4,4-трихлорбутадиена (134). при действии аминов протекала только реакция переаминировачия, причем процесс можно было осуществлять ступенчато, замещая как один, так и два бензотриазолышх остатка.
ПО
v
и
CC12=CC1-C(N02)-C4 134 N
м' N
к
гК^Ш
ft1R2NH
к—FT^J
V
CC12-CC1-C(N02)=C' 176.178,180,162 N^R2 62-837.
R1R2NH
CC12-CC1-C(N02)-C(MR1RZ)2 184-186
R1 - H, R2 - C61I5 (176,184); R1 - H, R2 - П-Спэ0С6Н4 (178); RJR2 = СН2(СН2)зСН2 (180,185); R1R2 - (CH2)20(CH2)2 (182,186)
Высокая активность нитродиенов в 5лУ1п процессах, обусловленная действием нитрогруппы на галогенбутадиеновую систему, предполагает и обратное влияние галогендиеновгм цепи на N02, что должно придавать нитрогруппе некоторые особенности. Мы уже отмечали конкурирующее замещение N02. а не С1 в ряде 5лУ1п процессов. Продолжая исследования свойств нитрогруппы в нигрогалогендиеновой системе, мы изучили реакции, протекающие с непосредственным учетном N02.
Известно, что взаимодействие галогенбутанов, -бутенов и -бута-диенов с элементарной серой протекает с образованием галогентиофе-нов. Можно было ожидать, что действие серы на 2-нитродиен (36) приведет к хлорнитротиофену. Однако процесс протекал совершенно иначе и заканчивался образованием 3-трихлорметил"1,5-дихлоризотиазола (187):
Это новая реакция нитросоединеьий и удоОный ранее неизвестный способ построения кзотиатаяыюго цикла 13&-41). Необычное протекание реакции в данном случай можно объяснить особенностями электронной и молекулярной структуры нитродч^на (36). Как показывают квантовохими-ческие расчеты, атомы Сл и N простр-шстпснно находятся б л мхе друг к другу, чем атомы С4 и С1, а ШМО на 701 локализована на трихлорвини-льной группе, причем преимущ^стгенно на С4. В условиях реакции (180-200°С) молекулы серы существуют Б виде Сирадикалов , направление атаки которых определяется структурой СЗМО. Таким образом, возможную схему процесса можно представить как атаку серы на С4, последующее деокевдирование (-50г) и циклизацию с миграцией атома хлора:
6. Реакции с участием нитрогруппы
СС12=СС1-С»СС12 36 N02
Б
Б
187
• С1
СЬС^^С-С!
С1-С——С-СС13
I!
ii
С1-С
N
N
Образование изотиазольного цикла надежно подтверждено спектральными методами и рентгеноструктурным анализом некоторых кристаллических производных синтезированного изотиаэола (197) [421.
Полученный 3-трихлорметил-4,5-дихлоризотиазол (187) является удобным полупродуктом для синтеза труднодоступных функциональных производных изотиаэола. При действии на него алкоголятов натрия, а также пиперидина получены соответствующие б-алкокси- (188-190) и 5-пиперидинозамещенные (191) продукты С43).
CIRO-
v.
188-190 73-78%
СС13 С1-RONa N - С1-
П
-СС13 f
NH
S
187
--л-СС13
-О
191 85%
R = Ме (188). Et (189), 1-Рг (190)
Взаимодействие с восстановителями соединения (187) протекает по-разному: в реакции с цинком в • ЕШ1 происходит восстановление группы СС1з до СНС1г, а е реакции со ЗпС1г идет процесс дехлор-димеризации с образованием 1,2-бис(4,5-дихлоризотиазол)тетрахчор-этана (193).
С1-С1-
-СНС12
/
S
537. 192
■СС13
SnCl2
01-С1-
193
-ссь-
При действии на изотиазол (187) дымящей НКОз трихлорметильная группа легко гвдролизуется в карбоксильную, давая с препаративным выходом 4,5-дихлоризотиазол-З-карбоновую кислоту - ранее недоступный изомер дихлоривотиазолкарбоновых кислот - известных рострегулирующих препаратов:
С1-
С1-
■7,-СЯэ 1| 1. HN03
187
2. Н20
И"(Г1
ci-LL л
-СООН
194 92%
Изучены свойства кислоты (194). Получены ее метиловый эфир, пи-перидиламид, натриевая соль, 5-метоксизамещенные производные амида и эфира [44). .
Продолжая изучение реакций нитродиенов с непосредственным участием нитрогруппы. мы исследовали восстановление 2-нитродиена (36) и 1-нитродиена (43). Оказалось, что восстановление нитродиенов под действием дихлорида олова, а также КБН4 приводи: к соответствующим кет- и альдоксимам (45J. Более глубокое восстановление нитрогруппы не имеет места. Методом ПМР с использованием ядерного эффекта Овер-хг 'зера установлено, что кегоксим (200) имеет син-, а альдоксим (201) анти-расположение групп ОН и СН относительно связи C=N:
x - no2, у - с1 '
—-—-—- СС12=СС1-С-СНС12
200 N-0H 75%
SnCl2
СС12=СС1-С(Х)=СС1-У ---
36,43 HCl
———-- СС12=СС1-СНС1-С-С1
X - С1. У = М02 59% 201 N-0H
X » К02, У - С1 (36), X - С1, Y - Н02 (43)
При действии на 2-нитродиен (36) ациклических фосфитов Р(1П) наблюдалось восстановление группы N02 до -N=0 с образованием с незначительным выходом «10%) 2-нитроаопентахлорбутадиена (202) Г.46].
Оксим (200) не вступал в перегруппировку Бекмана, а при длительном кипячении в соляной кислоте превращался в практически ценный 1,1.2,4,4-пентахлор-1-бутен-3-ои (22), используемый в синтезе лекарственных препаратов. Наличие в кетонё (22) акцепторной кетогруп-пы, сопряженной с трихлорвинильной группировкой, предполагает активность его в SwVín процессах. Действительно, нам удалось ввести кетон (22) в реакции с аминами и получить аминокетоны (209-212), взаимодействие с моноэтаноламином и этилендиамином приводило соответственно к оксазолидину (215) и имидазолидину (213) с кетогруппой в боковой цепи, а реакции с о-фенилендиамином и о-аминофенолом - к производным бензимидазолина (214) и бензоксазолина (215) соответственно. Изученные SNVln реакции кегона проходили без участия С=0 группы. Нам удалось ввести в реакцию и кетогруппу путем действия на кетон (22)
метиллития. В этом случае продуктом взаимодействия был труднодоступный третичный спирт (217), содержащий трихлорвинильную и дихлорме-тильную группы [47):
С1
>=< ,СНС1с
213,215 О
68%,582
НХ-Л^-ЯНг 1. МеЫ
2.Н+(Н20)
С1 С1
оНг"2
22 О
R1R2NH
С1 С1
С1
Ы"
сн
217 СКС12 29%
РгК2Н • С1
■< о / \
у
209-212 0 71-852
.хн чмн2
мн ¡,
214.216 О 76%,51%
Н1=Н,Нг=СбН5 (209); К1=Н,К2=С(СН3)з (210); К^2=СН2(СН2)3СН2 (211); Р^2=(СН2)20(СН2)Й (212); Х«Ш (213,214); Х=0 (215,216)
7. Практическое использование получению: результатов
Синтезированные в процессе исследований соединения содержат различные функциональные группы, что предполагает у них наличие разнообразных полезных свойств. Нами проводился целенаправленный поиск путей эффективного использования полученных веществ на практике с учетом их химической структуры и установленных характеристик [47-551. Наиболее интересные результаты получены в четырех направле-яйях: композиционные материалы, флотореагенты,' светочувствительные материалы и биологически активные препараты.
Установлено, что гексахлорбутадиен (18) и олигомеры из реакции дКмеризации трихлорэтилена могут быть использованы в качестве компонентов высокопрочных коррозионностойких композиционных материалов -бетонополимеров. Полученные бетонополимеры по прочностным характе-
ристикам превосходят эталонные образцы в 1.5 раза, а по устойчивости к концентрированной серной кислоте - в 4 раза. Разработаны антикоррозионные композиции для защиты металлических изделий от солевого тумана и атмосферных воздействий [48-521.
Ряд синтезированных гетероциклических продуктов был изучен в качестве флотореагентов. 2(1-Ни'гро-2,3,3-трихлср-2-пропенилиден)ими-дазолидин (155) в водорастворимой солянокислой фогме проявил свойства эффективного реагента-собирателя глинистых иламов калийных руд [53]. Использование этого со<..;инекия позволяет существенно снизить расходы основных реагентов в цикле сильвиновой флотации: депрессора - йа соли ка&боксиметилцеллюлозы и собирателя - октапециламина. При этом степень извлечения КС1 после обесшламливанкя руды с использованием гидрохлорида имидазолидина повышается до 96%, т.е. на 3.3% по сравнена с известными реагентами.
Исследованы возможности использования синтезированных веществ в качестве тонкопленочнкх материалов для микроэлектроники. 1-Ьензил-тио-1-пиперидино-2-нитротрихлорбутадиен проявил свойства светочувствительного материала для сухой вакуумной фотолитографии, давая позитивные и негативные изображения [54].
Подробно изучена биолог'ческая активность большого числа полученных соединений. В результате испытаний, проведенных во Всесоюзном научно-исследовательском институте химических средств зажиты растений (г.Москва), у производных изотказола выявлена высокая пестицид-ная активность при использовании их в качестве синергкстов дефолианта хлопчатника цитодеф в концентрации 0.3%. Наилучшие показатели получены для 4,5-дихлоризотиазол-З-карбоновой кислоты (194), при использовании которой 100%-ное опадение листьев происходило через 3 дня, тогда как в контрольных опытах с цитодефом за 3 д;;я Еообще не отмечено опадания листьев, а через 6 дней зафиксировано 75%-нее опадание.
В Институте микробиологии АН Беларуси (г.Минск) исследована антимикробная активность соединений в отношении микроорганизмов, вызывающих микробиологическую коррозию промышленных материалов [55]. Установлено, что бромхлорнитробутадиены (47.48) обладают свойствами высокоэфективкых антисептиков, превосходя известные промышленные препараты (пентахлорфенол и 8:-оксихинолят меди) в 100-1000 раз. По данным Сельскохозяйственного университета г.Вагенинген (Нидерланды), полученным с использованием предоставленных нами образцов соединений, биодеградация в почве хлорбутадиенов протекает бег образования диоксинов, с постепенной потерей хлора молекулами диенов, что бла-
гоприятствует практичекому применению галогенбутадиенов с экологических позиций.
В Национальном институте рака США (г.Бетесда) подробно изучена противоопухолевая активность большого числа синтезированных нами веществ. Из 90 представленных на рассмотрение структур после компьютерного анализа по программе структура-активность 882 ^ыло отобрано для тестирования In vibro. После первичного скрининга 27 веществ проявили высокую активность в отношении различных видов рака и направлены на углубленные испытания. Десять соединений успешно прошли все стадии испытаний In vitro, четыре препарата рекомендованы для испытаний In vivo: 2-нитропентахлорбутадиен (3G), 1-бензил-тис-1-бром-2-нитротрихлорбутадиен (61), 1-бензилтио-4-'бром-2-нчтро-трихлорбутадиен (63) и 2-нитро-1-(2-гидроксиэтилашшо)-4-бром-1,3,4-трихлорбутадиен (162). Отобранные соединения подавляют развитие 9 видов опухолей на различных культурах клеток (меланому, лейкемию, рак легкого, толстой кишки, яичников, почки, молочной хелевы, центральной нервной системы и предстательной железы) в концентрации 10"е-10~5 моль/л.
Наиболее активные соединения содержат незамещенные элек-оофилъ-ные центры и активна в процессах нуклеофильного замещения, что дает основание рассматривать их противоопухолевую активность как следствие алкилирующей активности по аналогии с химиотерапевтичеасими средствами ряда бис(в-хлорэтил)амина и проводить целенаправленные исследования в направлении поиска новых высокоэффективных противоопухолевых средств.
ВЫВОДЫ
1. Разработаны удобные методы получения и введены в практику органического синтеза новые высоксре&кционноспособные, селективные и универсальные реагенты - нитрогалогенбутадиены и создано новое научное направление - химия нитрозамещенных галогенбутадиенов.
2. Проведено систематическое исследование химических свойств нитрогалогенбутадиенов, установлена их высокая реакционная способность в процессах нуклеофильного винильного замещения (БмУ1к). Показано, что протеклние процесса определяется строением нитрога-логенвинильной группировки, типом атомов галогена и природой нуклео-фила. В зависимости от "жесткости" нуклеофила, строения нитровиниль-ного фрагмента и природы атомов галогена молекулы нитрогалогендиена
можно селективно замещать нитрогруппу и/или атомы галогена, осуществлять процесс ступенчато, вводить в молекулу 1, 2, 3 и 4 различных остатка и получать полнфункцио»альные производные разных классов.
3. Высокая ь.^ектрофильность ' а-нитро-р,в-дигалогенвинильных группировок нитрогапогенбутадиенов позволяет аффективно использовать их в реакциях с различными бифункциональными нуклеофилами и синтезировать труднодоступные гетероциклические систем" разнообразных типов: производные имидазолидина, бензимидазолина, оксазолидина, бен-зоксазолина, тиазолидина, ок^атиолана с атомами хлора, брома, сдной и двумя нитрогруппами в боковой цепи.
4. Выявлены существенные различия в химическом поведении и В,0-дихлорнитровинильных группировок, в частности, установлена склонность терминальной нитрогруппы, в отличие от интернальной, к нуклеофильному замещению в S^Vin процессах. Показано, что нуклео-филъное расщепление С=С связи под действием спиртов является общим свойством полигалогеннитробутадиенов, содержащих о,В-дигалогеннитро-винильнке группы.
5. Обнаружены ранее неизвестные свойства нитрогруппы в полига-логендиеновой цепи. На примере взаимодействия 2-нитропентахлор--1,3-бутадиена с элементарнг "i серой открыта новая реакция нитросое-динений, представляющая собой новый удобный путь построения изотиа-зольного цикла. Синтезированы различные функциональные производные изотиазола, в том числе недоступный ранее изомер известных рострегу-лирующих препаратов - 4,5-дихлоризотиазол-3-карбсноЕа1 кислота, проявившая высокую пестицидную активность.
6. Впервые разработан общий препаративный метод синтеза различных хлор- и хлорбромсодержащих 1,3-бутадиенов на основе комбинирования реакций галогенирования, дегалогенирсвания и дегидрогалогениро-вачия доступных димеров 1,2-дихлор- и трихлорэтилена с использованием межфазного катализа. ' Нитрованием полихлорбромбутадиенов, а также путем реакций обмена атомов галогена получены ранее недоступные смешанные хлорбромиоднитрогалогендиены, в том числе содержащие три различных атома галогена в одной молекуле.
7. Установлено, что взаимодействие тетра- и пентагалогенбутади-енов с азотной кислотой и нитрующими смесями протекает по-разному: для пентагалогенбутадиенов характерны реакции замещения единственного атома водорода на нитрогруппу, тогда как для тетрагалогенбутадие-нов более свойственны реакции аддитивного нитрования, приводящие к моно- и динитробутенам. Показано, что введение в молекулу полихлор-бутадиена атомов брома снижает селективность нитрования и выход це-
левых нитрогалогенбутздиенов. При этом в случае 1-бром-1,4.4-три-хлорбутадиена наряду с злектрофильным замещением на нитрогрулпу атома водорода, протекает замещение атома брома с образованием 1,3-ди-нитро-1,4,4-трихлорбутэдиена. Нитрование пентагалоген(хлор,Ором)бу-тадиеиов протекает только с замещением водорода, продукты замещения брома на нитрогруппу не образуются.
8. Синтезированные в процессе исследований соединения обладают комплексом полезных свойств и перспективны для использования в ьа-честве компонентов высокопрочн!-'" коррозионностойких композиционных материалов, пестицидов, антисептиков. Ряд полученных веществ проявил высокую противоопухолевую активность в отношении различных видов рака. Установлена зависимость противоопухолевой активности соединений от их алкилируюших свойств, что позволяет проводить целенаправленные исследования в этом направлении.
Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:
11) Кабердин Р.В., Поткин В.И. Полихлор-1,3-бутадиены. - Мипк: На-вука 1 тзхн1ка, 1991.- 176 с. .
[2) Кабердин Р.В., Поткин В.И. Трихлорэтилен в органическом синтезе // Успехи химии.- 1994. Т. 63, N 8.- С. 673-693.
СЗ] Синтез некоторых полигалоген-1,3-бутадиенов на основе 1,3,4,4-тетрахлор-1-бутена (димера 1,2-дихлорэтилена) / В.А. Запольский, В.И.Поткин. Л.Ю.Тычинская, Р.В.Кабердин // Курн. орг.. химии.- 1993.- Т. 29, вып. 2.- С. 254-258.
[4] Запольский В.А., Поткин В.К., Кабердин Р.В. Галогенированные продукты димера 1,2-дихлорэтилена и их превращения // Весц! AHB. Сер. xiM. навук.- 1993,- N 3,- С. 76-80.
С5] Запольский В.А., Поткин В.И., Кабердин Р.В. Синтез полигалоген-бутадиенов и их функциональных производных на основе димера 1,2-дихлорэтилена // Жури. орг. химии.- 1994,- Т. 30, вып. 9.-С. 1368-1378.
[61 Запольский В.А., Поткин В.И., Кабердин Р.В. Бромирование 1-бром-1.4,4-трихлор-1.3-бутадиена и некоторые превращения полученных продуктов // Журн. орг. химии.- 1994,- Т. 30. ип. 10.-С. 1452-1457.
17} Запольский В.А., Поткин В.И., Кабердин Р.В. Синтез полигалоген-бутадиенов и их функциональных производных на основе димера 1,2-дихлорэтилена // Органический синтез: история развития и
современные тенденции. Тез. докл. междунар. конф. мол. ученых. -Санкт-Петербург, 1994.- С. 67-68.
[8] Кабердин Р.В., Поткин В."., Ольдекоп Ю.А. Синтез 2-Н-пента-хлор-1,3-бутадие..а в условиях межфазного катализа// Весщ АН БССР. Сер. xiM. навук.- 1985.- N 5,- С. 109-110.
[9] Кабердин Р.В., Псткин В.И., Ольдекоп Ю.А. Синтез и реакции хлор-содеркащих олефинов // Химия непре' елышк соединений. Тез. докл. Всесоюзн. конф.- Казань, 1986.- Ч. 1.- С. 38.
[10] Синтез полифуикциональных хлорорганических соединений на основе 1,1,1,2,3,3,4,4-октахлорбутана / Р.В.Кабердин, В.И.Поткин, Е.Ю.Дубова, Ю.А.Ольдекоп // Кури. орг. химии.- 1988,- 'Г. 24, вып. 8.- С. 1618-1622.
[11.1 Синтез и некоторые реакции (Z)-l, 1,2,3,4-пентахлор-1,3-бутадие-на /' В.И.Поткин, Р.В.Кабердин, Е.Ю.Дубова, Ю.А.Ольдекоп // ' Журн. орг. ХИМИИ,- 1990,- Т. 26, ВЫП. 2.- С. 255-259.
[12] Поткин В.И., Кабердин Р.В., Дубова Е.Ю., Ольдекоп Ю.А. 1,1,1,2,3,3,4,4-0ктахлор5утан а хлорорганическом синтезе // Современное состояние и перспективы развития теоретических основ производства хлорорганических продуктов. Тез. докл. V Всесоюзн. нзучн. конф. - Бг у, 19S1.- С. 137-138.
[13] Синтез и некоторые реакции 2-нитро-4-бром-1,1,3,4-тетра-хлор-1,3-0утадиена / В.И.Поткин, В.И.Гоголинский, Н.И.Нечай, В.А.Запольский, Р.В.Кабердин /У Нурн. орг. химии,- 1995.- Т. 31. г.ыл. 12. - С. 1816-1822.
[14] Синтез 1,1-дибрсм-2-нитроэтилена / Р.В.Кабердин. Е.Е.Николаева, В.Я.Поткин, Ю.А.Ольдекоп // Нурн. орг. химии. - 1990.- Т. 26, вып. 10,- С. 2223-2224.
[15J Поткин В.И.. Кабердин Р.В., Ольдекоп ¡O.A. Синтез 1-нитропента-хлор-1,3-бутадиена и его реакции с 0-, N- и бифункциональными нуклеофильными реагентами // Журн. орг. химии.- 1991.- Т. 27, вып. 1,- С. 56-63.
[16] Поткин В.И., Кабердин Р.В., Ольдекоп Ю.А. Синтез и реакции пен-тахлорзамещенного 1-нитро-1,3-бутадиена // Современное состояние и перспективы развития теоретических основ производства хлорорганических продуктов. Тез. докл. V Всесоюзн. научн. конф. - Баку, 1991.- С. 135-136.
117] Поткин В.И., Кабердин Р.В., Ольдекоп Ю.А. Синтез и некоторые свойства смешанных пергалогенлроизводных 2-китро-1,3-бутади>.;на //Журн. орг. химии. - 1986.- Т. 22, вып. ?.- С. UHÖ9-1&93.
[18] Кабердин Р.В., Поткин В.И., Ольдекоп Ю.А. Смешанные пергатаген-
нитро-1,3-бутадиены // Химия непредельных соединений. Тез. докл. Всесоюзн. конф,- Казань, 1986.- Ч. 1.- С. 39.
[191 Поткин В.И.. Ксзбердин Р.В., Ольдекоп Ю.А. Син':ез гетероатомных производных 2-нигропектахлор-1,3-бутадиена // Becui АН ВОСР. Сер. х!м. навук.- 1987 - N 1.- 114-116.
[20] MIND0/3 и MND0 расчеты молекулярной геометрии, зн' тльлий образования и электронного строения 2-Н-пентахлор- и 2-нитропента-хлор-1,3-бутадиенов / В.Н.Кокорез, В.И.Поткин, Р.В.Кабердин, Ю.А.Ольдекоп // Becui АН БССП. Сер. х!м. навук.- 1987.- N 3. -С. 62-68.
[21] f'lND0/3 и MNDO расчеты молекулярной геометрии и энтальпий образования ряда хлорпроизводних 1,3-бутадиена / В.Н.Кскооев, В.И.Поткин, Р. В.Кабердин, Ю.А.Ольдекоп // Веоц! АН БССР. Сер. х1м. набук.- 1989. М 6.- С. 62-65.
[22] Молекулярная геометрия и электронная структура 1,3-динит-ро-1,4,4-трихлор-1,3-бутадиена / В.И.Поташ. В.М.Зелекковский, В.А.Запольский, И.А.Шингель // Весц1 АНБ. Сер. xiM. навук.-1995.- N 2.- С. 71-75.
[23] Взаимодействие 1-нитропентачлор-1,3-бутадиена с метил- к бутил-литием / В.Л.П ткин, Р.В.Кабердин, Е.Ю.Дубова, Ю.А.Ольдекоп // Весц1 АН БССР. Сер. х!м. навук,- 1991,- N 4 - С. 113-115.
[24] Взаимодействие 2-нитропентахлор-1,3-бутадиена с метил- и бутил-литием / В.И.Поткин, В.А.Книжников, Р.В.Кабердик, Ю.А.Ольдекоп // Журя. орг. химии,- 1986. - Т. 22, вып. 1.- С. 86-89.
[25] Поткин В.И., Кабердин Р.В., Книжников S.A., Ольдекоп Ю.А. Ли-■ тийсодержащие реагенты в синтезе нитрозамещениых полихлоралка-диенов // IV Всесоюзная конференция по металлоорганической химии. Тез. докл. конф. - Казань, 1988.- Ч. 2.- С. 214.
[26] Поткин В .И. Синтез полифуккциональных хлоруглеводородов с пес-тицидной активностью на основе 2-нитропентахлор-1,3-бутадиена // VI Молодежная научная конференция по синтетическим и природным физиологически активным соединениям. Тез. докл. конф.- Ереван, 1982.- С. 17.
[27] Поткин В.И., Кабердин Р.В. Взаимодействие нитрозамещенных пен-тагалоген-1,3-бутадиенов с S- и N, S- нуклеофиль нами реагентами // Журн. орг. химии.- 1993,- Т. 29, вып. 1. - С. 56-60.
[28] Запольский В.А., Поткин В.И., Кабердин P.e. Взаимодействие 1,3-динитро-1,4,4-трихлор-1,3-бутадиена с S-нуклеофильными реагентами // Журн. орг. химии.- 1994,- Т. 30, вып. 2.- С. 193-196.
£29] Поткин В.И., Кабердин Р.В., Новикова МЛ'. Тиоцианолиз 1-нитро-пентахлор-1,3-бутадиена // Becui АНБ. Сер. х!м. навук.- 1995.-N 3.- С. 116-117.
СЗО] Залольский Б.А., Поткин В.И., Кабердин Р.В. Синтез динитроэаш-щенных диендиаминов на основе 1,3-дикитро-1,4,4-трихлор-1,3-бутадиена // Весц! АНБ. Сер. х!м. навук.- 1994.- N 3.- С. 82-84.
[31 ] Поткин Б. И.. Кабердин Р. В., Олг>"екоп Ю. А. улорнитрозаиещенные диенамины и диендиамины // Енамины в органическом синтезе. Тез. докл. II регион, конф.- Гэрмь, 1991.- С. 64.
[32] Кристаллическая и молекулярная структура 1-нитро~2-фенилами-но-1,3,4,4-тетрахлор-1,3-бутадиена / А.И.Вереннч, А.А.Говорова,
H.М.Галицкий, В.И.Поткин, Р.В.Кабердин, Ю.А.Ольдекоп // Журн. структ. химии.- 1992.- Т. 33, N 5. - С. 150-152.
[331 Взаимодействие галогензамещенных китро-1,3-бутэдиенов с бензэ-триазолом и индолом / В.А.Залольский, В.И.Поткин, Н.И.Нечай, Р.В.Кабердин // Журн. орг. химии. - 1993.- Т.29, вып. 5.- С. 085-888.
(341 Залольский В.А., Поткин В.И., Кабердин Р.В. 1,3-Динит-ро-1,4,4-трихлор-1,3-бутадиен - новый реагент в органическом синтезе // VII Совещание по реактивам. Тез. докл. совещания.-Уфа-Баку, 1993.- С. 131.
[35] Поткин В.Я., Кабердин Р.В., Ольдекоп ¡O.A. Фрагментация С=С связи китродигалогенвинилыюй гругпы в пергалогеннитро-1,3-бутади-енах // Becui АНБ. Сер. xiM. навук,- 1992,- N 5-6.- С. 47-60.
[36] Поткин В.И. Взаимодействие нитропентахлор-1,3-0утадиенов с 0,S-и N.S-нуклеофильными реагентами // ВесЩ АН БССР. Сер. х!м. навук,- 1991.- N 1.- С. 65-68.
[37] Поткин В.И., Залольский В.А., Кабердин Р.В. Синтез гетероциклических соединений на основе 1,3-динитро-1,4,4-трихлор-1,3-бута-диена // Журн. орг. химии. - 1993. - Т. 29, вып. 5.- С. 881-884.
[38] Кабердин Р.В., Поткин В.И., Ольдекоп Ю.А. СинтезчЗ-трихлорме-тял-4,5-дихлоризотиазола из 2-нитролентахлор-1,3-бутадиена и элементной серы: новая реакция нитросоединений // Докл. АН СССР.- 1980.- Т. 300, N 5.- С. 1133-1135.
[39] Лотти В.И., Кабердин Р.В., Ольдекоп Ю.А. Гетероцикдизация пен-тахлор-1,3-бутадиенов и их нитропроизводных под действием элементной серы // Синтез и реакционная способность органических соединений серы. Тез. докл. XVII Всесоюзн. конф.- Тбилиси,
I.989.- С. 349.
[40] Поткин В.И., Кабердин Р.В., Ольдекоп Ю.А. Новый синтез производных изотиазола // V Всесоюзная конференция по химии азотсодержащих гетероциклических соединений. Тез. докл. конф.- Черноголовка, 1991.- С. 180.
[41] Potkin V.l., Kaberdln R.V., Zapolskil V.A., Netchai МЛ. Reactivity of halogen substituted nitrobutadienes // 35-th IUPAC Congress. Abstracts.- Istanbul, Turkey, 19S5, Vol. !.- P. 586.
Г421 Кристаллическая и молекулярная структура 3-трихлорме-тил-4-хлор-5-изопропилоксиизотиазола и 4.5-дихлориготиа-зол-3-карбоновой кислоты / А.И.Веренич, А.А.ГоЕорова, Н.М.Га-лицкий, В.И.Поткин, Р.В.Кабердин, Ю.А.Ольдекоп // Химия гетеро-цикл. соед.- 1992.- N 3.-. С. 399-402.
[43] Кабердин Р.В., Поткин В.И., Ольдекоп Ю.А. Синтез и некоторые реакций 3-трихлорметил-4,5-дихлоризотиазола // Нурн. орг. химии.- 1930.- Т. 26, вып. 7. - 1560-1566.
[441 Поткин В.И., Нечай Н.И., Кабердин Р.В. Синтез функциональных производных изотиазола // Весц1 АНБ. Сер. х1м. каьук.- 1994.-. N 4.- С. 85-88.
[45] Поткин В.И., Кабердин Р.В., Субоч Б.П. Восстановление нитроза-мещенных пентахлор-1,3-бутадиенов //Журн. орг. химии.- 1993.Т. 29, вып. 5.- С. 1069-1071.
[46] Особенности взаимодействия 2-нитропентахлор-1,3-бутадиена с фосфорсодержащими нуклеофилами / В.Ф.Миронов, Л.М.Бурнаева,
B.И.Поткин, E.H.Офицеров, И.В.Коновалова // Журн. общ. химии.-1993.- Т. 63, вып. 10.- С. 2237-2239.
[47] Поткин В.И., Кабердин Р В. 1,1,2,4,4-Пентахлор-1-бутен-3-он в реакциях с мою- и бифункциональными нуклеофильными реагентами // Журн. орг. химии.- 1994.- Т. 30, ВЫП. 2.- С. 187-190.
[48] Полихлорорганические соединения в композиции для пропитки силикатных пористых матриц / Ю.Н.Жидков, Р.В.Кабердин, В.И.Поткин, Ю.А.Ольдекоп // Весц1 АН БССР. Сер. х1м. навук,- 1987,- N 6.-
C. 103-105.
С493 А. с. 1350165 СССР, МКИ3 С 04 В 41/63. Композиция для пропитки бетона на основе жидкого стекла / Ю.Н.Жидков, A.A. Чече, Н.П.Чехович, Р.В.Кабердин, В.И.Поткин, Й.А.Ольдекоп (СССР). - N 4034258/29; Заявлено 07.03.86; Опубл. 07.11.8'', Бюл. N 41.- 4с.
[50] A.c. 1537671 СССР, МКИ3 С04 В 41/63. Композиция для пропитки строительных изделий на основе жидкого стекла / Ю.Н. Жидков, В.И.Поткин, Р.В.Кабердин, А.С.Стромский, А.А.Эрдман, Ю.А.Ольде-
коп (СССР).- N 4396092/23; Заявлено 23.03.88; Опубл. 23.01.90, Бш. N 3. - 2 с.
[51] А. с. 1620440 СССР, МКИ? С 04В 41/63. Композиция для пропитки строительных изделий / Ю.Н. Кидков, В.И. Поткии, Р.В. Кабердин, Ю.Г. Емельянов, А.П.Ювченко (СССР).- N 4667098/23; Заявлено 17.02.89; Опубл. 15.01.91, Бюл. N 2.- 3 с.
[52] Пат. 2044742 РФ, МКИ С 08 F 136/04. Способ получения олигопипе-рилена /Жидков Ю.Н., Седач М.П., Поткин В.И., Эрдман A.A., Юрша И. А., Олешкевич JI.A., Бондаренко Л.М. (Беларусь); Институт физико-органической ХИМИИ AHB.- N 5034796; Заявл. 31.03.92; Опубл. 27.09.95; -4 с.
[53] А. С. N 1314624 СССР. МКИ3 С 07 D 233/20, В 03 D 1/02. Гидрохлорид 2- (1 - нитро-2,3,3- трихлор-2- пропенилиден) имидааолидина как реагент-собиратель глинистых шламов кглийных руд / В.И. Поткин, Э.Ф.Коршук, Р.В.Кабердин, Т.Н.Поткина, Ю.А.Ольдекоп. Х.М.Александрович (СССР). - N 3904688; Заявлено 05.06.85; Опубл. 1.02.87.
[54] А. с. 1351426 СССР, МКИ3 G 03 С 1/72. Светочувствительные соединения в вакуумных фотолитографических процессах / В.Е.Агабе-ков, В.И.Поткин, Р.В.Кабердин, Ю.Н.Гудименко, В.А.Азарко, Ю.А.Ольдекоп, Н.И.Мицкевич (СССР).- N 3928741; Заявлено 25.04.85; Опубл. 8.07.87.
[55] Влияние оптической изомерии на антимикробную активность гекса-хлорбуталов / А.А.Малама, Л.М.Калацкая, И.В.Мороз, Р.В.Кабердин, В.И.Поткин // Весц1 АН БССР. Сер. б1ял. навук. - 1990.- N 4.- С. 105-106.
0.УО
ГЕЗШМЕ
Поткин Владимир Иванович. "Синтез и свойства нитрозамеценных галогенбутадиенов".
Ключевые слова: нитроэамещенные галогенбутадиены, нитрование, нуклеофильное замещение, полифункциональные соединения, кванте-вохимический расчет, жесткие и мягкие основания, гетероциклиза-ция, противоопухолевая активность.
Объект исследования - нитрсамещенные галогенбутадиены. Целью работы является активирование многоцентровых реакционных систем -полигалогенбутадиенов путем введения в диеновую цепь электроноакцеп-торной нитрогруппы, синтез новых высокореакциониоспоооОиых универсальных реагентов и использование их в органическом синтезе.
На основе доступных димеров 1,2-ди- и трихлорэтиленов разработаны новые удобные способы получения различных полигалогенбутадиенов и их нитропроизводных. Квантовохимическими расчетами установлено и экспериментально подтверждено, что нитрогалогенбутадиенм обладают высокой реакционной способностью в реакциях иуклеофильнсго винильно-го замещения. Выявленные взаимосвязи структура - химическая активность позволили рег'оселективно осуществлять процессы и получать моно-, ди-, три- и тетразамещенные функциональные производные нитродиенов. Взаимодействием нитрогалогендиенов с бифункциональными нуклеофильными реагентами синтезированы ранее труднодоступные гетероциклические соединения разных типов. На примере взаимодействия 2-нитропентахлорбутадиена с элементарной серой открыта новая реакция нитросоединений, приводящая к иаотиаголыюму циклу.
Полученные продукты перспективны в качестве компонентов композиционных материалов, флоторегентов, пестицидов, антисептиков, противоопухолевых препаратов широкого спектра действия. Установлена зависимость противоопухолевой активности от алкилирующих свойств нитродиенов и их производных, что позволяет проводить целенаправленные исследования по синтезу новых химиотерапевтических препаратов.
РЭЗВИ9
Потк1н Уладв1м1р 1ванав1ч "С1нтээ 1 рласц1васц1 н1тразамешчаных галагекбутадыенчу"
Юдачавыя словы: Штрааамешчаныя галагенбутадыены, н1траванне, нуклеаф1льнае в&чяшчэнне, пол1функцыянальныя злучэнн1, кванта-вах1м1чны разл1к, жорстк1я 1 мякк1я асновы, гетэрацыкл1зацыя, супрацьпухл1нная актыунасць.
АО'ект даследавання - нгграэамешчаныя галагенбутадыены. Мэтай работы з'яуляецца актыв!раванне многацэнтравых рэакшённых с!стэм -пол1галагенбутадыенау шляхам увядэення $ дыенавы ланцуг злектронаак-цэитарнай н1трагрупы 1 с1нтэз новых высокарзакцыенных ун!версальных рэагентау. Для устанаулення будовы с1нтэааваных алучэння? выкарысто-увал!ся метады 14. УФ. ЯМР *Н 1 13С спектраскапП, мас-спектраметры! 1 рзнтгекаструктурны анал1э.
Распрацаваны новыя зручныя спосабы атрымэиня розных пол!гала-генбутадыенау 1 1х н1травытворных на асноае даступных дымерау 1,2-ды- 1 трихлорэтыленау. Квантавах1м1чным1 разл!кам1 устаноулена I экспериментальна пацверджана, што нгтрагалагенбутадыены валодаюць высокай рзакцыеннай здольнасц у рэахцыях нуклеаф!льнага вШльнага вамяшчэння. Выяулеиня эаканамернасц1 структура - х1м1чная актыунасць даэвол!л1 репеселектыуна эдзяйсняць працэсы 1 атрымл1ваць мо-
на-, ды-, тры- 1 тэтразамеичаныя функцыянальныя вытворныя н1традые-нау. Уэаемадвеяннем н1трагалагендыенау в б1функцыянальныы1 нуклеа-Ф1льным1 рзагентам! с!нтэзаваны раней цяжкадаступныя гетэрацыкл1чныд элучзнн1 розных тыпау. На прыкладзе уваемадзеяння 2-н1трапентахлор-бутадыену з элементарная серай адкрыта новая рэакцыя Штраалучонняу, якая прыводвЩь да 1затыя золь нага цыклу.
Атрыманыя прадукты перспектыуння у якасц1 кампанентау кампаэ1-цыйных матэрыялау, флотарэагентау, пестыцыдау, антысептыкау, суп-раиьпухл1нных прэпаратау шырокага спектру дзеяння. Устаноулена за-лежнасць супрацьпухл1ннай актыунасц! ад алкШруючых уласц1васцей н1традыенау 1 1х вытворных, што дазваляе праводз1ць мэтанак1раваныя даследаванн! па с!нтэзу новых х1м1ятэралеутычных прэпаратау.
SUMMARY
Potkin Vladimir Ivanovich "Synthesis arid properties of nltro substituted halogenbutadieries"
Key words: nitro substituted halogenbutadienes, nitration, nuc-leophylio substitution, polyfunctional compounds, quantum chemical calculation, soft-hard-bases, heterocyclization, anticancer activity.
The nitro substituted halogenbutadienes are '-he objects of investigation. The purpose of the work is to activate many centers reaction systems - polyhalogenbutadlenes by introduction of electron acceptor nitrogroup into the diene chain, to synthesize new universal reagents with high reactivity and to elucidate their utilising in organic synthesis.
The new convinient methods of synthesis of the different polyhalogenbutadlenes and their nitro derivatives have been elaborated on the base of accessible dimeres of 1,2-di- and trichloroethylenes. The nitro halogenbutadienes have been established by quantum chemical calculations to posess a high reactivity in the reactions of nucleophylic vinyli^ substitution, the fact confirmed experimentally. The founded correlations between structure and chemical activity allowed for regioselectively S^Vin processes to be realizeed and mono-, di-, tri- and tetrasubstituted functional derivatives of nitro-dienes to be obtained. Previously hardly accessible heterocyclic compounds of different types have been synthesized by the interacti-. on of nitro halogendienes with Afunctional nucleophylic reagents. A new reaction of nitro compounds resulting in the isothiazole cycle formation has been discovered on the example of the Interaction between 2-nitropentachlorobutadiene and elementary sulfur.
The compounds obtained are perspective ones as a components of composite materials, flotation reagents, pesticides, anticeptics, anticancer preparates of a wide activity spectrum. The dépendance reveiled of anticancer activity on alkylating properties of nitrodi-enes and their derivatives permits the targed investigations to be carried out on the preparation of the new chemical therapeutical drugs.
Подписано в печать 02.04.96. Формат 60x84.1/16.
Бумага о£сетная • Печать о|сетная
Усл.печ.л.2,25 Учет.ияд.л. 2,09
Тира* 100 Зак. 17 Бесплатно
Отпечатано на ротапринте ЦНБ АН Ра. у л-. CypraiiOBci, 15. .
220072. ¡/.инок-.
