Курсовая работа по дисциплине " Органическая химия" Тема: Тиазол

ГЛАВА II. СВОЙСТВА ТИАЗОЛ
2.1 СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ


В работе обсуждаются синтез и свойства нециклических двух- и трехзвенных продуктов, полученных взаимодействием соответствующего фталонитрила, который под действием метилата нартия в метаноле переводили в соответствующие 1,1-диметокси-3-иминоизоиндолины, и вводили в реакцию с 2,4-диамино-1,3-тиазол гидрохлоридом.
Для получения последнего нами был усовершенствован предлагаемый метод.
Известно, что большинство замещенных тиазолов получают взаимодействием соответствующих производных тиомочевины с хлорацетальдегидом в присутствии триэтиламина.
Нами была апробирована данная методика, которая показала приемлемость этого метода для синтеза 2,4-диамино-1,3-тиазол гидрохлорида, который ранее получали из тиомочевины и хлорацетонитрила при нагревании в спирте.
Использование 2,4-диамино-1,3-тиазол гидрохлорида как исходного продукта в синтезе нециклических двух- и трехзвенных соединений оправдано, т.к. 2,4-диамино-1,3-тиазол является нестабильным соединением и легко окисляется.
Установлено, что присутствие кислорода воздуха способствует образованию дикетонов (2,4-бис(изоиндол-1-илиденамино-3-он)-1,3-тиазол). Для направленного синтеза 2,4-бис(3-иминоизоиндолин-1-илиденамино)-1,3-тиазола мы использовали аргонную «подушку».
В результате было получено целевое соединение, которое выделяли из реакционной массы путем отгонки растворителя, промывали органическими растворителями[10].
Переход на замещенный фталонитрил показал совершенно иные результаты. Была получена смесь двух продуктов, наличие которых установлено на основании данных масс-спектрометрии и электронных спектров поглощения.
В отличие от предыдущих трехзвенных продуктов реакция шла в направлении образования трехзвенного продукта, который содержит два тиазольных и один трет-бутилзамещенный изоиндольный фрагменты.
Провести хроматографическое разделение продуктов оказалось затруднительным из-за нестабильности полученных соединений.
Строение синтезированных веществ было установлено на основании современных методов исследования: электронной, ИК, ¹Н ЯМР спектроскопии, масс-спектрометрии.
Методом TDDFT/B3LYP/6-31G нами выполнен расчет теоретического спектра поглощения оптимизированной молекулы 2,4-бис(3-иминоизоиндолин-1-илиденамино)-1,3-тиазола.
логической активностью, среди которых особое место занимают гетероциклические амины. Аминогруппа легко трансформируется в сульфамидную, карбамидную, карбдиамидную и другие группы, обладающие фармакофорными свойствами, что обеспечивает перспективность различных направлений ее модификации.
Соединения, содержащие тиазольный фрагмент, широко известны как биологически активные вещества. Так, тиазольный цикл входит в состав пенициллинов, витамина Вь фермента карбоксилазы, сульфамидного препарата - сульфатиазола, обладающего сильным бактерицидным действием; бензотиазол является структурным аналогом амиказола - противогрибкового средства. Многие производные 2-аминотиазола используются в фармацевтической химии как препараты для лечения аллергии, повышенного кровяного давления, воспаления, шизофрении, бактериальных и ВИЧ инфекций. Аминотиазолы известны как лиганды рецепторов эстрогена и антагонисты рецептора аденозина, а также как фунгициды.
Диссертационное исследование выполнено в соответствии с планом научно-исследовательской работы кафедры органической и биологической химии ТГПУ им. Л.Н. Толстого, а также в рамках выполнения гранта РФФИ (№ 04-03-96701) и в рамках договоров о научно-исследовательской работе с ЗАО «Исследовательский Институт Химического Разнообразия», г. Химки, Московская обл. (2006-2008 гг.)[11].
Цель работы. Разработка эффективных методов синтеза билдинг-блоков, содержащих тиазольный фрагмент, и создание на их основе амидных, карбдиамидных и сульфамидных комбинаторных библиотек, включающих большое число соединений, обладающих потенциальной биологической активностью.
Научная новизна и практическая значимость работы. Разработаны мульти-стадийные схемы синтеза ряда новых аминопроизводных конденсированных тиазо-лов:
5-[(11-фенил)сульфонил]-4,5,6,7-тетрагидротиазоло[5,4-с]пиридин-2-аминов, 4-(6-11-бензо[йГ]тиазол-2-ил)фениламинов, 2-алкилмеркаптобензо[£/]тиазол-6-аминов, 2-алкилсульфобензо[с/]тиазол-6-аминов, Лг-(6-амшю-4-К-бензо[аг]тиазол-2-
ил)сульфамидов.
Методами молекулярной спектроскопии (ЯМР 'Н, 13С, 2В) изучено строение полученных соединений. Квантово-химическими методами установлены факторы (зарядовый и орбитальный, кинетические, термодинамические), влияющие на регио-и стереоселективность исследуемых процессов, предложен их механизм. Оптимизированы условия синтеза целевых продуктов высокой степени чистоты.
Полученные методом параллельного жидкофазного синтеза комбинаторные библиотеки амидных, карбдиамидных и сульфамидных производных конденсированного тиазола-1,3 удовлетворяют потребностям высокопроизводительного скрининга органических соединений. В ходе работы синтезировано около 1000 новых соединений.
Установлена антимикробная активность ряда производных 5-[(Я-фенил)сульфонил]-4,5,6,7-тетрагидротиазоло[5,4-с]пиридин-2-аминов по отноше- нию к грамотрицательным бактериям Escherichia coli и почвенной бактерии Agro-bacterium tumefaciens.
Положения, выносимые на защиту:
• мультистадийные методы синтеза и функционализации аминопроизводных тиазо-ла;
• доказательство строения и конформационных особенностей все синтезированных соединений;
• квантово-химическое моделирование реализуемых схем синтеза 5-[(R-фенил)сульфонил]-4,5,6,7-тетрагидротиазоло[5,4-с]пиридин-2-аминов;
• бактериостатическая активность ряда синтезированных соединений.
Апробация работы/Результаты работы были доложены на Международном форуме молодых ученых «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2007), XV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2008» (Москва, 2008), XI Международной научно-технической конференции «Перспективы развития химии и практического применения алицикличе-ских соединений» (Волгоград, 2008), XII Международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии - 2008» (Волгоград, 2008), XXI Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии» (Уфа, 2008), Межрегиональной научно-практической конференции «История и тенденции развития химической науки и образования. К юбилею Д.И. Менделеева» (Орехово-Зуево, 2009), а также на конференциях преподавателей, аспирантов и студентов ТГПУ им. JI.H. Толстого 20062009 гг.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ: 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, и 6 тезисов докладов на конференциях различного уровня[12].
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложения. Первая глава (литературный обзор) представляет собой результат анализа опубликованных источников по методам синтеза бензотиазолов. Вторая и третья главы посвящены исследованию группы соединений, содержащих тиазольный фрагмент, конденсированный с пиперидиновым циклом и бензольным кольцом, соответственно. В четвертой главе представлены данные экспериментального и теоретического исследования биологической активности некоторых синтезированных веществ. Пятая глава представляет собой экспериментальную часть. Объем диссертационного исследования составляет 205 страниц. Работа содержит 17 таблиц, 93 схемы, 29 рисунков. Список литературы включает 151 наименование. Объем приложений состоит из 18 страниц[12].