Структура и конформации новых производных хинок-салинов по данным комбинированного использования 2D корреляционных ЯМР методов и квантово-химических расчетов химических сдвигов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

ъ

На правах рукописи

БАЛАНДИНА АЛСУ АЗАТОВНА

СТРУКТУРА И КОНФОРМАДИИ НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ хинок-САЛИНОВ ПО ДАННЫМ КОМБИНИРОВАННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 20 К0РРЕЛЯЦИ01ШЫХ ЯМР МЕТОДОВ И КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ХИМИЧЕСКИХ СДВИГОВ

02.00.04 - Физическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

КАЗАНЬ-2008

003449400

Рабога выполнена в Институте органической и физической химии им А.Е Арбузова Казанского научного центра Российской академии наук

Научный руководитель- доктор химических наук

Латыпов Шамиль Камильевич

Официальные оппоненты доктор химических наук, профессор

Клочков Владимир Васильевич

доктор химических наук Катаев Владимир Евгеньевич

Ведущая организация Институт органической химии

Уфимского научного центра Российской академии наук

Защита диссертации состоится « 22 ».октября, 2008г. в 14.30 часов на заседании диссертационного совета Д 022 005 01 при Институте органической и физической химии им А Е.Арбузова Казанского научного центра Российской академии наук по адресу: 420088, г Казань, ул Арбузова, 8, конференц-зал

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Института органической и физической химии им. А.Е.Арбузова Казанского научного центра Российской академии наук.

Отзывы на автореферат просим присылать по адресу. 420088, г Казань, ул Арбузова, ИОФХим А.Е Арбузова КазЩ РАН.

Автореферат разослан « Д>. ов

2008г

Ученый секретарь диссертационного совета [ 1

кандидат химических наук Р Г. Муратова

Актуальность темы. Хиноксалины и их производные проявляют широкий спектр биологической активности. Эти же соединения перспективны и с точки зрения использования в редокс-системах, в которых они предорганшованы различными спенсерами. Поэтому в последние годы интенсивно ведутся поиски и разработки новых соединений этого типа и их макроциклических производных

В то же время, очевидно, что рациональный дизайн новых веществ невозможен без эффективного метода установления структуры Однако это может оказаться непростой задачей, если образуются соединения, неспособные давать монокристаллы, пригодные для рент-гаюструктурного анализа В этом отношении, спектроскопия ЯМР высокого разрешения является одним из наиболее эффективных методов изучения структуры (химической, конфор-мационной, конфигурационной и супрамолекулярной), особенно в растворах.

Однако для производных хиноксалинов, и, в целом, для подобных гетероароматиче-ских сопряженных систем, имеются серьезные трудности и ограничения в использовании методов спектроскопии ЯМР для установления структуры. С одной стороны, в этих соединениях большинство атомов (например углеродов) резонируют в достаточно узкой спектральной области, поэтому трудно выделить характеристичные линии, присущие определенным типам структурных фрагментов. С другой стороны, при образовании би- (или три-) циклических конденсированных систем влияние ядер одного цикла на химические сдвиги (ХС) ядер другого цикла (а-, (5- и у-эффекгы) может быть неаддитивным через каждую из связей, поэтому корректно предсказать ХС на основании эмпирических правил может оказаться затруднительно или невозможно

Определенный прогресс может быть достигнут при использовании 20 гетерокорреля-ционных экспериментов ЯМР. Однако, даже применение таких методов не является панацеей при решении структурных задач для гетероароматических систем, и иногда это также приводит к противоречивым результатам. Имеется ряд примеров ревизии структур сопряженных гетероароматических соединений, когда только трудоемкие методы встречного синтеза позволили установить структуру верно

Обусловлена эта проблема в основном тем, что в ненасыщенных гетероциклах очень часто цепь гетерокорреляций прерывается, когда в скелете молекулы имеются последовательно два или более атома со спином не равным 1/2 (например, 12С, ИМ, |70), не связанных напрямую с протонами В таком случае надежно установить удается только структуру фрагментов молекул В результате возникает необходимость в определенных правилах корректной состыковки фрагментов в единое целое

В принципе, ХС зависят от распределения электронной плотности, которая в свою очередь, зависит от структуры Поэтому оценка ХС для возможных структур (гипотез)

качественно другом уровне, основанном на фундаментальных физических принципах, могла бы помочь решить проблему корреляции «спектральный параметр-структура».

Действительно, в последнее десятилетие наблюдается значительный прогресс в использовании квантово-химических (ab initio) методов для расчета параметров ЯМР. Для небольших систем рассчиганные данные достаточно хорошо согласуются с экспериментальными В то же время примеры применения расчетных методов для конденсированных систем немногочисленны, что, с учетом важности и практической значимости таких соединений, приводит к необходимости апробации квантово-химических расчетов для решения структурных задач в этих системах.

С этой точки зрения разработка (совершенствование) подходов, основанных на комбинированном использовании экспериментальных методов ЯМР и квантово-химических расчетов ХС для установления структуры гетероароматических систем на примере производных хиноксалинов, является актуальной задачей

Цель работы. Оптимизация и анализ эффективности подхода, основанного на совместном использовании 2D корреляционных методов ЯМР и квантово-химических расчетов ХС, для установления химической структуры, а также более тонких структурных особенностей (региоизомерия) ряда сопряженных гетероциклов

Установление химической и изомерной структуры ряда новых производных хиноксалинов с помощью комбинированного ЯМР подхода. Установление 3D структуры нового макроциклического производного индолизинхиноксалина, перспективного редокс-активного «хозяина».

Научная новизна. Предложен комбинированный ЯМР подход для установления химической структуры ряда гетероциклических соединений на основании совместного использования данных экспериментов ЯМР и теоретических ХС. На примере ряда азотосодержа-щих гетероароматических систем показано, что такой подход является диагностически ценным также и в анализе более тонких структурных особенностей (изомерных и конформаци-онных)

Показано, что сравнение расчетных и экспериментальных ХС целесообразно проводить для «скелетных» атомов, так как индикативные изменения наблюдаются, в основном, именно для них

Систематически изучено влияние уровня используемого метода расчета (GIAO) на качество рассчитанных ХС ЯМР и установлено, что оптимальным с точки зрения соотношения «время-качество» для ряда азотсодержащих гетероароматических систем среднего размера является уровень B3LYP/6-31 G(d)//RHF/6-31G

Впервые показано, что в рамках метода GLAO (независимо от уровня теории, функционалов и базисных функций) завышаются величины ХС |3С, вицинально связанных с некоторыми атомами третьего периода (S, CI, Р)

В работе установлена структура 24 новых производных хшюксалинов. Определена изомерная структура 6 соединений

Установлена химическая структура нового макроциклического производного шщо-лизинхиноксалина Впервые показано наличие конформационного равновесия для данного макроцикла и определены термодинамические параметры, описывающие эго равновесие

Практическая значимость работы. В результате проведенных исследований разработан и оптимизирован комбинированный ЯМР подход для надежного установления химической, конформационной и изомерной структуры ряда азотсодержащих гетероароматиче-ских соединений, на примере производных хшюксалинов.

Доступность спектрометров ЯМР, высокая чувствительность и селективность инверсных гетерокорреляционных 2D методов ЯМР, с одной стороны, а также относительная «дешевизна» квантово-химических расчетов, предсказывающих ХС с достаточной точностью, с другой, делает использование такого комбинированного ЯМР подхода перспективным для широкого круга молекулярных систем, особенно для сопряженных гетероароматических соединений, представляющих большой практический интерес, и для которых имеются характерные трудности при исследовании структуры.

IIa защиту выносятся положения, сформулированные в выводах Объем и структура работы. Диссертация изложена на 193 (включая 17 страниц приложения) страницах машинописного текста и содержит 77 рисунков, 17 схем, 10 таблиц, включает введение, пять глав, основные результаты и выводы, список литературы из 299 наименования и дополнительного приложения

Методология исследования. При планировании и проведении экспериментов ЯМР применялись стандартные методики с использованием оборудования и математического обеспечения фирмы Bruker. Анализ формы линий для определения энергии барьеров вращения производился при помощи программы DNMR Line Shape Analysis (Bruker TopSpin) Компьютерные расчеты проводились при помощи программного обеспечения CambridgeSoñ и Gaussian 98.

Апробация работы. Основные результаты докладывались и обсуждались в рамках трех устных докладов на итоговой конференции ИОФХ 2003, 2004 и 2006г; в рамках стендовых докладов на XVII Менделеевском Съезде по общей и прикладной химии (Казань, 2003 года); Ist International Symposium and Summer School Nuclear Magnetic Resonance in Condensed Materials (Санкт-Петербург, 2004), IV Всероссийской конференции «Новые достиже-

ния ЯМР в структурных исследованиях» (Казань, 2005); VIII Международном Семинаре по магнитному резонансу (Спектроскопия, Томография и Экология) (Ростов-на-Дону, 2006), Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем» (Яльчик, 2003, 2007), международном конгрессе EUROMAR 2008 (Санкт-Петербург 2008).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 статей (в том числе 5 статей в журналах из рекомендуемого списка ВАК), из которых 4 в международных журналах Кроме того, опубликовано 6 тезисов докладов

Диссертационная работа выполнена в лаборатории радиоспектроскопии Института органической и физической химии им. А.Е.Арбузова КазНЦ РАН под руководством доктора химических наук Латыпова Шамиля Камильевича, в соответствии с научным направлением Института органической и физической химии им. А.Е.Арбузова КазНЦ РАН 4 1 «Теория химического строения и химической связи, кинетика и механизмы химических реакций, реакционная способность химических соединений, стереохимия, кристаллохимия» в рамках госбюджетной темы «Развитие и адаптация методов спектроскопии ЯМР высокого разрешения для изучения структуры и динамики макроциклов и углеродных кластеров» (№ госрег. 01.200.403653) и в соответствии с планами грантов РФФИ (№ 05-03-32558 и №03-03-32865).

Изученные в работе соединения синтезированы в лаборатории гетероцикличеких соединений под руководством д х.н проф Мамедова В А. (ИОФХ им А.Е Арбузова КазНЦ РАН)

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1 представляет собой литературный обзор и состоит из трех частей Первая часть посвящена обсуждению актуальности объектов исследования. Показано, что хиноксалины и их производные представляют значительный интерес, как в медицине (фармакология и токсикология), так и в технологии. Поэтому ведутся поиски новых соединений этого типа, например, варьированием как заместителей и их положения, так и изменением положения атомов в гетероцикле Для рационального дизайна установление структуры является одним га решающих этапов. Однако четких спектро-структурных корреляций в таких сопряженных гетероароматических соединениях мало.

В принципе 2D корреляционные методы ЯМР, должны существенно повысить информативность и надежность выводов о структуре. С этой точки зрения во второй части главы рассмотрены возможности и ограничения ряда 2D методов ЯМР. В то же время показано, что при наличии в молекуле последовательно двух и более атомов, спин которых не равен

1/2 (для основного изоюпа), несвязанных напрямую с протонами, даже эти корреляционные методы не позволяют полностью решить структурную задачу.

Возможно, квантово-химичсские оценки ХС позволят устранить оставшуюся неопределенность Поэтому в третьей части главы рассмотрены некоторые теоретические аспекты расчетных методов, проведен аналю литературы, касающейся применения квантово-химичсскнх расчетов ХС ЯМР в установлении химической и конформационной структуры органических соединений

В результате сделан вывод, что апробированность квантово-химических расчетов ХС для широкого круга систем пока недостаточна, поэтому имеется необходимость в проверке их возможностей и ограничений.

Глава 2 посвящена апробации подхода, основанного на комбинированном использовании 2D корреляционных методов ЯМР и квантово-химических расчетов ХС, для установления структуры ряда прошводных тиазолохиноксалинов (схема 1); рассмотрена эффективность использования ХС разных ядер для определенного типа спектро-структурных корреляций (химической, конформационной и изомерной); проведен анализ зависимости качества рассчитанных ХС от уровня используемой теории и базисного набора, по результатам этого анализа определен уровень, который является достаточным с точки зрения «время-качество» для оценки ХС сопряженных гетероароматических систем.

Предварительно были проанализированы возможности и ограничения рассмотренных в первой главе импульсных последовательностей (ИП), проведена оптимизация ИП, оценка критичности их к инструментальным параметрам и условиям, а также определена чувствительность и селективность этих методов. Найдено, что проведение «стандартного» набора экспериментов (2D GRASP-COSY, GRASP-HSQC и GRASP-HMBC) для соединений с концентрацией порядка 10"3 моль/литр с хорошим соотношением сигнал/шум (С/Ш) реально за 10-12 часов.

Установление химической структуры производных тиазолохиноксалинов (схема 1) было проведено следующим образом (для примера приведены спектры для 7). С помощью метода 2D COSY были выделены спиновые системы протонов (рис.1). Окончательно структура

Г3 3

-¡А

Ri r2

1 н Ph

2 CI Ph

3 сон Ph

4 Ас Ph

S thiazol-2-yl Ph

в Ph Ph

7 Ac 3-NO,CsH4

В 4-МеС6Н4 Ph

Схема 1

фрагментов была установлена на основании данных экспериментов 20 Н8(2С и 20 НМВС ('Н-13С и 'Н-15Ы) (рис.1 и 2). Принципиальные гомо- и гетеро-корреляции на примере соединения 7 приведены на рисунке 3.

2D НМВС 'Н-"С

-HS- [19

ПТ

К5'— Н6-

р л CS—

Н5'/Н6' Н8«7 Н57Н4'»..... &= ст— С7--

С5;Г

[ | ................ i 0 ciw С6'—

gascsfcu.

ЙН9/С7 0HS/C5a-.

Н2' ,,,, Н5- Н6

1 ю Х±.JfL

К

WWC4'

ш''С^йН4-/сгй 9 Щ " "mvc'-g " ~ jh.-.'-f и- <W i Нб'/С* •»? --------;------------шр- » '

а Н7/С5» Н2'/С6'в 0Н47И' внГ/С6-

--------- I'tl I !!'• < •• ......

Ш'/CS'O О о 0Н57О"

Рис. 1. 2D спектры COSY и НМВС 'Н-|3С (фрагмент) соединения 7 в ДМСО при Т=323К

1)2" MS'

Ъ слез'

ip

,4~.

I W По' , Н7 1«

.......i„i..........1........1..............¿1.........

112' Н5- |й |ш; I „

• e.-H'i;-.|Н2'.<СГ

■1-Я -

■-0И67С6'

.....

CH.i'N 1"?

H4VN0.

fl/'yNi'./' • Ш'/NO, ...........................—-------------..i

Рис. 2. 20 спектры НЯОС (фрагмент) и НМВС 'Н-,5Ы соединения 7 в ДМСО при Т=323К

Рис.3. Основные гомоядерные ('Н-'Н) (черные сплошные стрелки), гетероядерные ('Н-|3С -серые сплошные .пинии, 'Н-15М - черные штрихованные линии) корреляции и наблюдаемые ядерные эффекты Оверхаузера (ЯЭО) (серая штрихованная стрелка).

В результате, были установлены три фрагмента (рис.3), которые напрямую только на основании экспериментальных данных (20 ЯМР) состыковать невозможно. Поэтому были

привлечены данные о ХС, которые при использовании 20 корреляционных экспериментов не включали в анализ. Величины ХС зависят от электронного распределения, которое в свою очередь зависит от точной структуры. Поэтому каждому варианту стыковки (рис.4) должен соответствовать свой набор ХС (например, 13С). Таким образом, сравнивая ХС для разных гипотез с экспериментальными значениями можно определить правильную структуру.

Рис. 4. Схематичное представление этапов в установлении структуры: определение блоков (пазлы) и генерация возможных структур из них

К сожалению, для таких структур адекватных моделей и эмпирических данных для предсказания ХС для возможных комбинаций стыковки нет. Поэтому оценку ХС проводили методами ab initio. Для расчета ХС 'Н, 13С и l5N исследуемых соединений был использован метод GIAO на уровне B3LYP/6-31G(d)//RHF/6-31G *.

В качестве объективного критерия согласия между рассчитанными и экспериментальными ХС использовались результаты регрессионного анализа, а именно, коэффициенты линейной корреляции (R2) и значения статистических ошибок (rms и MAD**).

В целом, рассчитанные ХС для верной структуры хорошо согласуются с экспериментальными значениями (например, для 7 рис.5). Некоторое отклонение, наблюдаемое для протонов Н6 и NH и углеродов СЗа, С4, С5а и С6, связано с образованием димеров за счет водородной связи с участием NH и СО групп. Данный вывод подтвержден результатами экспериментов *Н ЯМР с варьированием концентрации. Более того, расчет ХС для димерной структуры значительно улучшает корреляцию экспериментальных и теоретических ХС 'Н и 13С (например, для 1: ХС 'Н для мономера R2=0.001 (с учетом ХС NH), для димера R2=0.864; ХС 13С (без СЗ) для мономера R2=0.991, для димера R2=0.997).

Согласно анализу литературы и нашим предварительным исследованиям относительно ((простой» уровень ВЗЬУР/6-ЗШ((1)/ЛШР/6-ЗЮ может оказаться достаточным для небольших и средних по размеру гетероциклических систем. Поэтому для начала мы использовали именно этот уровень Средняя квадратичная ошибка (гтз) и среднее абсолютное отклонение (МАО = Г[|^ехр - <\.а1с([¡V " )

Варианты состыковки

Рис.5. Корреляция экспериментальных и рассчитанных ХС 'Н (а), 13С (б) и 15И (в) для соединения 7

Также для всех соединений этого ряда наблюдается переоценка значения ХС СЗ, расположенного рядом с атомом серы (рис.5).

Следует отметить, что ХС заместителей в гетероцикле отражают, в большей степени природу самих заместителей и менее чувствительны к изменению скелета молекулы (например, для 4, рис.ба). Другими словами, при верной и не верной гипотезе скелета они мало изменяются и хорошо согласуются с соответствующими экспериментальными ХС, приводя к достаточно высоким коэффициентам корреляции в обоих случаях (например, для верной -4А К2=0 998, для неверной - 4Б 112=0.871). Фактически включение этих («периферийных») атомов в анализ уменьшает чувствительность Я2 к структуре основного скелета молекулы В то же время, значения Я2 только для «скелетных» атомов 13С сильно зависят от правильности гипотезы (рис 66, например, 0 989 против 0 087) Поэтому мы пришли к выводу, что анализ ХС ,3С для возможных вариантов целесообразно проводить только для «скелетных» атомов и в дальнейшем такой подход был и использован во всей работе

4А- Р+1 4Б о+о

РГ=0 998 Я*=0 871

20 50 80 110 140 Экспериментальные ХС

170 200 3С, и д

160

150

О 140

С)

X 130

а>

л

1?П

т

*

6 110

о. 100

ОР^

4А а 4Б О

1Г=0 989 Я2=0 087

(б)

110 120 130 140 150 160 170 Экспериментальные ХС 13С, м д

Рнс.6. Корреляция экспериментальных и рассчитанных ХС для возможных структур 4А (квадраты) и 4Б (кружки), (а) с учетом всех 13С («скелетные» - прозрачный цвет, «перифе-

рийные» - черный/серый цвет (4А/4Б), Я2 для всех 13С), (б) только «скелетных» 1 С

■ V.

Анализ влияния уровня теории, как при оптимизации геометрии, так и расчете ХС показал, что увеличение базисного набора и использование более высокого уровня теории приводит к незначительному улучшению корреляции (для примера в таблице 1 приведены данные для 7), но в то же время драматически увеличивается время расчета Поэтому был сделан вывод, что комбинация ЛБ31.УР/6-31 С(с1)//КНР/6-310 является достаточной с точки зрения соотношения «время-качество»

Тя блица 1. Коэффициент линейной корреляции (И2) экспериментальных и рассчитанных ХС 'Н (без ХС Н5(Ш) и СН3) и 13С (ХС С1, СЗа, С4, С5а, С9а), средняя квадратичная ошибка

расчет ХС // отимизация геометрии ядро

'H " С

R1 mis MAD R nns MAD

RB3LYP/6-31G(dy/RIÍÍ76-31G * 0 956 0 28 0 26 0 988 2 11 8 02

RB3LYP/6-31 G(d)//RHF/6-31G(d) 0 950 0 24 0 28 0 979 3 45 9 10

RB 3LYP/6-31 G(d y/RHF/б-31+G(d) 0 949 0 23 0 29 0 980 3 44 8 90

RB3LYP/6-31 G(d)//RHF/6-311 G(d) 0 950 0 23 0 28 0 976 3 80 9 22

RB3L YP/6-31 G(d V/RB3LYP/6-31 G(d,p) 0 956 0 32 0 29 0 977 2 78 6 49

RB3LYP/6-3 lG(dy/RB3L YP/6-31 lG(d,p) 0 957 0 29 0 28 0 974 2 99 6 81

RB3LYP/6-31 G(d)//RHF/6-31G 0 956 0 28 0 26 0 988 2 11 8 02

RB3LYP/6-31 +G(d)//RHF/6-31G 0 968 031 0 23 0 987 2 10 4 80

RB3LYP/6-3 l+G(d,p)//RHF/6-31G 0 973 041 0 32 0 987 2 17 3 31

RB3LYP/6-31 lG(dy/RHF/6-31G 0 966 0 27 0 20 0 986 2 18 3 40

B3PW91/6-3 lG(d,p)//RHF/6-3 IG 0 966 0 35 0 28 0 989 2 14 5 71

B3PW91/6-31 lG(d,p)//RHF/6-31G 0 971 0 33 0 28 0 985 2 35 2 35

RB3LYP/6-3 lG(d)//RB3LYP/6-31 G(d,p) 0 956 0 32 0 29 0 977 2 78 6 49

RB3LYP/6-3 l+G(d)//RB3LYP/6-31 G(d,p) 0 968 0 34 0 26 0 987 2 10 3 45

RB3 LYP/6-31+G(d,py/RB3LYP/6-31 G(d,p) 0.971 0 46 0 36 0.987 2 10 2 27

RB3LYP/6-31 lG(d)//RB3LYP/6-31G(d,p) 0 966 0 30 0 22 0 985 2 25 4 90

B3PW91/6-31 G(d,p)//RB3LYP/6-31 G(d,p) 0 965 0 39 0 32 0 983 2 42 4 24

B3PW91/6-31 +G(d,p)//RB3L YP/6-31 G(d,p) 0 971 0 45 0 38 0 988 2 03 2 72

B3PW91/6-31 IG(d,p)//RB3L YP/6-31 G(d,p) 0 972 0 37 031 0 988 2 04 3 79

B3PW91/6-31 lG(d,py/B3PW91/6-3 lG(d,p) 0 973 0 42 0 34 0 989 1 90 3 09

B3PW91/6-31 lG(d,py/B3PW91/6-31 lG(d,p) 0 972 0 40 0 31 0 988 2 06 2 57

RB3LYP/I.ANL2DZ//RB3LYP/LANL2DZ 0954 0 39 0 52 0 986 4 64 4 93

RB3LYP/6-31 G(d)//MM2 0 818 0 40 0 92 0 951 4 89 12 58

ChemOffice 6 0 006 1 16 0 73 0 787 8 54 8 93

а при включении в корреляционный анализ ХС всех атомов углерода Я - 0 975, ппз=4 89 и МЛ1) 6 97 6 полученные с помощью аддитивной схемы (СЬешОШсе)

Следует отметить также, что ХС (КВЗЬУР/6-ЗШ(с1)), рассчитанные для геометрии, оптимизированной в рамках метода молекулярной механики (ММ2), дают вполне удовлетворительные результаты (например, для 7 К2-0.951) Поэтому, в случае больших систем, когда квантово-химические расчеты оказываются недоступными, такой подход может оказаться диагностически ценным

В то же время эмпирические оценки ХС, основанные на аддитивных схемах (например, в рамках пакета СИетОШсе) дают неудовлетворительные результаты для «скелетных» углсродов (например, для 7 Я2=0 787) Поэтому данный подход в оценке ХС непригоден для установления структуры таких соединений.

Как уже было отмечено, расчет для 1-8 независимо от используемого уровня теории завышает величины ХС 13С, соседних с атомом серы Аналогичные эффекты были также найдены для более простых модельных соединений при расчете ХС для 13С рядом с элементами третьего периода (Э, С1 и Р) Попытка решить эту проблему вариацией уровня теории (на примере С1-бензола) не привела к желаемому результату - для всех комбинаций остается заметное завышение ХС 13С. Поэтому, пока не найдено адекватного решения этой проблемы, мы исключали ХС этих углеродов из анализа

Для проверки перспективности применения расчетных методов для установления более тонких структурных особенностей были проведены расчеты ХС !Н, |3С и |5М для ряда возможных конформеров и изомеров на примере соединения 7 (Схема 2)

7Е 7Ж 73 7И

Схема 2

В результате проведенного анализа было найдено, чго ХС 'Н наиболее чувствительны к конформационным изменениям, ХС С - к изменениям изомерной, а ЯМР 15К - таутомер-ной структуре (МН-ОН) При этом важно подчеркнуть, что именно для «скелетных» атомов наблюдаются максимальные изменения в ХС при варьировании структуры, в то время как для атомов заместителей изменения значительно меньше или практически нет.

Третья глава посвящена проверки работоспособности комбшшровашюго ЯМР подхода для установления химической структуры соединений на примере двух новых производных хиноксалинов.

Структура оксазолидинилханоксалипа

В ходе реакции, протекающей в трехкомпонентной системе имидазо[1,5-а]хиноксалин-4-он, гидрохлорид бис(2-хлорэтил)амина и карбоната калия в ДМФА возможно образование ряда соединений (схема 3).

5'а 5'Ь Б'а 6'Ь Г

Схема 3

Анализ шгтегральной интенсивности сигналов в 'Н спектре позволил исключить из рассмотрения соединения типа 4'. В то же время структурам 5'-7' не соответствуют данные ЯМР 13С Таким образом, используя традиционный подход, основанный на поиске характеристичных сигналов в'Ни ,3С спектрах, невозможно или достаточно сложно сразу установить структуру продукта реакции

Привлечение 20 методов ЯМР позволило установить структуру трех блоков молекулы (рис 7) Кроме того, было найдено, что с одним из этих фрагментов ковалентно связан (по данным 20 НМВС через 2 или 3 связи) углерод при 157.77 м д

На основании экспериментально определенных блоков были предложены шесть возможных структур (рис 7). Для выбора верной структуры из ряда гипотез были использованы расчеты ХС (13С и 15М). Анализ ХС 13С проводился только для фрагмента, структура которого варьируется в А-Р (С4 - N5 - СН2 - СН2 - N3' - СН2 - СН2 с учетом связанного с ним углерода при 157.77 м.д.).

на этапе ЯМР-исследования отсутствовала точная молекулярная формула (масс-спектроскопический анализ не был проведен, т к ожидался продукт с заряженным азотом)

В результате было найдено, что только для структуры К рассчитанные ХС хорошо согласуются с экспериментальными (К2=0.999 (гт5=5.3), для остальных Я* не превышает 0.975 (гтз в пределах 10.9-30.7)) (рис.8а). Данные ЯМР также свидетельствуют в пользу этой гипотезы: для структуры К наблюдается минимальная разница между экспериментальными и рассчитанными ХС (рис.8б). Дополнительно, наблюдаемые ЯЭО позволили подтвердить вывод о пространственном строении соединения 9.

а) Экспериментальные данные

б) Возможные структуры

С1 V 1

1-»Н,,К,0;|'С1 сГ

п )

с

о V.;

Н»1Ч.

40.924" - ,

тми»

--' 61 63

а" и

С„Н„Н4Ог

1 '

ах

N

Рнс.7. (а) Экспериментальные данные для 9: основные гомо- (черные сплошные стрелки) и гетерокоррелянии ('Н-13С - серые сплошные линии, 'Н-15Ы - черные штрихованные линии; серые штриховые линии показывают варианты ковалентной свяли между ядрами через две или три связи) и ХС |3С и |5И; (б) возможные структуры соединения 9

В то же время эмпирические методы оценки ХС (С11етОГйсе) в данном случае дают неудовлетворительные результаты.

30 60 90 120 150 180 (а) Экспериментальные ХС "С, м.д

тг

„к

| О N(5) | ¡□N(10) !ПЦЗ')

возможные структуры

Рис.8, (а) Корреляция экспериментальных и рассчитанных ХС 13С для возможных структур А-Р. (б) Разница между экспериментальными и рассчитанными ХС |5И для возможных

структур А-Г

Структура фурохиноксалина

В ходе реакции бромирования фенилацетилхиноксалинона наряду с основным продуктом было получено соединение, для которого предполагалась структура 10' (схема 4) Однако спектр 13С ему не соответствовал. В принципе для этого продукта по данным Ш ЯМР не удалось предложить какую-либо другую гипотезу о структуре.

х = ю

Схема 4

Анализ данных 2П экспериментов ЯМР позволил установить структуру двух фрагментов нового продукта (рис 9) В результате на основании экспериментальных данных и с учетом молекулярной формулы (С^Нц^О^) для этого соединения были предложены шесть возможных структур (рис.9) Аналогично, как и для предыдущего соединения, для определения верной гипотезы было проведено сравнение рассчитанных (для А-Г) и экспериментальных ХС (13С и 15М).

117.29 94 110 36 ^4Эв17м 1\

N117«

...и Л .и«"

(а) Экспериментальные данные

/----- \ Г"тт>

/ 128 07,,«мг°°|\ /--"- \

/128С2 N /<*»("с>=15104\

^¿Д Ц ' .<.("0-13468 \ \ V"/;, -(

ч ---гИ»1в».../Ч \ «Л* ---------- --- //

(б) Возможные структуры

120 ......О

120 98 М 124 47 106 71 .....

/=\ 12037

>14.86° пПГ»1М 11894 120

Рцс.9. (а) экспериментальные данные: принципиальные НМВС-корреляции ('Н-13С -серые сплошные лшши, 'Н-15Ы - черные штрихованные линии) и ХС 13С и ,5И соедине!ШЯ 10; (б) возмож1ше структуры соединения 10 с рассчитанными ХС |3С и (жирный шрифт)

Анализ ХС «скелетных» атомов 13С (С1, С2, СЗа, С4а, С8а, С9а) показал, что только для структуры С наблюдается корреляция рассчигапных и экспериментальных ХС (112=0.935,

для остальных структур R2 не превышает 0.515) (рис.Юа). Дополнительно вывод о структуре был подтвержден данными ЯМР 15N - минимальная разница в ХС только для С (рис. 106).

С-5 СМ С-2 С-8 ' С-ва- С-Зз

Экспериментальные ХС "С, iv

с Ч

У s

(б)

300 200 100 0 -100 -200

Î3 N-4 ¡□N-9(1)

, ГЦ

--D-

Рие.10. (а) Корреляция экспериментальных и рассчитанных ХС |3С для возможных структур А-К (б) Разница между экспериментальными и рассчитанными ХС 15Ы для возможных

структур А-Р

В четвертой главе показано, что применение расчетных методов может быть использовано не только для установления химической структуры, но и для определения изомерного состава (региоизомерия). В рамках такого исследования была установлена структура шести изомерных производных хиноксалинов (схема 5).

РЬ

X 13 Н,=/Н

Кг ' V* м о

6 Н 14: ^

1S: R,=N02l R2=H

-F?1 15: R,=H, R2=N02

Схема 5

В качестве примера детально рассмотрим соединения 11 и 12 (схема 5). Структура этих соединений (химическая и изомерная) может быть проконтролирована рядом независимых методов ЯМР. Химическая структура основных фрагментов 11 и 12 была установлена по данным 20 экспериментов ЯМР. Более того, квантово-химические расчеты ХС хорошо воспроизводят экспериментальные значения (например, для 11 ХС ,3С: 112=0.967, без ХС СЗ а2=0.994, ХС 15КТ К2=0.998).

Ряд характеристичных параметров ЯМР (НМВС-корреляции, константы спин-спинового взаимодействия (КССВ) Н-И/С-Р, ЯЭО) позволили однозначно установить изомерную структуру 11 и 12 (рис.11).

Исследуемые соединения, 11 и 12, реализуются в двух изомерах положения, идентификация которых в данном случае может быть проведена прямо по экспериментальным данным ЯМР (рис 11). Однако нередко таких характеристичных индикаторов в молекуле нет С этой точки зрения было важно проверить на примере 11-14 достаточно ли качества рассчитанных 13С ХС для установления изомерной структуры.

о

11 12

Рис.11. Структурные блоки 11 и 12 поданным ряда гомо- ('Н-'Н) и гетеро- ('Н-13С и 'H-^N (11)) корреляций, характеристичные КССВ 3,4J[If и 1,1 Ja (серые стрелки), принципиальные ЯЭО (черные стрелки) и их корреляция со структурой для изомеров 11 и 12

Для исследуемых соединений различие в изомерной структуре можно рассматривать по двум путям (рис 12)' (а) смена положения заместителей R1/R2 при атомах Ca/Ca (С8/С7) или (б) смена положения заместителей (тиазольного и амидного фрагментов) при атомах Na'/Na' (N10/N5) Так как ХС ядер между этими атомами зависят от взаимного положения заместителей в изомерах, как с одной, так и с другой стороны, то их ХС могут быть использованы для проведения спектро-структурных корреляций При этом анализ проводился только для ХС углсродоа в ß/ /3'- и у/ у'- (С5а, С6, С9 и С9а) положениях относительно заместителей (рис.12), которые должны зависеть от специфичного влияния обоих заместителей в изомерах, в то время как ХС ядер в a-положешш будут в основном определяться природой вицинального заместителя.

Рис.12. Структура изомеров ! и II

Для определения изомерной структуры сравнивали набор экспериментальных ХС ПС с рассчитанными данными для обоих изомеров, анализируя только разницу ХС соответствующих углеродов в обоих изомерах* (рис.13). Например, если рассматривать различие в изомерной структуре по пути б (сохраняя неизменной структуру бензо фрагмента хинокса-лина), то для правильной гипотезы (когда соединению 1) соответствует структура с Г в положении 7, а 12 - структура сРв положении 8) рассчитанные разницы ХС согласуются с экспериментальными (рис. 13а), в то время как для неверной" (соответственно для 11 - И-8, а в 12 - Р-7) нет. Таким образом, была определена изомерная структура соединений 11 и 12.

У

"ЧХ

□ расчет |

□ эксп.

Р'

¡ВЗКСП.

ядро

ядро

(а) (б)

Рис.13. Разница экспериментальных и рассчитанных ХС 13С (А8, м.д.) для различных отнесений изомерном структуры 11 и 12: (а) первая гипотеза (Д§ = б'™"1 - 8;этай у<: А8 = 8^асч' - 8,расч2), (б) вторая гипотеза (Д8 = б;«0"1' - ЗГ"2' V.? А8 = 5,расч1 - бГ"2)

Аналогично была идентифицирована структура изомеров 13/14 и 15/16.

' Рассматривалась только разница ХС гак как: во-первых, абсолютная величина ХС на два порядка больше по сравнению с изменениями ХС соответствующих ядер в разных изомерах; во-вторых, с учетом характерной для используемого расчетного метода (СЛАО 15БТ) недооценки ХС 13С, анализ именно разницы ХС позволит скомпенсировать подобные систематические ошибки

В случае противоположного отнесения изомерной структуры (экспГ и эксп2') изменяется нумерация ядер С6/9, С5а/9а, т.к. отсчет начинается с тиазольного фрагмента (т.е. в изомере I Р-/у- атомы - это С9 и С9а, а в II-это С6 и С5а)

В пятой главе установлена структура ряда ациклических производных индолизинхи-ноксалинов, соединенных различными спейсерами (схема 6) и нового макроциклического производного (схема 6, соединение 24) полученного на их основе. Определены основные конформеры и некоторые термодинамические параметры, описывающие конформационное равновесие макроцикла в растворе.

Однако прежде, чем приступить к исследованию ЗО структуры макроцикла, необходимо твердо установить резонансы ядер всех его блоков, во-первых, чтобы оценить возможности и ограничения квантово-химических расчетов для установления структуры таких систем; во-вторых, более детальный их анализ может открыть возможность установления ЗЭ структуры макроцикла.

С этой точки зрения для начала были исследованы замещенные индолизинхиноксали-ны 17-20 и их ациклические производные 21-23 (схема 6)

Структура индодизинхиноксалинов

Структура соединений 17-20 была установлена по данным ряда 20 методов ЯМР Например, для 19 на рисунке 14а приведены основные НМВС-корреляции, позволяющие установить структуру фрагментов и связь между ними Согласно ЯЭО, для 17-20 из двух возможных форм за счет вращения вокруг связи СЗ-С2' доминирует структура, в которой протон НЗ' индолизина и СО группа хиноксалина направлены в одну сторону (цис- ориентация НЗ' и СО) (например, для 19 - это 19а, рис 146) Более того, химическая и пространственная структура данных соединений подтверждается результатами расчетов ХС. А именно, наблюдается хорошее согласие с экспериментальными ХС для структур с цис- ориентацией НЗ' и СО (19а), в то время как для структуры с транс-ориентацией соответствующих ядер (196) корреляция хуже (рис. 146)

я к

3

24

Схема 6

14,= Е( 1н Я2=0 875 'Н 1^=0 669

Й2=Н «С #=0 988 "СК3=О066

(а) (б)

Рис.14. (а) Основные НМВС-корреляции ('Н-ПС - черные стрелки, 'Н-15М- черные жиршге линии) и (б) два возможных конформера для 17-20 (на примере 19), принципиальные ЯЭО (серые стрелки) и их корреляция со структурой (для 19а и 196 приведены коэффициенты корреляции экспериментальных и рассчитанных ХС)

Ациклические системы на базе индолизинхиноксалинов, предоргаиизованные спейсерами различной длины и жесткости

Следующим этапом была проведена оценка возможностей теории в предсказании изменений ХС при «сшивке» исходных индол изинхиноксалшюв спейсерами различной длины и типа (21-23, схема 6)

Структура соединений 21-23 была установлена аналогичным образом, как и для 17-20 Анализ данных 20 спектров НМВС ('Н-|3С и 'Н-15КГ) позволил однозначно установить, что в 21-23 присоединение спейсера происходит именно по атомам азота хиноксалиновой системы, а не по кислородам, что в принципе не исключалось (рис 15а)

R= н (21) 40 60 80 100 120 140 160

(a) I spacer] = (б) Экспериментальные ХС "С, м д

Рис.15, (а) Основные НМВС-корреляции ('Н-'3С - черные стрелки, 'H-1SN - черные жирные линии) от протонов к углеродом и (б) корреляция экспериментальных и рассчитанных ХС

"С для 21

Интересно, что для соединений 21 и 23 СН2Ы протоны спейсера резонируют в более таких полях, чем СНзО протоны, хотя обычно наблюдается обратная картина. Данные квантово-химических расчетов, показали, что действительно для этих соединений для СНзЫ

протонов должен быть более шокопольный ХС (4.18 м д (21) и 4 01 м.д. (23)) по сравнению с ХС С|_ЬО (3 64 м д (21) и 3.32 м.д. (23))

В целом для 21-23 рассчитанные ХС хорошо согласуются с экспериментальными значениями (например, ХС 13С для 21 И2=0 997 (рис.156), 22 Я2=0.995; 23 Я2=0 994).

Таким образом, была установлена структура соединений 17-23 и показано, что кван-тово-химические расчеты хорошо воспроизводят экспериментальные ХС для таких соединений, в том числе и для гибких ациклических систем, состоящих из трех различных по природе фрагментов (индолизин, хиноксалин, спейсер, 21-23) Поэтому такой подход может быть использован для исследования ЗО структуры первого макроцикла из этой серии, соединения 24.

Структура циклофана на основе индолизинхиноксалина

В *Н спектре ЯМР соединения 24 при Т=323К в ДМССМб практически все линии оказались несколько уширенными (особенно в области, характерной для СН2 групп), а в спектре 13С ЯМР из-за сильного уширения сигналов не было вообще Наблюдаемое уширение обусловлено информационным обменом, скорость которого оказалась промежуточной в шкале ХСЯМР

На основании ряда 20 экспериментов ЯМР, квантово-химических расчетов ХС 13С и данных масс-спектрометрии было установлено, что 24 состоит из двух фенил-индолизинхиноксалиновых блоков, соединенных 3-оксипентановыми звеньями через кислородный мостик и через атомы углерода СЗ' индолизиновых систем (рис 16а) Кроме того, анализ рассчитанных и экспериментальных ХС позволил установить, что для макроцикла в растворе доминирует структура, в которой угол между индолизиновыми фрагментами меньше 90° (рис.166).

Рис. 16. (а) Основные НМВС-корреляции от протонов к углеродам соединения 24 (б) Схематическое представление структуры соединения 24

Согласно результатам теоретического моделирования (ММ2, молекулярная динамика и квантово-химические расчеты) для соединения 24 возможно трехкомпонентное равновесие (с разностью энергий 0 1 ккал/моль) между симметричной (БУМ) и двумя несимметричными магнитноэквивалентными формами (ТОУМ и КвУМ*, рис 17)

■МЯУМ

,ч\'м

Рис.17. Схемагическое представление симметричной и несимметричных кокформаций соединения 24

Для выяснения деталей конформациошюй структуры 24 были проведены эксперименты ЯМР с вариацией температуры С понижением температуры в 'Н спектре (рис.18) наблюдается значительное уширение сигналов, особенно протонов метиленового спейсера и хи-ноксалина. В диапазоне Т=243-233К наблюдается интенсивный коллапс всех сигналов. При Т=213К все линии разделились на несколько компонент (например, Н6') Таким образом, при этой температуре наблюдается 'Н спектр в условиях медленного в шкале ХС ЯМР конфор-мационного обмена.

По данным 2Г) спектров С08У/Н8(}С (Т=213К) с учетом интегральных интенсивно-стей соответствующих сигналов в спектре !Н было установлено, что спектр соответствует трем блокам, по структуре соответствующих половине соединения 24. При этом, два го установленных блоков относятся к несимметричным структурам и ЖУМ*), а третий -к симметричной (вУМ).

Н 8

11-7

Н-Г,

Н-<> Н-7"

1Ц-. ..... / /11-6 -

Н» "'..А . Н-7" .'ИГ

Н-Я"' 1

Н-7-

П1.-1 »СН.4"

СИ,-)" , сн-г ' , ,,„

сн,-г Г

,, „.. Н,И »3, л« , Н-7" -"Т. ..

„, я'Ж "-6"

пак >~„*

Н 5 » 5 ч 11 б: 0 ц.}"

■а /• г ,

(К-Г

2« К

зззк

СИ-4*

/ ^------

I '1'1!

си 4

Г Р.

ты

01,-1 ,

ХМ и

■ *

Л'и!

! } '.О 4.5 5 5 5.2 'л.О 4.5 10 3 5 ГЛп

Рис.18. 'Н спектры ЯМР соединешм 24 в ДМФА с вариацией температуры (сигнал растворителя помечен звездочкой; сигналы с пометкой «б» и «п» относятся к симметричному и несимметричным соответственно)

Этот вывод поддерживается также результатами анализа рассчитанных (полуклассическая модель анизотропных эффектов экранирования (АЭЭ) и квантово-химические расчеты ХС) и экспериментальных ХС обоих конформеров. Например, расчет предсказывает значительное экранирование ароматическими фрагментами некоторых протонов одной половины несимметричной формы (например, Н5, Н8, СН2-1). В то же время ХС остальных протонов несимметричного конформера должны быть близки к значениям соответствующих протонов симметричной формы. Это находится в качественном согласии с экспериментальными данными, согласно которым только для указанных протонов в несимметричном конформере наблюдается значительный сильнопольный сдвиг по сравнению с соответствующими протонами (рис. 19).

□ ,)КСИ. а аэз ■ ВЗГА'РЙ-ЗКЭД

пг 1 I 01

Н-5 Н-8 СНГ1 сн2-1

ядро

Рис.19. Разница ХС (5 (^УМ,) - 5 (^УМЬ)) для асимметричных протонов конформера

^УМ макроцикла 24

Более того, рассчитанный барьер вращения вокруг связи СЗ-С2' (12.4 ккал/моль) для более простой модели (11') находится в согласии с экспериментально оцененной величиной барьера для 24 (ДН^! 1.8 ккал/моль) (рис.20).

Угол

Рис.20. Теоретический (КНР/б-310) профиль энергии вращения вокруг связи 1п«1-0х для ациклической модели 11'

Дополнительно, данные ЯЭО (Т=213К) подтверждают вывод о ЗЭ структуре макроцикла 24. К сожалению, из-за относительно большой величины молекулы и низкой температуры эксперимента время корреляции движения молекулы оказывается медленным (штс<1), поэтому все кросс-пики в 20 спектре ЫОЕ8У положительны (как за счет прямых диполь-

дипольных взаимодействий (ДДВ) из-за пространственной близости соответствующих протонов, так и за счет химического обмена между ядрами) 20 эксперимент ЯОВБУ позволил разделить ЯЭО, обусловленные этими механизмами*.

Таким образом, кроме обменных и ряда кросс-пиков между геммнально и вицинально связанными 'Н, в 2Б спектрах КОЕБУЛЧОКБУ наблюдается ряд диагностических ЯЭО за счет пространственной близости протонов, возможных только для несимметричной формы (рис 21) В то же время для симметричного конформера не наблюдается «нетривиальных» эффектов, что, в принципе ожидаемо, так как в этой структуре все фрагменты достаточно удалены друг от друга

Рис.21. Принципиальные ЯЭО для МБУМ конформации 24 в ДМФА при Т=213К

В результате, данные обоих экспериментов (20 К.ОЕ8У/ЫОЕ8У) также свидетельствуют в пользу предложенной гипотезы пространственного строения 24

Таким образом, на основании сопоставления данных экспериментов ЯМР с данными расчетов (АЭЭ а ХС 'Н) был сделан вывод о пространственной структуре макроцикла 24 в растворе. Для данного соединения характерно конформационное равновесие между формами, образованными за счет вращения вокруг связи, соединяющей индолизиновый и хинокса-линовый фрагменты, энергии которых примерно равны

вследствие более низкой чувствительности эксперимента 20 ИОЕЗУ некоторые кросс-пики, которые есть в 20 спектре ИОЕЗУ, не проявились в 20 спектре ЯОЕвУ

4,

1

О

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ:

1 На ряде азотсодержащих гетероароматических соединений показано, что комбинированное использование корреляционных экспериментов ЯМР и квантово-химических расчетов ХС является эффективным инструментом для установления структуры. Такой подход позволяет однозначно выбрать правильную гипотезу из ряда возможных, сгенерированных на основании данных ряда 2D корреляционных методов. Более того, качество предсказываемых ХС таково, что позволяет использовать их при анализе более тонких структурных изменений, таких как региоизомерия (при наличии ХС всех изомеров).

2 В рамках метода GIAO рассчитанные ХС хорошо согласуются с экспериментальными (для |3С и 15N коэффициенты корреляции близки к 0.99) для различных уровней теории (HF и DFT, с »(.'пользованием различных функционалов и базисов), как для оптимизации геометрии, так и для расчета ХС. Единственным исключением являются ХС углеродов рядом с атомами третьей группы (сера, хлор и фосфор), для которых наблюдается значительное завышение величины ХС. Установлено, что для расчета ХС ('Н, 13С и 15N) для ряда азотсодержащих гетероароматических систем среднего размера комбинация B3LYP/6-31G(d)//RHF/6-31G является достаточной с точки зрения соотношения «время-качество»

3. В рамках рассмотренного подхода установлена химическая структура 24 новых производных хиноксалинов Кроме того, для 6 производных хиноксапинов однозначно определена изомерная структура (изомерия положения).

4. Установлена химическая структура нового макроциклического производного хиноксали-на. Показано, что для данного макроцикла в растворе реализуется конформационное равновесие между формами с симметричной и несимметричной ориентацией хиноксалино-вых фрагментов относительно оси, соединяющей индолизиновые фрагменты, причем энергии этих форм близки.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

Статьи:

1. Balandina, A. Application of quantum chemical calculations of ,3C NMR chemical shifts to quinoxaline structure determination [Text] / A Balandma, V Mamedov, X Franck, В Figad-ere, Sh Latypov//Tetr Lett.-2004 -V.45.-N.21.-P 4003-4007.

2. Balandina, A A Structure-NMR chemical shifts relationships for novel functionalized derivatives of quinoxalines [Text] / A.A Balandina, A A Kalinin, V.A Mamedov, В Figadere, Sh К Latypov//Magn Res Chem -2005.-V.43.-N 10.-P.816-828.

3. Мамедов, В. A З-Индолизин-2-илхиноксалины и моноподанды на их основе [Текст] / В А Мамедов, А А. Калинин, В В Янилкин, А.Т. Губайдуллин, 111К Латыпов, А А. Баландина, О Г. Исайкина, А В. Торопчина, H В. Настапова, H А Игламова, И А. Литвинов // Изв АН, сер хим -2005.-№11.-С. 2534-2541.

4. Balandina, A Application of theoretically computed chemical shifts to structure determination of novel heterocyclic compounds [Text] / A Balandina, D Safina, V Mamedov, Sh Latypov// J Mol Struct -2006 -N 791. - P.77-81

5. Баландина, А А Комбинированное использование 2D ЯМР корреляционных методов и неэмпирических расчетов химических сдвигов для установления структуры новых гетероциклических соединений [Текст] / А А Баландина, В А Мамедов, Е.А Хафизова, Ш К Латыпов //Изв.АН, сер.хим -2006 -№12,-С 2172-2179.

6 Мамедов, В А. Синтез, строение и электрохимические свойства 2',3'-дифенил-12,42-диоксо-7,10,13-триокса-1,4(3,1)-дихиноксалина-2(2,3),3(3,2)-

дииндолизинациклопентадекафана [Текст] / В А Мамедов, А А. Калинин, В.В. Янилкин, Н В. Настапова, В И Морозов, А А Баландина, А.Т. Губайдуллин, О.Г Исайкина, А В. Чернова, Ш.К. Латыпов, И.А.Литвинов// Изв. АН. сер.хим -2007 -№10 -С 1991-2003

7. Balandina, A. Solution conformations of novel redox-active cyclophane based on bimdohz-inequinoxalme [Text] / A. Balandina, V. Mamedov, Sh Latypov // J Mol Struct. -2008. dor 10 1016/) molstrnc.2008 01 032

Тезисы докладов:

1. Баландина, А А. Установление структур изомерных хиноксалинов на основе данных ЯМР "С / А. А. Баландина, И Э Исмаев, В А Мамедов, А А. Калинин, Ш.К. Латыпов II Тезисы докладов X Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем». -Яльчик -2003.-С.31.

2 Balandina, A A Structure-NMR Chemical Shift Relationships for Novel Functionalized Derivatives of Qumoxalines / A A Balandma, IE Ismaev, V.A. Mamedov, B. Figadere, Sh К Latypov // Тезисы докладов XVII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии -Казань. -2003. -Т 2 -С.14

3. Balandina, А.А. Application of quantum chemical calculations of 13C NMR chemical shifts to Quinoxaline structure determination / A A ,Balandina, V.A Mamedov, X Franck, В Figadere, Sh К Latypov // 1st Meeting "NMR m Heterogeneous Systems" Book of Abstracts -Saint Petersburg. -2004 -P.86

4. Balandma, A A Application of theoretically computed chemical shifts to structure determination of novel heterocyclic compounds / A A Balandma, D F. Saifina, V.A. Mamedov, Sh.K Latypov // Сборник тезисов VIII Международного семинара по магнитному резонансу (Спектроскопия, Томография и Экология) -Ростов-на-Дону. -2006 -С.-182

5. Баландина, А.А. 3D структура дихиноксалина-дииндолизинациклопентадекафана по данным ЯМР / А А Баландина, О Г. Исайкина, В А Мамедов, ILI К. Латыпов // Сборник тезисов XIV Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем». -Яльчик. -2007. -С.22

6. Balandina, A Solution conformations of novel redox-active cyclophane based on biindoliz-mequinoxahne [Text] / A Balandina, V Mamedov, Sh Latypov // EUROMAR 2008 Book of Abstracts -Saint Petersburg -2008 -P. 122

Отпечатано в ООО «Печатный двор», г. Казань, ул. Журналистов, 1/16, оф.207

Тел: 272-74-59, 541-76-41, 541-76-51. Лицензия ПД№7-0215 от 01.11.2001 г. Выдана Поволжским межрегиональным территориальным управлением МИТР РФ. Подписано в печать 25.07.2008г. Усл. п.л 1,75 Заказ № K-65SS. Тираж 100 экз. Формат 60x841/16. Бумага офсетная. Печать -ризография.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Хиноксалины и их производные. Возможности и ограничения метода ^ ЯМР в анализе структуры азотсодержащих сопряженных гетероциклов

1.2. 2D корреляционные методы ЯМР в структурном анализе

1.3. Применение квантово-химических расчетов химических сдвигов ЯМР для установления химической и конформационной структуры ор- 35 ганических соединений

1.3.1. Теоретические аспекты квантово-химических расчетов констант ^ экранирования

1.3.2. Литературный обзор по применению расчетных методов

1.4. Методология исследования

1.4.1. Условия и параметры экспериментов ЯМР

1.4.2. Использованные расчетные методы

ГЛАВА 2. ВЗАИМОСВЯЗЬ СТРУКТУРЫ - ХИМИЧЕСКИХ СДВИГОВ ЯМР В НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ТИАЗОЛОХИНОКСАЛИ- 46 НАХ

2.1. Сравнительный анализ некоторых импульсных последовательностей ^ и оптимизация инструментальных параметров

2.2. Установление химической структуры производных тиазолохинокса- ^ линов

2.3. Анализ рассчитанных и экспериментальных химических сдвигов

2.4. Концентрационная зависимость химических сдвигов

2.5. Анализ влияиия димеризации на химические сдвиги

2.6. Влияние используемых методов и базисов на качество рассчитанных ^ химических сдвигов

2.7. Проблема завышения величин химических сдвигов углеродов, со- ^ седних с атомом серы

2.8. Влияние конформационных, таутомерных и изомерных изменений ^ структуры на химические сдвиги

ГЛАВА 3. СТРУКТУРА НЕОЖИДАННЫХ ПРОДУКТОВ РЕАКЦИЙ ХИНОКСАЛИНОВ

3.1. Структура оксазолидинилхиноксалииа

3.2. Структура фурохиноксалина

ГЛАВА 4. ИЗОМЕРНАЯ СТРУКТУРА (РЕГИОИЗМЕРИЯ) РЯДА ПРОИЗВОДНЫХ ХИНОКСАЛИНОВ ПО ДАННЫМ КВАНТОВО- 95 ХИМИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ХИМИЧЕСКИХ СДВИГОВ ЯМР

ГЛАВА 5. 3D СТРУКТУРА НОВОГО РЕДОКС-АКТИВНОГО ЦИКЛОФАНА НА БАЗЕ ИНДОЛИЗИНХИНОКСАЛИНОВ

5.1. Структура индолизинхиноксалинов

5.2. Ациклические системы на базе индолизинхиноксалинов, предорга- ^ ^ низованные спейсерами различной длины и жесткости

5.3. Структура циклофана на основе индолизинхиноксалина

5.3.1. Химическая структура макроцикла

5.3.2. Конформационная структура макроцикла 123 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 13 6 ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 137 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 139 ПРИЛОЖЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ АО - атомная орбиталь ВС - водородная связь ДДВ - диполь-дипольное взаимодействие ДЯМР — динамический ядерный магнитный резонанс ИП - импульсная последовательность ИГМП — импульсный градиент магнитного поля КССВ — константа спин-спинового взаимодействия м.д. - миллионная доля (единица измерения химического сдвига)

МО - молекулярная орбиталь \

НЭП - неподеленная электронная пара

ПГЖ - путь переноса когерентности

ССВ - спин-спиновое взаимодействие

C/III - сигнал/шум

ТМС - тетраметилсилан

ХС - химический сдвиг

ЯМР - ядерный магнитный резонанс

ЯЭО - ядерный эффект Оверхаузера

ID, 2D, 3D - одномерный, двумерный (об экспериментах), трехмерная (о структуре)

С ВВ — broad band (ID С эксперимент с широкополосным подавлением ССВ с ядрами *H)

С DO - decoupling off (ID С эксперимент с насыщением Н переходов в течение времени релаксации, и без насыщения — в период накопления) B3LYP - Beckes Three Parameter Hybrid Method Using the LYP Correlation Functional (трехпараметрический гибридный функционал Becke с корреляционной функцией LYP (Lee, Yang и Parr))

B3PW91 - Beckes Three Parameter Hybrid Method Using the Perdew and Wang's 1991 gradient-corrected correlation functional (трехпараметрический гибридный функционал Becke с градиентно-корректирующей корреляционной функцией)

COLOC - Correlation spectroscopy via LOng-range Coupling (корреляционная спектроскопия за счет ССВ дальнего порядка (через2-4 связи)) COSY - Correlation Spectroscopy (корреляционная спектроскопия) DEPT - Distortionless Enhancement by Polarization Transfer (эксперимент, в котором сигналы низкочувствительных ядер усилены за счет переноса поляризации с более чувствительных ядер, и позволяющий получать спектр без искажений)

DFT - Density Functional Theory (теория функционала плотности) DPFGSE NOE — double PFG spin echo Nuclear Overhauser Effect (ИП для измерения ЯЭО с использованием двух ИГМГТ и «спинового эха») у - гиромагнитное отношение

GIAO - gauge including atomic orbital method или gauge invariant atomic orbital method (метод градиентно-инвариантных атомных орбиталей или метод АО с локализованными на них начальными точками)

GRASP - Gradient-Accelerated Spectroscopy или Gradient Assisted Spectroscopy (ЯМР спектроскопия с использованием ИГМП)

HETCOR - HETeronuclear shift CORrelation spectroscopy (гетероядерная корреляционная спектроскопия) HF - Hartree-Fock (теория Хартри-Фока)

HMQC - Heteronuclear Multiple Quantum Correlation (гетероядерный корреляционный метод, основанный на мультиквантовых переходах) НМВС - Heteronuclear Multiple Bond Correlation (гетероядерная корреляция через несколько связей)

HSQC - Heteronuclear Single Quantum Correlation (гетероядерный корреляционный метод, основанный на одноквантовых переходах)

IGLO - individualized gauge for localized orbitals method (метод индивидуальных начальных точек для локализованных орбиталей)

LORG - localized orbital local origin method (метод индивидуальных начальных точек для локализованных орбиталей молекулы) MAD - mean absolute deviation (среднее абсолютное отклонение) MM (ММ2) — molecular mechanics (метод молекулярной механики; ММ2 -метод молекулярной механики с использованием силовых констант ММ2) MP - Moller-Plesset theory (теория возмущений Moller-Plesset; МР2 - теория возмущений Moller-Plesset второго порядка)

NOESY - Nuclear Overhauser Effect SpectroscopY (спектроскопия ядерного эффекта Оверхаузера)

R2 - коэффициент линейной корреляции

RHF - Restricted Hartree-Fock (ограниченный метод Хартри-Фока) rms - root-mean-square error (средняя квадратичная ошибка) ROESY - Rotating-frame Overhauser Effect SpectroscopY (спектроскопия ядерного эффекта Оверхаузера во вращательной системе координат) RPA - Random Phase Approximation (метод случайной фазовой аппроксимации)

SOPPA — Second Order Polarization Propagator Approximation (методы поляризационного пропагатора)

TOCSY - TOtal Correlation SpectroscopY (полная корреляционная спектроскопия)

Актуальность темы. Хиноксалины и их производные проявляют широкий спектр биологической активности. Эти же соединения перспективны и с точки зрения использования в редокс-системах, в которых они предоргани-зованы различными спейсерами. Поэтому в последние годы интенсивно ведутся поиски и разработки новых соединений этого типа и их макроцикличе-ских производных.

В то же время, очевидно, что рациональный дизайн новых веществ невозможен без эффективного метода установления структуры. Однако это может оказаться непростой задачей, если образуются соединения, неспособные давать монокристаллы, пригодные для рентгеноструктурного анализа. В этом отношении, спектроскопия ЯМР высокого разрешения является одним из наиболее эффективных методов изучения структуры (химической, кон-формационной, конфигурационной и супрамолекулярной), особенно в растворах.

Однако для производных хиноксалинов, и, в целом, для подобных ге-тероароматических сопряженных систем, имеются серьезные трудности и ограничения в использовании методов спектроскопии ЯМР для установления структуры. С одной стороны, в этих соединениях большинство атомов (например углеродов) резонируют в достаточно узкой спектральной области, поэтому трудно выделить характеристичные линии, присущие определенным типам структурных фрагментов. С другой стороны, при образовании би- (или три-) циклических конденсированных систем влияние ядер одного цикла на химические сдвиги (ХС) ядер другого цикла (а-, (3- и у-эффекты) может быть неаддитивным через каждую из связей, поэтому корректно предсказать ХС на основании эмпирических правил может оказаться затруднительно или невозможно.

Определенный прогресс может быть достигнут при использовании 2D гетерокорреляционных экспериментов ЯМР. Однако, даже применение таких методов не является панацеей при решении структурных задач для гетероа-роматических систем, и иногда это также приводит к противоречивым результатам. Имеется ряд примеров ревизии структур сопряженных гетероаро-матических соединений, когда только трудоемкие методы встречного синтеза позволили установить структуру верно.

Обусловлена эта проблема в основном тем, что в ненасыщенных гете-роциклах очень часто цепь гетерокорреляций прерывается, когда в скелете молекулы имеются последовательно два или более атома со спином не равным 1/2 (например, 12С, 14N, 170), не связанных напрямую с протонами. В таком случае надежно установить удается только структуру фрагментов молекул. В результате возникает необходимость в определенных правилах корректной состыковки фрагментов в единое целое.

В принципе, ХС зависят от распределения электронной плотности, которая в свою очередь, зависит от структуры. Поэтому оценка ХС для возможных структур (гипотез), но на качественно другом уровне, основанном на фундаментальных физических принципах, могла бы помочь решить проблему корреляции «спектральный параметр-структура».

Действительно, в последнее десятилетие наблюдается значительный прогресс в использовании квантово-химических (ab initio) методов для расчета параметров ЯМР. Для небольших систем рассчитанные данные достаточно хорошо согласуются с экспериментальными. В то же время примеры применения расчетных методов для конденсированных систем немногочисленны, что, с учетом важности и практической значимости таких соединений, приводит к необходимости апробации квантово-химических расчетов для решения структурных задач в этих системах.

С этой точки зрения разработка (совершенствование) подходов, основанных на комбинированном использовании экспериментальных методов

ЯМР и квантово-химических расчетов ХС для установления структуры гете-роароматических систем на примере производных хиноксалинов, является актуальной задачей.

Цель работы. Оптимизация и анализ эффективности подхода, основанного на совместном использовании 2D корреляционных методов ЯМР и квантово-химических расчетов ХС, для установления химической структуры, а также более тонких структурных особенностей (региоизомерия) ряда сопряженных гетероциклов.

Установление химической и изомерной структуры ряда новых производных хиноксалинов с помощью комбинированного ЯМР подхода. Установление 3D структуры нового макроциклического производного индоли-зинхиноксалина, перспективного редокс-активного «хозяина».

Научная новизна. Предложен комбинированный ЯМР подход для установления химической структуры ряда гетероциклических соединений на основании совместного использования данных экспериментов ЯМР и теоретических ХС. На примере ряда азотосодержащих гетероароматических систем показано, что такой подход является диагностически ценным также и в анализе более тонких структурных особенностей (изомерных и конформаци-онных).

Показано, что сравнение расчетных и экспериментальных ХС целесообразно проводить для «скелетных» атомов, так как индикативные изменения наблюдаются, в основном, именно для них.

Систематически изучено влияние уровня используемого метода расчета (GIAO) на качество рассчитанных ХС ЯМР и установлено, что оптимальным с точки зрения соотношения «время-качество» для ряда азотсодержащих гетероароматических систем среднего размера является уровень B3LYP/6-31 G(d)//RHF/6-31G.

Впервые показано, что в рамках метода GIAO (независимо от уровня теории, функционалов и базисных функций) завышаются величины ХС !3С, вицинально связанных с некоторыми атомами третьего периода (S, С1, Р).В работе установлена структура 24 новых производных хиноксалинов. Определена изомерная структура 6 соединений.

Установлена химическая структура нового макроциклического производного индолизинхиноксалина, Впервые показано наличие конформаци-онного равновесия для данного макроцикла и определены термодинамические параметры, описывающие это равновесие.

Практическая значимость работы. В результате проведенных исследований разработан и оптимизирован комбинированный ЯМР подход для надежного установления химической, конформационной и изомерной структуры ряда азотсодержащих гетероароматических соединений, на примере производных хиноксалинов.

Доступность спектрометров ЯМР, высокая чувствительность и селективность инверсных гетерокорреляционных 2D методов ЯМР, с одной стороны, а также относительная «дешевизна» квантово-химических расчетов, предсказывающих ХС с достаточной точностью, с другой, делает использование такого комбинированного ЯМР подхода перспективным для широкого круга молекулярных систем, особенно для сопряженных гетероароматических соединений, представляющих большой практический интерес, и для которых имеются характерные трудности при исследовании структуры.

На защиту выносятся положения, сформулированные в выводах.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 193 (включая 17 страниц приложения) страницах машинописного текста и содержит 77 рисунков, 17 схем, 10 таблиц; включает введение, пять глав, основные резуль

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ:

1. На ряде азотсодержащих гетероароматических соединений показано, что комбинированное использование корреляционных экспериментов ЯМР и квантово-химических расчетов ХС является эффективным инструментом для установления структуры. Такой подход позволяет однозначно выбрать правильную гипотезу из ряда возможных, сгенерированных на основании данных ряда 2D корреляционных методов. Более того, качество предсказываемых ХС таково, что позволяет использовать их при анализе более тонких структурных изменений, таких как региоизомерия (при наличии ХС всех изомеров).

2. В рамках метода GIAO рассчитанные ХС хорошо согласуются с экспери "1 ] с ментальными (для Си N коэффициенты корреляции близки к 0.99) для различных уровней теории (HF и DFT; с использованием различных функционалов и базисов), как для оптимизации геометрии, так и для расчета ХС. Единственным исключением являются ХС углеродов рядом с атомами третьей группы (сера, хлор и фосфор), для которых наблюдается значительное завышение величины ХС. Установлено, что для расчета ХС ('Н, ,3С и ,5N) для ряда азотсодержащих гетероароматических систем среднего размера комбинация B3LYP/6-31G(d)//RHF/6-31G является достаточной с точки зрения соотношения «время-качество».

3. В рамках рассмотренного подхода установлена химическая структура 24 новых производных хиноксалинов. Кроме того, для 6 производных хиноксалинов однозначно определена изомерная структура (изомерия положения).

4. Установлена химическая структура нового макроциклического производного хиноксалина. Показано, что для данного макроцикла в растворе реализуется конформационное равновесие между формами с симметричной и несимметричной ориентацией хиноксалиновых фрагментов относительно оси, соединяющей индолизиновые фрагменты, причем энергии этих форм близки.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи:

17

1. Balandina, A. Application of quantum chemical calculations of С NMR chemical shifts to quinoxaline structure determination [Text] / A. Balandina, V. Mamedov, X. Franck, B. Figadere, Sh. Latypov // Tetr.Lett. -2004. -V.45. -N.21. -P.4003-4007.

2. Balandina, A.A. Structure-NMR chemical shifts relationships for novel fiinc-tionalized derivatives of quinoxalines [Text] / A.A. Balandina, A.A. Kalinin, V.A. Mamedov, B. Figadere, Sh.K. Latypov // Magn. Res. Chem. -2005. -V.43. -N.10.-P.816-828.

3. Мамедов, B.A. З-Индолизин-2-илхиноксалины и моноподанды на их основе [Текст] / В.А. Мамедов, А.А. Калинин, В.В. Янилкин, А.Т. Губайдуллин, Ш.К. Латыпов, А.А. Баландина, О.Г. Исайкина, А.В. Тороп-чина, Н.В. Настапова, Н.А. Игламова, И.А. Литвинов // Изв. АН, сер. хим. -2005.-№11.-С. 2534-2541.

4. Balandina, A. Application of theoretically computed chemical shifts to structure determination of novel heterocyclic compounds [Text] / A. Balandina, D. Saf-ina, V. Mamedov, Sh. Latypov // J. Mol. Struct. -2006. -N.791. - P.77-81.

5. Баландина, A.A. Комбинированное использование 2D ЯМР корреляционных методов и неэмпирических расчетов химических сдвигов для установления структуры новых гетероциклических соединений [Текст] / А.А. Баландина, В.А. Мамедов, Е.А. Хафизова, Ш.К. Латыпов // Изв.АН, сер.хим. -2006. -№12, -С.2172-2179.

6. Мамедов, В.А. Синтез, строение и электрохимические свойства 21,31-дифенил-1 ,4 -диоксо-7,10,13-триокса-1,4(3,1 )-дихиноксалина

2(2,3),3(3,2)-дииндолизинациклопентадекафана [Текст] / В.А. Мамедов, А.А. Калинин, В.В. Янилкин, Н.В. Настапова, В.И. Морозов, А.А. Баландина, А.Т. Губайдуллин, О.Г. Исайкина, А.В. Чернова, Ш.К. Латыпов, И.А. Литвинов//Изв.АН. сер.хим. -2007. -№10. -С.1991-2003.

7. Balandina, A. Solution conformations of novel redox-active cyclophane based on biindolizinequinoxaline [Text] / A. Balandina, V. Mamedov, Sh. Latypov // J. Mol. Struct. -2008. doi: 10.1016/i.molstruc.2008.01.032.

Тезисы докладов:

1. Баландина, А.А. Установление структур изомерных хиноксалинов на основе данных ЯМР I3C / А.А. Баландина, И.Э. Исмаев, В.А. Мамедов, А.А. Калинин, Ш.К. Латыпов // Тезисы докладов X Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем». -Яльчик. -2003. — С.31.

2. Balandina, А.А. Structure-NMR Chemical Shift Relationships for Novel Func-tionalized Derivatives of Quinoxalines / A.A. Balandina, I.E. Ismaev, V.A. Mamedov, B. Figadere, Sh.K. Latypov // Тезисы докладов XVII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. -Казань. -2003. -Т.2.-С.14.

11

3. Balandina, А.А. Application of quantum chemical calculations of С NMR chemical shifts to Quinoxaline structure determination / A.A. Balandina, V.A. Mamedov, X. Franck, B. Figadere, Sh.K. Latypov // 1st Meeting "NMR in Heterogeneous Systems". Book of Abstracts. -Saint Petersburg. -2004. -P.86.

4. Balandina, A.A. Application of theoretically computed chemical shifts to structure determination of novel heterocyclic compounds / A.A. Balandina, D.F. Sai-fina, V.A. Mamedov, Sh.K. Latypov // Сборник тезисов VIII Международного семинара по магнитному резонансу (Спектроскопия, Томография и Экология). -Ростов-на-Дону. -2006. -С.-182.

5. Баландина, А.А. 3D структура дихиноксалина-дииндолизинациклопентадекафана по данным ЯМР / А.А. Баландина, О.Г. Исайкина, В.А. Мамедов, Ш.К. Латыпов // Сборник тезисов XIV Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем». -Яльчик. -2007. -С.22. .

6. Balandina, A. Solution conformations of novel redox-active cyclophane based on biindolizinequinoxaline [Text] / A. Balandina, V. Mamedov, Sh. Latypov // EUROMAR 2008. Book of Abstracts. -Saint Petersburg. -2008. -P. 122.

ключением

ХС СЗ R =0.994). Для ХС N также наблюдается хорошая корреляция теории с экспериментом (R =0.998) (рисунок 4.4). Аналогично для остальных соединений коэффициенты корреляции рассчитанных и экспериментальных ХС 13С близки к 1 (без ХС СЗ: для 12 R2=0.994, для 13 R2=0.996, для 14 R2=0.997). Исключение составляет только ХС углерода СЗ, расположенного вицинально к атому серы.

Изомерная структура

Исследуемые соединения, 11-14, реализуются в двух изомерах положения, идентификация которых в данном случае может быть проведена прямо по экспериментальным данным ЯМР (НМВС-корреляции, КССВ H-F/C-F, ЯЭО). Однако нередко эти методы оказываются недоступны, например, при отсутствии в соединениях индикативных ядер, которые могли бы быть использованы для корреляции с изомерной структурой (пространственно близкие Н для наблюдения ЯЭО и/или гетероядра со спином 1/2 (19F/3IP), которые имеют стереоспецифичную КССВ с 13С). При этом важность установления изомерной структуры несомненна, так как для разных изомеров свойства могут отличаться принципиально [249-260]. Поэтому имеется необходимость в надежном и эффективном инструменте для их отнесения.

С этой точки зрения было важно проверить качество используемого расчетного метода (GIAO DFT) для установления изомерной структуры на примере 11-14. Другими словами, точность расчетов ограничивается только установлением химической структуры или они могут быть использованы также для спектро-структурных корреляций более тонких эффектов, например, региоизомерии (рисунок 4.5).

Рисунок 4.5. Структура изомеров I и II исследуемых соединений

Для исследуемых соединений различие в изомерной структуре можно рассматривать с двух сторон (рисунок 4.5): например, смена положения заместителей R1/R2 (путь а) или, с другой стороны, в данном случае это переворачивание всего фрагмента (тиазольного и амидного) до атомов азота N10/N5 (путь б). ХС ядер между этими атомами зависят от взаимного положения заместителей в изомерах, поэтому их ХС могут быть использованы для проведения спектро-структурных (изомерных) корреляций*. При этом изменения ХС этих углеродов небольшие по сравнению с абсолютной величиной ХС, и соответственно коэффициенты линейной корреляции (R2) различаются незначительно при правильном (R =0.98-0.99) и неправильном (R =0.95-0.96) отнесении изомерной структуры. Поэтому в данном случае эффективнее анализировать не сами величины ХС, а только разницы ХС соответствующих углеродов для фрагмента, структура которого сохраняется неизменной (т.е. и локальные вклады в ХС одинаковы) при изменении положения заместителя в другом фрагменте при переходе к другому изомеру**.

Для определения изомерной структуры сопоставляли набор рассчитанных ХС (рисунок 4.6а) с экспериментальными данными ((8расч1 - 8;расч2) против (8i3KCnl - 8i3Kcn2) для двух вариантов отнесения изомерной структуры (рисунок 4.66 и в)). Например, для 11-12 при использовании ХС 13С бензо фрагмента хиноксалина (если рассматривать различие в изомерной структуре по пути б, сохраняя неизменной структуру бензо фрагмента) оцениваются изменения ХС соответствующих ядер в (3/Р'- и у/у'-положениях относительно R]/R2 в обоих изомерах (рисунок 4.6). В принципе анализировать можно было бы ХС всех углеродов, но с одной стороны, «периферийные» ядра достаточно удалены от места структурных изменений, то есть практически не должны испытывать влияния при переходе между изомерами. С другой стороны, ядра в а-положениях подвергаются сильному влиянию самих заместителей, что вносит в их ХС дополнительные вклады, которые трудно учесть. Во-первых, при расчете ХС невозможно корректно учесть эффекты среды, ассоциации и т.п. Во-вторых, для используемого расчетного метода (GIAO DFT) характерна недооценка ХС 13С. Поэтому анализ именно разницы ХС позволит скомпенсировать вклады от перечисленных эффектов. м

Рассчитанные данные

Ph I У

OS.OJ I

-NL AlW N$

1Ж38 «

-^Ph 114.29 J43.54

95.77

II

98.16 awi«j

145.84 api J^

104.16

N" \

Ph

S 11 I

Экспериментальные данные

M.

Гипотеза №1

Ph V

16 X

II

109.63 №9)123.16 fg .

3.54 a(3}f p 21.02

153.25 PWII1J7H

102.64

104.80 IV6) I24.-2H „

153.41

I^S?4/ (Й6.27 \,

N \

Ph

Гипотеза №2 ваты f, 106.27

Результаты анализа г)

10 ч I

-10

У =■ g 1 г л расчет ■ эксп д) ядро эксп 1'

Рисунок 4.6. Структура изомеров 11 и 12 с С ХС. Разница экспериментальных и рассчитанных ХС ,JC (А5, м.д.) для различных отнесений изомерной структуры 11 и 12: (г) Д5 = 8i3Kcnl - 5™сп2 vs Д5 = 5;Paci!l . §.Расч2) (д) д§ =

5i3KCn2' vs Дб = 6Гч1 - 5(расч2

133.54 151.08

153.25

Действительно, для правильной гипотезы (№1, рисунок 4.66) рассчитанные разницы ХС согласуются с экспериментальными (рисунок 4.6г). В то же время ясно, что если принять вторую гипотезу (№2, рисунок 4.6в)\ то это приведет к полному несоответствию между экспериментом и расчетом (рисунок 4.6д). Анализ ХС при рассмотрении изомерии с другой стороны (изменение положения R1/R2) также позволяет идентифицировать эти изомеры.

Аналогично, в случае соединений 13 и 14 при рассмотрении правильной гипотезы приписания изомеров предполагаемые разницы ХС (GIAO DFT) изомеров также находятся в согласии с соответствующими экспериментальными величинами (рисунок 4.7).

Ph

Рисунок 4.7. Разница экспериментальных и рассчитанных ХС 13С (Дб, м.д.) для правильной гипотезы отнесения изомерной структуры 13 и 14 (А5 = 5,эксп 1 - 8Гксп2 vs Д5 = 8.расч1 - 8ipac"2) (нумерация ядер приведена в соответствии с изомером 13)

Структура изомеров 15 и 16, отличающихся положением нитрогруппы (схема 4.1), установлена подобным же образом. Основные фрагменты изомеров (бензо фрагментов хиноксалина и индолизина, фенильного фрагмента) определены по данным 2D экспериментов ЯМР (COSY, HSQC, НМВС). В случае противоположного отнесения изомерной структуры (эксп I' и эксл2') изменяется нумерация ядер Сб/9, С5а/9а, т.к. отсчет начинается с тиазольного фрагмента {т.е. в изомере / р-/у- атомы - это С9 и С9а, а в ff-это Сб и С5а)

Ключевые корреляции показаны на рисунке 4.8. (экспериментальные ХС 'Н и 13С для 15,16 приведены в приложении 9).

Рисунок 4.8. Принципиальные гомо- ( Н- Н) (черные сплошные стрелки; для упрощения рисунка 'Н-'Н корреляции показаны только для бензои-мидазольного фрагмента) и гетероядерные (!Н-13С - серые сплошные линии) корреляции для изомеров 15 и 16

Как и в предыдущем случае при рассмотрении правильной гипотезы отнесения изомерной структуры для соединений 15 и 16 рассчитанные разницы ХС изомеров также находятся в согласии с соответствующими экспериментальными величинами (рисунок 4.9) [261]. ч 2

1.5 1

0.5 0 -0.5 -1 -1.5

42 c2J cD ш сЗ с4а

15,16 ядро

- □ расчет □ эксп,

Рисунок 4.9. Разница экспериментальных и рассчитанных ХС 13С (Д5, м.д.) для правильной гипотезы отнесения изомерной структуры 15 и 16 (Д8 = Sj3Kcnl

- 5i3KC"2 us Д6 = ьг41 - 5ipaC42)

В дополнение, данные ЯЭО подтверждают это соотнесение (1D спектры DPFGNOE в приложении 10): в обоих изомерах наблюдались ЯЭО между Н5 и Н2"6", за счет пространственной близости бензо фрагмента хиноксалина и фенильного фрагмента молекулы в соответствующих изомерах (рисунок 4.10).

NO,

15 16

Рисунок 4.10. Принципиальные ЯЭО и их корреляция со структурой для изомеров 15 и 16

1. Cheeseman, G.W.H. The chlorination, sulphonation, and nitration of pyr-rolol,2-a.quinoxalines [Text] / G.W.H. Cheeseman, B. Tuck // J. Chem. Soc. (C). -1967. -N.13.-P.1164-1167.

2. Cheeseman, G.W.H. The preparation and rearrangement of bromo- and iodo-pyrrolol,2-a.- quinoxalines [Text] / G.W.H. Cheeseman, P.D. Roy // J. Chem. Soc. (C). -1968. -N.22. -P.2848-2852.

3. Heffernan, M. P.M.R. spectra of heteroaromatic molecules containing bridgehead nitrogen atoms. IV. Pyrrolol,2-a.quinoxaline [Text] / M. Heffernan, G. Irvine // Aust. J. Chem. -1976. -N.29. -P.837-845.1 и

4. Jacobsen, E.J. Piperazine Imidazol,5-a.quinoxaline Ureas as High-Affinity GABAa Ligands of Dual Functionality [Text] / E. J. Jacobsen, L.S. Stelzer, R.E. TenBrink, K.L. Belonga, D.B. Carter, H.K. Im, W.B. Im, V.H. Sethy,

5. A.H. Tang, P.F. VonVoigtlander, J.D. Petke, W.Z. Zhong, J.W. Mickelson // J. Med. Chem. -1999. -N.42. -P. 1123-1144.

6. Seitz, L.E. Synthesis and Antimycobacterial Activity of Pyrazine and Quinox-aline Derivatives Text. / L.E. Seitz, WJ. Suling, R.C. Reynolds // J. Med. Chem. -2002. -N.45. -P.5604-5606.

7. Katritzky, A.R. A Novel Rearrangement to l,2,4-Triazolol,5-a.quinoxalines [Text] / A.R. Katritzky, T.-B. Huang, O.V. Denisko // J. Org. Chem. -2002. -N.67, -P.3118-3119.

8. Boguslavskiy, A.M. A new methodology of annelation of five and sevenmembered heterocycles to quinoxalines Text. / A.M. Boguslavskiy, M.G. Ponizovskiy, M.I. Kodess, V.N. Charushin // Russ. Chem. Bull. -2003. -V.52.-N. 10.-P.2175-2184.

9. Мамедов, В.А. Поликонденсированные азотсодержащие гетероциклы.У!.* Пирроло1,2-а.хиноксалины [Текст] / В.А. Мамедов,

10. А.А. Калинин, А.Т. Губайдуллин, И.А. Литвинов, Н.М. Азанчеев, Я.А. Левин // ЖОрХ. -2004. -№40. -Р. 123-132.

11. Мамедов, В.А. Поликонденсированные азотсодержащие гетероциклы IX. Окислительное имидазоа.аннелирование З-бензоилхиноксалин-2-онов [Текст] / В.А. Мамедов, А.А. Калинин, Е.А. Горбунова, И. Бауер, В.Д. Хабикер // ЖОрХ. -2004. -Т.40. -В.1. -С.1082-1087.

12. Калинин, А.А. Спиротиазоло4',2.- и тиазоло[3,4-а]хиноксалины на основе 3-(а-бромэтил)хиноксалин-2-онов и тиомочевины [Текст] / Калинин А.А., Исайкина О.Г., Мамедов В.А. // ХГС- 2004. №11. -С.1741-1743.

13. Gubaidullin, А.Т. The Supramolecular Structure of Thiazolo3,4-a.quinoxalines: Hydrogen Bonding and Amphiphilic Properties [Text] / A.T. Gubaidullin, V.A. Mamedov, I.A. Litvinov // Arkivok. -2004. -N.XII. -P.80-94.

14. Jaso, A. Synthesis of New Quinoxaline-2-carboxylate 1,4-Dioxide Derivatives as Anti-Mycobacterium tuberculosis Agents Text. / A. Jaso, B. Zarranz, I. Aldana, A. Monge // J. Med. Chem. -2005. -N.48. -P.2019-2025.

15. Carmeli, M. A New Efficient Route for the Formation of Quinoxaline N-Oxides and iV,N'-Dioxides Using HOF-CHsCN Text. / M. Carmeli, S. Rozen // J. Org. Chem. -2006. -N.71. -P.5761-5765.

16. Dhar, S. DNA Cleavage on Photoexposure at the d-d Band in Ternary Cop-per(II) Complexes Using Red-Light Laser Text. / S. Dhar, M. Nethaji, A.R. Chakravarty // Inorg. Chem. -2006. -N.45. -P.l 1043-11050.

17. Hui, X. Synthesis and antiprotozoal activity of some new synthetic substituted quinoxalines Text. / X. Hui, J. Desrivot, C. Bories, P.M. Loiseau, X. Franck, R. Hocquemiller, B. Figadere // Bioorg. Med. Chem. Lett. -2006. -N.16. -P.815-820.

18. Горбунова, Е.А. Окислительное дегидробромирование 3-а-бромбензилхиноксалин-2(1Н)онов в реакции Корнблюма как простой и эффективный метод синтеза хиноксалиниларил кетонов Текст. / Е.А. Горбунова, В.А. Мамедов // ЖОрХ. -2006. -Т.42. -№10. -С.1540-1542.

19. Мамедов, В.А. Хиноксалино-бензимидазольная перегруппировка в синтезе бензимидазоломоноподандов Текст. / В.А. Мамедов, А.А. Калинин,

20. A.Т. Губайдуллин, Е.А. Горбунова, И.А. Литвинов // ЖОрХ. -2006. -Т.42. -№10. -С. 1543-1554.

21. Мамедов, В.А. Поликонденсированные азотсодержащие гетероциклы XVI. Селенозоло3,4-а.- и тиазоло[3,4-а]хиноксалин-4(5Н)оны [Текст] /

22. B.А. Мамедов, Д.Ф. Сайфина, Е.А. Бердников, И.Х. Ризванов // Изв. АН, сер. хим. -2007. -№10. -С.2055-2058.

23. Мамедов, В.А. 3-(а-Азидоалкилхиноксалин-2(1Н)оны и алкилхинокса-линилкетоны на их основе Текст. / В.А. Мамедов, Д.Ф. Сайфина, Е.А. Бердников // ХГС. -2007. -№4. -С.574-577.

24. Spatz, J.H. Combinatorial synthesis of 4-oxo-4H-imidazol,5-a.quinoxalines and 4-oxo-4H-pyrazolo[l,5-a]quinoxalines [Text] / J.H. Spatz, M. Umkehrer,

25. C. Kalinski, G. Ross, C. Burdack, J. Kolba, T. Bach // Tetr. Lett. -2007. -N.48. -P.8060-8064.

26. Cho, C.S. Ketones as a new synthon for quinoxaline synthesis Text. / C.S. Cho, W.X. Renb, S.C. Shim // Tetr. Lett. -2007. -N.48. -P.4665-4667.

27. Nasar, M.K. Three-component tandem reactions of (2-arylsulfanyl-3-aryl-2-oxiranyl)(aryl)methanones and o-phenylenediamine: formation of quinoxalines Text. / M.K. Nasar, R.R. Kumar, S. Perumal // Tetr. Lett. -2007. -N.48. -P.2155-2158.

28. Rong, F. Structure-activity relationship (SAR) studies of quinoxalines as novel HCV NS5B RNA-dependent RNA polymerase inhibitors Text. / F. Rong, S. Chow, S. Yan, G. Larson, Z. Hong, J. Wu // Bioorg. Med. Chem. Lett. -2007. -N.17. -P. 1663-1666.

29. Yan, L. An efficient synthesis of quinoxaline derivatives from 4-chloro-4-deoxy-a-D-galactose and their cytotoxic activities Text. / L. Yan, F.-W. Liu, G.-F. Dai, H.-M. Liu // Bioorg. Med. Chem. Lett. -2007. -N.17. -P.609-612.

30. Grande, F. Synthesis and antitumor activities of a series of novel Quinoxalinhydrazides Text. / F. Grande, F. Aiello, O. De Grazia, A. Brizzi, A. Garofaloa, N. Neamati // Bioorg. Med. Chem. -2007. -N.15. -P.288-294.

31. Khan, S.A. Synthesis, characterization and in vitro antibacterial activity of new steroidal thiazolo quinoxalines Text. / S.A. Khan, K. Saleem, Z.K. European // J. Med. Chem. -2007. -N.42. -P.103-108.

32. Jiang, Q. Design of artificial metallonucleases with oxidative mechanism Text. / Q. Jiang, N. Xiao, P. Shi, Y. Zhua, Z. Guo // Coord. Chem. Rev. -2007. -N.251. -P. 1951-1972.

33. Bailly, C. DNA recognition by quinoxaline antibiotics: use of base-modified DNA molecules to investigate determinants of sequence-specific binding of triostin A and TANDEM Text. / C. Bailly, M.J. Waring // Biochem. J. -1998. -N.330. -P.81-87.

34. Gao, H. DNA Sequence Specificity for Topoisomerase II Poisoning by the Quinoxaline Anticancer Drugs XK469 and CQS Text. / H. Gao, E.F. Yama-saki, K.K. Chan, L.L. Shen, R.M. Snapka // Mol Pharmacol. -2003. -N.63. -P.1382-1388.

35. Lia, N. Interaction of echinomycin with guanine: electrochemistry and spectroscopy studies Texts. / N. Lia, L. Guob, J. Jianga, X. Yang // Biophys. Chem. -2004. -N.l 11. -P.259-265

36. Kotharkar, S.A. Synthesis of antimicrobial 2,9,10-trisubstituted-6-oxo-7,12-dihydro-chromeno3,4-b.quinoxalines [Text] / S.A. Kotharkar, D.B. Shinde // Bioorg. Med. Chem. Lett. -2006. -N.16. -P.6181-6184.

37. Gauvin J. The Food Mutagen 2-Amino-3,8-dimethylimidazo4,5-/Jquinoxaline: A Conformational Analysis of Its Major DNA Adduct and Comparison with the 2-Amino-3-methylimidazo[4,5-/.quinoline Adduct

38. Text. / J. Gauvin, S. Broyde, R. Shapiro // Chem. Res. Toxicol. -2001. -N.14. -P.476-482.

39. Lakshmi, V.M. Nitric Oxide-Mediated Nitrosation of 2-Amino-3,8-dimethylimidazo4,5-/lquinoxaline Potentiated by Hemin and Myeloperoxidase [Text. / V.M. Lakshmi, F.F. Hsu, T.V. Zenser // Chem. Res. Toxicol.2005.-N. 18.-P. 1038-1047.

40. Funk, C. Influence of Lignification and Feruloylation of Maize Cell Walls on the Adsorption of Heterocyclic Aromatic Amines Text. / C. Funk, P. Weber, J. Thilker, J.H. Grabber, H.Steinhart, M. Bunzel // J. Agric. Food Chem.2006.-N.54.-P. 1860-1867.

41. Chen, S. New Organic Light-Emitting Materials: Synthesis, Thermal, Photo-physical, Electrochemical, and Electroluminescent Properties Text. / S. Chen, X. Xu, Y. Liu, W. Qiu, G. Yu, H. Wang, D. Zhu // J. Phys. Chem. C. -2007. -N.l 11. -P. 1029-1034.

42. Thelakkat, M. Synthesis and Characterization of Highly Fluorescent Main-Chain Copolyimides Containing Perylene and Quinoxaline Units Text. / M. Thelakkat, P. Polsch, H.-W. Schmidt // Macromolecules. -2001. -N.34. -P.7441-7447.

43. Naraso. High Performance n- and p-Type Field-Effect Transistors Based on Tetrathiafulvalene Derivatives Text. / Naraso, J. Nishida, D. Kumaki, S. To-kito, Y. Yamashita // J. Am. Chem. Soc. -2006. -N.128. -P.9598-9599.

44. Sessler, J.L. Quinoxaline-Bridged Porphyrinoids Text. / J.L. Sessler, H. Maeda, T. Mizuno, V.M. Lynch, H. Furuta // J. Am. Chem. Soc. -2002. -N.l24.-P. 13474-13479.

45. Pagliusi, P. Sensing Vase-to-Kite Switching of Cavitands by Sum-Frequency Vibrational Spectroscopy Text. / P. Pagliusi, F.L. Labarthet, D.K. Shenoy, E. Dalcanale, Y. Ron Shen // J. Am. Chem. Soc. -2006. -N.l28. -P.12610-12611.

46. Catarzi, D. Synthesis, Ionotropic Glutamate Receptor Binding Affinity, and Structure-Activity Relationships of a New Set of 4,5-Dihydro-8-heteroaryl-4-oxo-1,2,4-triazolol ,5-a.quinoxaline-2-carboxylates Analogues of TQX-173

47. Text. / D. Catarzi, V. Colotta, F. Varano, G. Filacchioni, A. Galli, C. Costagli, V. Carla // J. Med. Chem. -2001. -N.44. -P.3157-3165.

48. Nair, V. Acid-Promoted Annulation of o-Quinonediimines by Allylstannane: A Facile Synthesis of Quinoxaline Derivatives Text. / V. Nair, R. Dhanya, C. Rajesh, M.M. Bhadbhade, K.M. Lewis // Org. Lett. -2004. -V.6. -N.25. -P.4743-4745.

49. Inbaraj, J.J. Photochemical and Photobiological Studies of Tirapazamine (SR 4233) and Related Quinoxaline 1,4-Di-7V-oxide Analogues Text. / J.J. Inbaraj, A.G. Motten, C.F. Chignell // Chem. Res. Toxicol. -2003. -N.16. -P.164-170.

50. Klein, D.J. Synthesis of Poly(phenylquinoxaline)s via Self-Polymerizable Quinoxaline Monomers Text. / D.J. Klein, D.A. Modarelli, F.W. Harris // Macromolecules. -2001. -N.34. -P.2427-2437.

51. Aqad, E. Synthesis of Stable Seleno3,4-6.quinoxaline Derivatives [Text] / E. Aqad, M.V. Lakshmikantham, M.P. Cava // Org. Lett. -2003. -V.5. -N.22. -P.4089-4092.

52. Kulkarni, A.P. Quinoxaline-Containing Polyfluorenes: Synthesis, Photophys-ics, and Stable Blue Electroluminescence Text. / A.P. Kulkarni, Y. Zhu, S.A. Jenekhe // Macromolecules. -2005. -N.38. -P.1553-1563.

53. Castro, P.P. Quinoxaline Excision: A Novel Approach to Tri- and Diquinoxa-line Cavitands Text. / P.P. Castro, G. Zhao, G.A. Masangkay, C. Hernandez, L.M. Gutierrez-Tunstad // Org. Lett. -2004. -V.6. -N.3. -P.333-336.

54. Abraham, R.J. Analysis of High Resolution NMR Spectra Text. / R.J. Abraham. //-Amsterdam: Elsevier. -1971.

55. Shamma, M. Carbon-13 NMR Shift Assignment of Amines and Alkaloids Text. / M. Shamma, D.M. Hindenlang // -New York: Plenum Press. -1979.

56. Levy, G.C. Topics in Carbon-13 NMR Spectroscopy, 2nd edn Text. / G.C. Levy // -New York: Wiley-Interscience. -1980.

57. Breitmaier, E. Carbon-13 NMR Spectroscopy Text. / E. Breitmaier, W. Voel-ter // -Weinheim: VCH. -1987.

58. Gunther, H. NMR Spectroscopy: An Introduction Text. / H. Gunther // -New York: John Wiley & Sons. -1987.

59. Chichirov, A.A. Equilibrium in the cellulose nitrates-nitric acid system Text. / A.A. Chichirov, A.V. Kuznetsov, Yu.M. Kargin, V.V. Klochkov, G.N. Marchenko, G.G. Garifzyanov // Polymer Science U.S.S.R. -1990. -V.32. -P.441-446.

60. Jeener, J. Presented at the Ampere Summer School in Basko Polje. Yugoslavia. September. -1971.

61. Aue, W.P. Two-dimensional spectroscopy. Application to nuclear magnetic resonance Text. / W.P. Aue, E. Bartholdi, R.R. Ernst // J. Chem. Phys. -1976. -V.64. -P.2229-2246.

62. Bax, A. Two-Dimensional NMR in Liquids Text. / A. Bax // -Dordrecht: Reidel. -1984.

63. Derome, A.E. Modern NMR Techniques for Chemistry Research Text. / A.E. Derome // -Cambridge: Pergamon. -1988.

64. Atta-ur-Rahman. One and Two Dimensional NMR Spectroscopy Text. / Atta-ur-Rahman //, -Amsterdam: Elsevier. -1989.

65. Ernst, R.R. Principles of NMR in One and Two Dimensions Text. / R.R. Ernst, G. Bodenhausen, A. Wokaun // -Oxford: Oxford University Press. -1990.

66. Nagayama, K. Experimental techniques of two-dimensional correlated spectroscopy Text. / K. Nagayama, A. Kumar, K. Wiithrich, R. R. Ernst // J. Magn. Reson. -1980. -N.40. -P.321-334.

67. Bax, A. An Improved Method for Heteronuclear Chemical Shift Correlation by Two-Dimensional NMR Text. / A. Bax, G.A. Morris // J. Magn. Reson. -1981.-N.42.-P.501-505.

68. Bax, A. Sensitivity-enhanced two-dimensional heteronuclear shift correlation NMR spectroscopy Text. / A. Bax, S. Subramanian // J. Magn. Reson. -1986. -V.67. -P.565-569.1 13

69. Bax, A. H and С assignments from sensitivity enhanced detection of heteronuclear multiple-bond connectivity by two-dimensional multiple quantum NMR Text. / A. Bax, M.F. Summers // J. Am. Chem. Soc. -1986. -Y.108. -P.2093-2094.

70. Croasmun, W.R. Two-Dimensional NMR Spectroscopy Text. / W.R. Croas-mun, R.M.K. Carlson I I -Weinheim: VCH. -1987.

71. Kay, L. Pure absorption gradient enhanced heteronuclear single quantum correlation spectroscopy with improved sensitivity Text. / L. Kay, E.P. Keifer, T. Saarinen//J. Am. Chem. Soc. -1992. -N.l 14. -P.10663-10665.

72. Pelton, J.G. Heteronuclear NMR pulse sequences applied to biomolecules Text. / J.G. Pelton, D.E. Wemmer // Annu. Rev. Phys. Chem. -1995. -V.46. -P. 139-167.

73. Van, Q.N. A pulsed-field-gradient NMR technique without the usual sensitivity loss. Spatial population sculpting Text. / Q.N. Van, A.J. Shaka // J. Magn. Reson, Series A. -1996. -N.l 19. -P.295-301.

74. Mackin, G. Phase-Sensitive Two-Dimensional HMQC and HMQC-TOCSY Spectra Obtained Using Double Pulsed-Field-Gradient Spin Echoes Text. / G. Mackin, A.J. Shaka // J. Magn. Reson, Series A. -1996. -N.l 18. -P.247-255.

75. Berger, S. NMR techniques employing selective radiofrequency pulses in combination with pulsed field gradients Text. / S. Berger // Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrom. -1997. -V.30. -P.137-156.

76. Parella, T. Improved Sensitivity in Gradient-Based ID and 2D Multiplicity-Edited HSQC Experiments Text. / T. Parella, F. Sanchez-Ferrando, A. Virgili // J. Magn. Reson. -1997. -V.126. -P.274-277.

77. Parella, T. Sensitivity Improvements in Selective 'Н-ПС ID Polarization-Transfer Schemes Text. / T. Parella, F. Sanchez-Ferrando, A. Virgili // J. Magn. Reson. -1997. -V.126. -P.278-282.

78. Parella, T. Pulsed field gradients: a new tool for routine NMR Text. / T. Parella // Magn. Reson. Chem. -1998. -V.36. -P.467-495.

79. Crouch, R.C. Applications of cryogenic NMR probe technology to long-range 1H-15N 2D NMR studies at natural abundance Text. / R.C. Crouch, W. Llanos, K.G. Mehr, C.E. Hadden, D.J. Russell, G.E. Martin // Magn. Reson. Chem. -2001. -V.39. -P.555-558.

80. Kline, M. A robust method for determining 'H-15N long-range correlations: 15N optimized CIGAR-HMBC experiments Text. / M. Kline, S. Cheatham // Magn. Reson. Chem. -2003. -V.41. -P.307-314.

81. Burger, R. HMSC: simultaneously detected heteronuclear shift correlation through multiple and single bonds Text. / R. Burger, C. Schom, P. Bigler // J. Magn. Reson. -2001. -N.148. -P.88-94.

82. Sprang, T. A new technique for differentiating between 2J(C,H) and 3/4J(C,H) connectivities Text. / T. Sprang, P. Bigler // Magn. Reson. Chem. -2003. — N.41. -P.177-182.

83. Sprang, T. HMBC-RELAY: A combined technique for the differentiation of simultaneously detected 2J(C,H) and nJ(C,H) connectivities Text. / T. Sprang, P. Bigler// Magn. Reson. Chem. -2004. -V.42. -P.55-60.

84. Teklu, S. Electrochemical studies of biologically active indolizines Text. / S. Teklu, L.-L. Gundersen, T. Larsen, K.E. Malterud, F. Rise. // Bioorg. Med. Chem. -2005. -N.13. -P.3127-3139.

85. Popowycz, F. Synthesis and reactivity of 4-, 5- and 6-azaindoles Text. / F. Popowycz, J.-Y. Merour, B. Joseph // Tetrahedron. -2007. -N.63. -P.8689-8707.

86. Altman, R.A. Copper-Catalyzed N-Arylation of Imidazoles and Benzimida-zoles Text. / R.A. Altman, E.D. Koval, S.L. Buchwald // J. Org. Chem. -2007. -N.72. -P.6190-6199.

87. Trofimenko, S. Structure and tautomerism of 4-bromo substituted 1H-pyrazoles Text. / S. Trofimenko, G.P.A. Yap, F.A. Jove, R.M. Claramunt, M.A. Garcia, M.D. Santa Maria, I. Alkorta, J. Elguero // Tetrahedron. -2007. -N. 63. -P.8104-8111.

88. Faraldos, J.A. Conformational analysis of (D)-germacrene A by variabletem-perature NMR and NOE spectroscopy Text. / J.A. Faraldos, S. Wu, J. Chap-pell, R.M. Coates // Tetrahedron. -2007. -N.63. -P.7733-7742.

89. Uruma, Y. Assignment of 13C NMR spectrum for blepharismin С based on biosynthetic studies Text. / Y. Uruma, K. Sakamoto, K. Takumi, M. Doe, Y. Usuki, H. Iio //Tetrahedron. -2007. -N.63. -P.5548-5553.

90. Leca, D. Acid-Catalyzed Aza-Diels-Alder Reactions for the Total Synthesis of (±)-Lapatin В Text. / D. Leca, F. Gaggini, J. Cassayre, O. Loiseleur // J. Org. Chem. -2007. -N.72. -P.4284-4287.

91. Phillips, S.T. Syntheses of the Eastern Halves of Ritterazines B, F, G, and H, Leading to Reassignment of the 5,5-Spiroketal Stereochemistry of Ritterazines В and F Text. / S.T. Phillips, M.D. Shair // J. Am. Chem. Soc. -2007. -N.129. -P.6589-6598.

92. Inokuma, S. Synthesis of crownophanes possessing three pyridine rings Text. / S. Inokuma, T. Yatsuzuka, S. Ohtsuki, S. Hino, J. Nishimura // Tetrahedron. -2007. -N.63. -P.5088-5094.

93. Guinchard, X. Total Synthesis of Marine Sponge Bis(indole) Alkaloids of the Topsentin Class Text. / X. Guinchard, Y. Vallee, J.-N. Denis // J. Org. Chem. -2007. -N.72. -P.3972-3975.

94. Wagner-Wysiecka, E. Azomacrocyclic derivatives of imidazole: synthesis, structure, and metal ion complexation properties Text. / E. Wagner-Wysiecka, M. Jamrogiewicz, M.S. Fonari, J.F. Biernat // Tetrahedron. -2007. -N.63.-P.4414-4421.

95. Gaddam, V. A New Entry to Poly cyclic Indole Derivatives via Intramolecular Imino Diels-Alder Reaction: Observation of Unexpected Reaction Text. / V. Gaddam, R. Nagarajan // J. Org. Chem. -2007. -N.72. -P.3573-3576.

96. Kamikawa, K. Stereoselective Synthesis of Both Enantiomers of 7V-Aryl Indoles with Axially Chiral N-C Bonds Text. / K. Kamikawa, S. Kinoshita, M. Furusyo, S. Takemoto, H. Matsuzaka, M. Uemura // J. Org. Chem. -2007. -N.72. -P.3394-3402.

97. Kobayashi, K. Synthesis of 9-arylamino- and (Z)-9-arylimino-9H-pyrrolo-l,2-a.indoles by reactions of 2-(pyrrol-l-yl)-benzaldehydes with aryl amines

98. Text. / К. Kobayashi, Y. Himei, S. Fukamachi, M. Tanmatsu, O. Morikawa, H. Konishi // Tetrahedron. -2007. -N.63. -P.4356-4359.

99. Mohamed, A.A. Synthesis and molecular orbital calculations of some benzo-substituted macrocyclic diamides and their corresponding macrocyclic dithio-diamides Text. / A.A. Mohamed, G.S. Masaret, A.H.M. Elwahy // Tetrahedron. -2007. -N.63. -P.4000^1010.

100. Santa Mariya, M.D. Synthesis, structure, and isomerism of N-2,4-dinitrophenylbenzotriazoles Text. / M.D. Santa Mariya, R.M. Claramunt, M.A. Garciy, J. Elguero // Tetrahedron -2007. -N.63. -P.3737-3744.

101. Bowman, W.R. Amides as precursors of imidoyl radicals in cyclisation reactions Text. / W.R. Bowman, A.J. Fletcher, J.M. Pedersen, P.J. Lovell, M.R.J. Elsegood, E.H. Lopez, V. McKeea, G.B.S. Potts // Tetrahedron. -2007. -N.63. -P. 191-203.

102. Qian, X. Highly efficient antitumor agents of heterocycles containing sulfur atom: Linear and angular thiazonaphthalimides against human lung cancer cell in vitro Text. / X. Qian, Z. Lib, Q. Yang // Bioorg. Med. Chem. -2007. -N.15. -P.6846-6851.

103. Kawata, Sh. Synthetic Study of Kedarcidin Chromophore: Revised Structure Text. / Sh. Kawata, Sh. Ashizawa, M. Hirama // J. Am. Chem. Soc. -1997. -N.l 19. -P.12012-12013.

104. Ren, F. Kedarcidin Chromophore: Synthesis of Its Proposed Structure and Evidence for a Stereochemical Revision Text. / F. Ren, P.C. Hogan, A.J. Andersen, A.G. Myers //J. Am. Chem. Soc. -2007. -N.129. -P.5381-5383.

105. Morita, H. Samoquasine A, a Benzoquinazoline Alkaloid from the Seeds of Annona squamosa Text. / H. Morita, Y. Sato, K.-L. Chan, C.-Y. Choo, H. Itokawa, 1С. Takeya, J. ICobayashi // J. Nat. Prod. -2000. -N.63. -P.1707-1708.

106. Morita, H. Samoquasine A, a Benzoquinazoline Alkaloid from the Seeds of Annona squamosa Text. / Morita, H. Morita, Y. Sato, K.-L. Chan, C.-Y. Choo, H. Itokawa, K. Takeya, J. Kobayashi // J. Nat. Prod. -2002. -N.65. -P.1748-1748.

107. Yang, Y. L. Total synthesis of 3,4-dihydrobenzoh.quinazolin-4-one and structure elucidation of perlolidine and samoquasine A [Text] / Y.L. Yang, F.R. Chang, Y.C. Wu // Tetrahedron Lett. -2003. -N.44. -P.319-322.

108. Chakrabarty, M. An expedient synthesis of benzoh.quinazolin-4(3H)-one: structure of samoquasine a revisited [Text] / M. Chakrabarty, S. Sarkar, Y. Harigaya // Synthesis. -2003. -P.2292-2294.

109. Matyus, P. New pathways towards pyridazino-fused ring systems Text. / P. Matyus, B.U.W. Maes, Z. Riedl, G. Hajos, G.L.F. Lemiere, P. Tapolcsanyi, K. Monsieurs, O. Elias, R.A. Dommisse, G. Krajsovszky // Synlett. -2004. -P.1123-1139.

110. Suzuki, K. Isoaurostatin, a Novel Topoisomerase Inhibitor Produced by Thermomonospora alba Text. / K. Suzuki, S. Yahara, K. Maehata, M. Uyeda// J. Nat. Prod. -2001. -N.64. -P.204-207.

111. Atta-ur-Rahman. Two New Aurones from Marine Brown Alga Spatoglossum variabile Text. / Atta-ur-Rahman, M.I. Choudhary, S. Hayat, A.M. Khan, A. Ahmed// Chem. Pharm. Bull. -2001. -N.49(1). -P.105-107.

112. Venkateswarlu, S. Isoaurostatin: total synthesis and structural revision Text. / S. Venkateswarlu, G.K. Panchagnula, M.B. Guraiah, G.V. Subbaraju // Tetrahedron. -2005. -N.61. -P.3013-3017.

113. Venkateswarlu, S. Isoaurones: synthesis and stereochemical assignments of geometrical isomers Text. / S. Venkateswarlu, G.K. Panchagnula, M.B. Gu-raiah, G.V. Subbaraju // Tetrahedron. -2006. -N.62. -P.9855-9860.

114. Olah, G.A. Preparation, NMR Spectroscopic, and ab 7mYz'o/DFT/GIAO-MP2 Studies of Halomethyl Cations Text. / G.A. Olah, G. Rasul, L. Heiliger, G.K.S. Prakash // J. Am. Chem. Soc. -1996. -N.l 18. -P.3580-3583.

115. Forsyth, D.A. Computed 13C NMR Chemical Shifts via Empirically Scaled GIAO Shieldings and Molecular Mechanics Geometries. Conformation and

116. Configuration from 13C Shifts Text. / D.A. Forsyth, A.B. Sebag // J. Am. Chem. Soc. -1997. -N.l 19. -P.9483-9494.

117. Olah, G.A. 'H, 13C, ,5N NMR and Ab Initio/IGLO/GIAO-MP2 Study of Mono-, Di-, Tri-, and Tetraprotonated Guanidine Text. / G.A. Olah, A. Bur-richter, G. Rasul, M. Hachoumy, G.K.S. Prakash // J. Am. Chem. Soc. -1997. -N.l 19.-P. 12929-12933.

118. Lampert, H. NMR Shieldings in Benzoyl and 2-Hydroxybenzoyl Compounds. Experimental versus GIAO Calculated Data Text. / H. Lampert, W. Mikenda, A. Karpfen, H. Kalhlig // J. Phys. Chem. A. -1997. -N.l01. -P.9610-9617.

119. Buntkowsky, G. Application of Optical Nuclear Polarization Enhanced I3C NMR Text. / G. Buntkowsky, W. Hoffmann, T. Kupka, G. Pasterna, M. Ja-worska, H.-M. Yieth // J. Phys. Chem. A. -1998. -N.l02. -P.5794-5801.

120. Prakash, G.K.S. Ab Initio/IGLO/GIAO-MP2 Study of Hypercoordinate Square-Pyramidal Carbocations Text. / G.K.S. Prakash, G. Rasul, G.A. Olah // J. Phys. Chem. A. -1998. -N.l02. -P.2579-2583.

121. Geiger, F.M. Ab Initio Study of HOC1, HC1, H20, and Cl2 Interacting with Four Water Molecules Text. / F.M. Geiger, J.M. Hicks, A.C. de Dios // J. Phys. Chem. A. -1998. -N.102. -P.1514-1522.

122. Alkorta, I. Ab initio hybrid DFT.GIAO calculations of the shielding produced by carbon.carbon bonds and aromatic rings in 'H NMR spectroscopy Text. / I. Alkorta, J. Elguero // New J. Chem. -1998. -P.381-385.

123. Rasul, G. Protonated and Methylated Dimethyl Sulfoxide Cations and Dica-tions. DFT/GIAO-MP2 NMR Studies and Comparison with Experimental Data Text. / G. Rasul, G.K.S. Prakash, G.A. Olah // J. Org. Chem. -2000. -N.65. -P.8786-8789.

124. Tanuma, T. Ab initio ,3C and l9F NMR chemical shifts calculations for halo-genated propanes Text. / T. Tanuma, J. Irisawa, K. Ohnishi // J. Fluor. Chem. -2000. -N.l02. —P.205-210.

125. Hofmann, M. The Structure of arachno-B6Uu.~, at -25 °C in (CD3)20, Is Resolved via the ab Initio/IGLO-GIAO/NMR Procedure [Text] / M. Hofmann, Pv.R. Schleyer, R.E. Williams //Inorg. Chem. -2000. -N.39. -P.1066-1070.

126. Vazquez, S. GIAO-DFT study of 13C NMR chemical shifts of highly pyrami-dalized alkenes Text. / S. Vazquez // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2. -2002. -P.2100-2103.11

127. Meiler, J. Using neural networks for С NMR chemical shift prediction-comparison with traditional methods Text. / J. Meiler, W. Maier, M. Will, R. Meusinger // J. Magn. Res. -2002. -N.l57. -P.242-252.

128. Bassarello, C. Simulation of 2D 'H homo- and 'H-^C heteronuclear NMR spectra of organic molecules by DFT calculations of spin-spin coupling constants and .H and ,3C-chemical shifts Text] / C. Bassarello, P. Cimino, L.

129. Gomez-Paloma, R. Riccio, G. Bifulco I I Tetrahedron. -2003. -N.59. -N.9555-9562.

130. Alkorta, I. GIAO Calculations of Chemical Shifts in Heterocyclic Compounds Text. /1. Alkorta, J. Elguero // Struct. Chem. -2003. -N.4. -P.377-389.

131. Trabelsi, M. Investigation of the configuration of alkyl phenyl ketone phenyl-hydrazones from ab initio 'H NMR chemical shifts Text. / M. Trabelsi, M. Salem, B. Champagne // Org. Biomol. Chem. -2003. -N.l. -P.3839-3844.

132. Alkorta, I. A GIAO/DFT study of *H, 13C and 15N shieldings in amines and its relevance in conformational analysis Text. / I. Alkorta, J. Elguero // Magn. Reson. Chem. -2004. -N.42. -P.955-961.

133. Ananikov, V.P. Evaluation of 13C NMR spectra of cyclopropenyl and cyclo-propyl acetylenes by theoretical calculations Text. / Centr. Eur. J. Chem. -2004.-V.2.-1.1.-P.l96-213.

134. Migda, W. GIAO/DFT evaluation of 13C NMR chemical shifts of selected acetals based on DFT optimized geometries Text. / W. Migda, B. Rys // Magn. Reson. Chem. -2004. -N.42. -P.459-466.

135. Touw, S.I.E. Ab Initio Modeling of the Spatial, Electronic, and Vibrational Structure of Schiff Base Models for Visual Photoreceptors Text. / S.I.E. Touw, H.J.M. de Groot, F. Buda // J. Phys. Chem. B. -2004. -N.108. -P.13560-13572.

136. Kleinpeter, E. Electronic State of Push-Pull Alkenes: An Experimental Dynamic NMR and Theoretical ab Initio MO Study Text. / E. Kleinpeter, S. Klod, W.-D. Rudorf// J. Org. Chem. -2004. -N.69. -P.4317-4329.

137. Krivdin, L.B. Non-empirical calculations of NMR indirect carbon-carbon coupling constants. Part 7—Spiroalkanes Text. / L.B. Krivdin // Magn. Reson. Chem. -2004. -N.42. -P.500-511.

138. Mawhinney, R.C. NMR quantum computing: applying theoretical methods to designing enhanced systems Text. / R.C. Mawhinney, G. Schreckenbach // Magn. Reson. Chem. -2004. -N.42. -P.S88-S98.

139. Schraml, J. Ring-substituted benzohydroxamic acids: !H, 13C and 15N NMR spectra and NHOH proton exchange Text. / J. Schraml, M. Tkadlecova, S. Pataridis, L. Soukupova, V. Blechta, J. Roithova, O. Exner // Magn. Reson. Chem. -2005. -N.43. -P.535-542.

140. Zverev, V.V. An Analysis of the Structure of Fullerene C7o by Quantum-Chemical Methods Text. / V.V. Zverev, V.I. Kovalenko // Russ. J. Phys. Chem. -2006. -V.80. -N.l. -P.99-105.

141. Lambert, M. Stereoelectronic Effects on lH Nuclear Magnetic Resonance Chemical Shifts in Methoxybenzenes Text. / M. Lambert, L. Olsen, J.W. Jaroszewski // J. Org. Chem. -2006. -N.71. -P.9449-9457.

142. Alkorta, I. The calculated enthalpies of the nine pyrazole anions, cations, and radicals: a comparison with experiment Text. /1. Alkorta, J. Elguero // Tetrahedron. -2006. -N.37. -P.8683-8686.

143. Bagno, A. Prediction of the *H and l3C NMR Spectra of a-D-Glucose in Water by DFT Methods and MD Simulations Text. / A. Bagno, F. Rastrelli, G. Saielli // J. Org. Chem. -2007. -N.72. -P.7373-7381.

144. Katritzky, A.R. NMR spectra, GIAO and charge density calculations of five-membered aromatic heterocycles Text. / A.R. Katritzky, N.G. Akhmedov, J. Doskocz, P.P. Mohapatra, C.D. Hall, A. Guven // Magn. Reson. Chem. -2007. -N.45. -P.532-543.

145. Blanco, F. Statistical analysis of 13C and 15N NMR chemical shifts from GIAO/B3LYP/6-311++G** calculated absolute shieldings Text. / F. Blanco, I. Alkorta, J. Elguero // Magn. Reson. Chem. -2007. -N.45. -P.797-800.

146. Hehre, W.J. Ab initio molecular orbital theory Text. / W.J. Hehre, L. Radom, P. v.R. Schleyer, J.A. Pople // -Chichester: Wiley. -1986.

147. Foresman, J.B. Exploring chemistry with electronic structure methods. 2ed. Tex. / J.B. Foresman, A. Frisch // -Pittsburgh: Gaussian, Inc. PA. -1996.

148. De Dios, A. Ab initio calculations of the NMR chemical shift Text. / A. De Dios //Progr. Nucl. Magn. Res. Spectr. -1996. -N.29. -P.229-278.

149. Helgaker, T. Ab Initio Methods for the Calculation of NMR Shielding and Indirect Spin-Spin Coupling Constants Text. / T. Helgaker, M. Jaszunski, K. Ruud // Chem. Rev. -1999. -N.99. -P.293-352.

150. Jensen, F. Introduction to computational chemistry Text. / F. Jensen // -Chichester: Wiley. -1999.

151. Leach, A.R. Molecular modeling. Principles and applications. 2ed Text. / A.R. Leach // -Edinburgh: Pearson Education Ltd. -2001.

152. Аминова, P.M. Химия и компьютерное моделирование Текст. / P.M. Аминова // Бутлеровские сообщения. -2002. -№ 6. -С. 11-30.

153. Cheeseman, J.R. A comparison of models for calculating nuclear magnetic resonance shielding tensor Text. / J.R. Cheeseman, G.W. Trucks, T.A. Keith, J. Frisch // J.Chem Phys. -1996. -N.104(14). -P.5497-5509.

154. Kupka, T. GIAO-DFT prediction of accurate NMR parameters in selected glucose derivatives Text. / T. Kupka, G. Pasterna, P. Lodowski, W. Szeja // Magn. Reson. Chem. -1999. -N.37. -P.421-426.

155. Tagashira, M. Ab initio molecular orbital calculations of the NMR chemical shieldings for mannose and mannobiose Text. / M. Tagashira, S. Yamazaki, S. Yamanaka // Сотр. Mater. Scien. -1999. -N.14. -P.248-253.

156. Barone, G. Structure validation of natural products by quantum-mechanical GIAO calculations of 13C NMR chemical shifts Text. / G. Barone, L. Gomez-Paloma, D. Duca, A. Silvestri, R. Riccio, G. Bifulco // Chem. Eur. J. -2002. -N.8. -P.3233-3239.

157. Cimino, P. Comparison of different theory models and basis sets in the calcu11lation of С NMR chemical shifts of natural products Text. / P. Cimino, L.

158. Gomez-Paloma, D. Duca, R. Riccio, G. Bifulco // Magn. Reson. Chem. -2004.-N.42. -P.S26-S33.

159. Benzi, C. Reliable NMR chemical shifts for molecules in solution by methods rooted in density functional theory Text. / C. Benzi, O. Crescenzi, M. Pavone, V. Barone // Magn. Reson. Chem. -2004. -N.42. -P.S57-S67.

160. Sebag, A.B. Conformational studies of novel estrogen receptor ligands by ID and 2D NMR spectroscopy and computational methods Text. / A.B. Sebag, R.N. Hanson, D.A. Forsyth, C.Y. Lee // Magn. Reson. Chem. -2003. -N.41. -P.246-252.

161. Rossi, P. Calculation of С chemical shifts in RNA nucleosides: Structure- С chemical shift relationships Text. / P. Rossi, G.S. Harbison // J. Magn. Reson. -2001. -V.151. -P. 1-8.

162. Allinger, N.L.J. Conformational analysis. MM2. A hydrocarbon force field utilizing VI and V2 torsional terms Text. / N.L.J. Allinger // J. Am. Chem. Soc. -1977. -N.99. -P.8127-8134.

163. Allinger, N.L. Hydrogen bonding in MM2 Text. / N.L. Allinger, R.A. Kok, M.R. Imam // J. Сотр. Chem. -1988. -N.9. -P.591-595.

164. Lii, J.-H. Molecular mechanics (MM2) calculations on peptides and on the protein Crambin using the CYBER 205 Text. / J.-H. Lii, S. Gallion, C. Bender, H. Wikstrom, N.L. Allinger, K.M. Flurchick, M.M. Teeter // J. Сотр. Chem. -1989. -N.10. -P.503-513.

165. Sebag, A.B. Conformation and Configuration of Tertiary Amines via GIAO-Derived 13C NMR Chemical Shifts and a Multiple Independent Variable Regression Analysis Text. / A.B. Sebag, D.A. Forsyth, M.A. Plante // J. Org. Chem. -2001. -N.66. -P.7967-7973.

166. Oki, M. Application of dynamic NMR spectroscopy to organic chemistry Text. / M. Oki // -Weinheim: VCH. -1985.

167. Friebolin, H. Basic one- and two-dimentwnal NMR spectroscopy / H. Frie-bolin // -Weinheim: VCH. -1991.

168. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, V. G. Zakrzewski, J. A., Montgomery, Jr., R. E. Stratmann, J. C.

169. Stott, K. Excitation Sculpting in High-Resolution Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy: Application to Selective NOE Experiments Text. / K. Stott, J. Stonehouse, J. Keeler, T.L. Hwang, A.J. Shaka // J. Am. Chem. Soc. -1995. -V.117. -P.4199-4200.

170. Stott, K. One-Dimensional NOE Experiments Using Pulsed Field Gradients Text. / K. Stott, J. Keeler, Q.N. Van, A.J. Shaka // J. Magn. Reson. -1997. -V.125. -P.302-324

171. A.B. Dobrynin, А.Т. Gubaidullin, Sh.K. Latypov, R.Z. Musin, I.A. Litvinov,

172. A.A. Balandina, I.V. Konovalova // Arkivoc. -2004. -N.12. -P.95-127.

173. Latypov, Sh.K. Self-associative properties of quinoline derivatives in solution Text. / Sh.K. Latypov, M.A. Fakhfakh, J.-Ch. Jullian, X. Franck, R. Hoc-quemiller, B. Figadere // Bull. Chem. Soc. Japan. -2005. -V.78. -N.7. -P.1296-1301.

174. Check, C.E. Addition of Polarization and Diffuse Functions to the LANL2DZ Basis Set for P-Block Elements Text. / C.E. Check, Т.О. Faust, J.M. Bailey,

175. B.J. Wright, T.M. Gilbert, L.S. Sunderlin // J. Phys. Chem. A. -2001. -N.l05. -P.8111-8116.

176. Chiodo, S. LANL2DZ basis sets recontracted in the framework of density functional theory Text. / S. Chiodo, N. Russo, E. Sicilia // J. Chem. Phys. -2006. -N.l25. -P. 104107-1 104107-8.

177. Claramunt, R.M. The use of NMR spectroscopy to study tautomerism Text. / R.M. Claramunt, C. Lopez, M.D. Santa Maria, D. Sanz, J. Elguero. // Progr. Nucl. Magn. Res. Spectr. -2006. -N.49. -P. 169-206.

178. Rodriguez-Fortea, A. Density Functional Calculations of NMR Chemical Shifts with the Inclusion of Spin-Orbit Coupling in Tungsten and Lead Compounds Text. / A. Rodriguez-Fortea, P. Alemany, T. Ziegler // J. Phys. Chem. A. -1999. —N.l03. -P.8288-8294.

179. Schreckenbach, G. NMR Shielding Calculations across the Periodic Table: Diamagnetic Uranium Compounds. 2. Ligand and Metal NMR Text. / G. Schreckenbach//Inorg. Chem. -2002.-N.41.-P.6560-6572.

180. Autschbach, J. The Calculation of NMR Parameters in Transition Metal Complexes Text. / J. Autschbach // Struct, and Bond. -2004. -N.l 12. -P.l-43.

181. Balandina, A.A. Structure-NMR chemical shifts relationships for novel func-tionalized derivatives of quinoxalines Text. / A.A. Balandina, A.A. Kalinin, V.A. Mamedov, B. Figadere, Sh.K. Latypov // Magn. Res. Chem. -2005. -V.43.-N.10.-P.816-828.

182. Balandina, A. Application of theoretically computed chemical shifts to structure determination of novel heterocyclic compounds Text. / A. Balandina, D. Safina, V. Mamedov, Sh. Latypov // J. Mol. Struct. -2006. -N.791. P.77-81.

183. Zaki, M.E.A. The synthesis of imidazo4,5-d.pyridines from a substituted imidazole and acyl or sulfonyl acetonitrile [Text] / M.E.A. Zaki, M.F. Proenca // Tetrahedron. -2007. -N.63. -P.3745-3753.

184. Cailly, Т. The synthesis of three new heterocycles: the pyrido4,3 or 3,4 or 2,3-c.-l,5-naphthyridines [Text] / T. Cailly, F. Fabis, R. Legay, H. Oulyadi, S. Rault // Tetrahedron. -2007. -N.63. -P.71-76.

185. Barfield, M. DFT studies of the conformational/structural dependencies of11 ( 2 «geminal H- H scalar coupling J(h,h> in substituted methanes Text. / M. Barfield // Magn. Reson. Chem. -2007. -N.45. -P.634-646.

186. Basso, E.A. The prediction of !H chemical shifts in amines: a semiempirical and ab initio investigation Text. / E.A. Basso, G.F. Gauze, R.J. Abraham // Magn. Reson. Chem. -2007. -N.45. -P.749-757.

187. Bifulco, G. Determination of Relative Configuration in Organic Compounds by NMR Spectroscopy and Computational Methods Text. / G. Bifulco, P. Dambruoso, L. Gomez-Paloma, R. Riccio // Chem. Rev. -2007. -N.107. -P.3744-3779.

188. Balandina, A. Application of quantum chemical calculations of С NMR chemical shifts to quinoxaline structure determination Text. / A. Balandina, V. Mamedov, X. Franck, B. Figadere, Sh. Latypov // Tetr.Lett. -2004. -V.45. -N.21. -P.4003-4007.

189. Cantor, C.R. Biophysical Chemistry, Part I Text. / C.R. Cantor, P.R. Schimell // -New York: Freeman. -1980.

190. Gloe, K. Macrocyclic chemistry. Current trends and future perspectives Text. / K. Gloe // -Netherlands: Springer. -2005.

191. Cao, J. Molecular Shuttles by the Protecting Group Approach Text. / J. Cao, M.C.T. Fyfe, J.F. Stoddart, G.R.L. Cousins, P.T. Glink // J. Org. Chem. -2000. -N.65. -P.1937-1946.

192. Flood, A.H. Models of charge transport and transfer in molecular switch tunnel junctions of bistable catenanes and rotaxanes Text. / A.H. Flood, E.W. Wong, J.F. Stoddart // Chem. Phys. -2006. -N.324. -P.280-290.

193. Nguyen, T.D. Design and Optimization of Molecular Nanovalves Based on Redox-Switchable Bistable Rotaxanes Text. / T.D. Nguyen, Y. Liu, S. Saha, K.C.-F. Leung, J.F. Stoddart, J.I. Zink // J. Am. Chem. Soc. -2007. -N.129. -P.626-634.

194. Nijhuis, С.A. Electrochemically controlled supramolecular systems Text. / C.A. Nijhuis, BJ. Ravoo, J. Huskens, D.N. Reinhoudt // Coordinat. Chem. Rev. -2007. -N.251. -P. 1761-1780.

195. Rajakumar, P. Synthesis, complexation, and photoisomerization studies on some chiral monocyclic stilbenophanes and bis-cyclophanes Text. / P. Raja-kumar, S. Selvam // Tetrahedron. -2007. -N.63. -P.8891-8901.

196. Shibahara, M. Synthesis, Structure, and Transannular n-% Interaction of Mul-tilayered 3.3.Metacyclophanes [Text] / M. Shibahara, M. Watanabe, T. Iwanaga, K. Ideta, T. Shinmyozu // J. Org. Chem. -2007. -N.72. -P.2865-2877.

197. Schmidt, A. Redoxactive derivatives of the betaine-alkaloid Punicin from Pu-nica granatum. Synthesis and cyclovoltammetry Text. / A. Schmidt, M. Topp, T. Mordhorsta, O. Schneider // Tetrahedron. -2007. -N.63. -P. 18421848.

198. Sonnenschein, H. Novel Redox-Active Cyclophanes Based on 3,3'-Biindolizines: Synthesis and Chirality Text. / H. Sonnenschein, T. Kreher, E.

199. Grimdemann, R.-P. Kriiger, A. Kunath, V. Zabel // J. Org. Chem. -1996. -N.61. -P.710-714.

200. Huang, S.-T. Efficient Synthesis of'Redox-Switched' Naphthoquinone Thiol-Crown Ethers and Their Biological Activity Evaluation Text. / S.-T. Huang, H.-S. Kuo, C.-L. Hsiao, Y.-L. Lin // Bioorg. Med. Chem. -2002. -N.10. -P.1947-1952.

201. Nygaard, S. Functionally Rigid Bistable 2.Rotaxanes [Text] / S. Nygaard, K.C.-F. Leung, I. Aprahamian, T. Ikeda, S. Saha, B.W. Laursen, S.-Y. Kim,

202. S.W. Hansen, P.C. Stein, A.IL Flood, J.F. Stoddart, J.O. Jeppesen // J. Am. Chem. Soc. -2007. -N.129. -P.960-970.

203. Locke, J.M. Probing Molecular Shape. 1. Conformational Studies of 5-Hydroxyhexahydropyrimidine and Related Compounds Text. / J.M. Locke, R.L. Crumbie, R. Griffith, T.D. Bailey, S. Boyd, J.D. Roberts // J. Org. Chem. -2007. -N.72. -P.4156-4162.

204. Estevez, L. Conformational study and electron density analysis of 9-tetrahydropyran-3-yl.purine derivatives [Text] / L. Estevez, M.J. Gonzalez-Moa, C. Teran, R.A. Mosquera // Tetrahedron. -2007. -N.63. -P.717-726.

205. Waugh, J.S. Nuclear Resonance Spectra of Hydrocarbons: The Free Electron Model / J.S. Waugh, R.W. Fessenden // J. Am. Chem. Soc. -1957. -N.79. -P.846-849.

206. Johnson, C.E. Calculation of Nuclear Magnetic Resonance Spectra of Aromatic Hydrocarbons Text. / C.E. Johnson, F.A. Bovey // J. Chem. Phys. -1958. -N.29. -P.1012-1014.

207. Barfield, M. Importance of local anisotropic effects and ring currents on proton shieldings in aromatic hydrocarbons Text. / M. Barfield, D.M. Grant, D. Ikenberry // J. Am. Chem. Soc. -1975. -N.97. -P.6956-6961.

208. Haigh, C.W. Ring current theories in nuclear magnetic resonance Text. / C.W. Haigh, R.B. Mallion // Progr. Nucl. Magn. Res. Spectrosc. -1980. -N.13. -P.303-344.

209. Neuhaus, D. The nuclear Overhauser effect in structural and conformational analysis Text. / D. Neuhaus, M.P. Williamson // -New York: VCH. -1989.

210. Mo, H. Intermolecular interactions characterized by nuclear Overhauser effects Text. / H. Mo, T.C. Pochapsky // Progr. Nucl. Magn. Res. Spectrosc. -1997. -N.30. -P-l-38.

211. Balandina, A. Solution conformations of novel redox-active cyclophane based on biindolizinequinoxaline Text. / A. Balandina, V. Mamedov, Sh. Latypov // J. Mol. Struct. -2008. doi: 10.1016/i.molstruc.2008.01.032.n n

212. Dal Piaz, V. Synthesis and complete !H, 13C and 15N NMR assignment of substituted isoxazolo3,4-d.pyridazin-7(6H)-ones [Text] / V. Dal Piaz, A. Graziano, N. Haider, W. Holzer // Magn. Reson. Chem. -2005. -P.43. -P.240-245.

213. Memory, J.D. NMR of Aromatic Compounds Text. / J.D. Memory, N.K. Wilson // -New York: John Wiley & Sons. -1982.