Анотація до роботи:

Борисов Олександр Володимирович. Синтез та перетворення анельованих бензопірано[2.3-d]піримідинів та бензопірано[2.3-с]піразолів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.03 – органічна хімія. – Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, 2009.

Дисертація присвячена синтезу бензопіранів, анельованих піримідиновим та піразольним гетероциклами в положенні 2 та 3. В роботі описани реакції 2-імінокумаринів та їх похідних з нуклеофільними та електорфільними реагентами, які призводять до утворення таких гетероциклічних систем.

Найдені оптимальні методи синтезу бензопірано[2,3-d]піримідин-4-онів(тіонів), вивчена їх реакційна здатність, методами ЯМР ¹³С та DEPT доведено напрямок реакцій алкілування.

Запропоновано три препаративних методи синтезу маловідомих N-заміщених-2-Арил-5H-бензопірано[2,3-d]піримідин-4-амінів.

Знайдено спосіб отримання заміщених 1,2,3,5-тетрагідро-1-арил-4H-[1]бензопірано[2,3-d]піримідин-4-тіонів.

Синтезовано нові похідні бензопірано[2,3-с]піразол-3-онів, вивчено реакцію їх відновлення NaBH₄ та регіоселективність реакції алкілування.

Використовуючи реакційну здатність похідних 2-імінокумаринів в реакціях з нуклеофільними та електрофільними реагентами, розроблені та оптимізовані методи синтезу нових похідних бензопірано[2,3-d]піримідинів та бензопірано[2,3-с]піразолів. Отримано більше 200 нових сполук, доведена їх будова та вивчені фізико-хімічні характеристики.

1. Вивчені та систематизовані дані про взаємодію 2-імінокумарин-3-карбоксамідів та їх тіоамідних аналогів з карбонільними сполуками. Зроблено висновок, що використання висококиплячих розчинників приводить до утворення чистих ізомерів 3,5-дигідро-4H-бензопірано[2,3-d]піримідин-4-онів або 4-тіонів відповідно, при цьому істотно збільшується вихід цільових продуктів та скорочується час реакції .

2. Вивчена реакційна здатність одержаних бензопірано[2,3-d]піримідин-4-онів (тіонів) в реакціях нуклеофільного та електрофільного заміщення, реакціях відновлення. Для 3,5-дигідро-4H-бензопірано[2,3-d]піримідин-4-онів реакція алкілування проходить за атомом Оксигену, для 3,5-дигідро-4H-бензопірано[2,3-d]піримідин-4-тіонів – за атомом Сульфуру. Відновлення 2,3-дигідро-4H-бензопірано[2,3-d]піримідин-4-тіонів боргідридом натрію приводить до утворення 1,2,3,5-тетрагідро-4H-бензопірано[2,3-d]піримідин-4-тіонів, а ізомерні 3,5-дигідро-4H-бензопірано[2,3-d]піримідин-4-тіони не піддаються відновленню.

Синтезовані 4-хлоробензопірано[2,3-d]піримідини є зручними синтонами для отримання широкого ряду 4-онів, 4-алкокси, 4-тіонів, 4-алкілтіонів, 4-амінобензопірано[2,3-d]піримідинів.

3. Розроблений трикомпонентний спосіб синтезу 4-N,N-заміщених-4-аміно-бензопірано[2,3-d]піримідинів із 2-іміно-3-ціанокумаринів, альдегідів та вторинних амінів, є зручним та препаративним, запропоновано механізм реакції.

4. Розроблений однореакторний спосіб синтезу бензопірано[2,3-с]піразол-3-онів є універсальним для його використання як у традиційних умовах, так і у мікрохвильовому реакторі.

5. Вперше вивчені та систематизовані дані про відновлення 3-заміщених 2-імінокумаринів та 2N-заміщених 2-імінокумаринів боргідридом натрію. Зроблено висновок, що у випадку сполук, з вільною 2-іміногрупою та за наявності у положенні 3 замісника, який має NH-фрагмент, спостерігається дециклізація піранового циклу, в інших випадках утворюється відповідний 2-аміно-4Н-бензопіран. У випадку 2N-арил-2-імінокумарин-3-карбоксамідів утворюється суміш таутомерів 3,4-дигідро-2-ариліміно та 4Н-2-ариламінобензопірану, а у випадку 3-тіоамідів утворюється лише 4Н-ізомер. У випадку, коли 2-іміногрупа заміщена гідроксиламіном або фенилгідразином, утворюються лише відповідні 3,4-дигідроізомери. Показано, що в умовах відновлення 2-гідразонокумарин-3-тіокарбоксамідів при нагріванні відбувається внутрішньомолекулярна циклізація продукту відновлення у відповідні 2,4-дигідробензопірано[2,3-с]піразол-3-аміни.

6. Продукти відновлення 2-імінокумаринів можуть бути використані як напівпродукти в синтезі нових анельованих похідних бензопіранів – 1,2,3,5-тетрагідро-1-арил-4H-[1]бензопірано[2,3-d]піримідин-4-тіонів та 2,4-дигідробензопірано[2,3-с]піразол-3-амінів.

7. Вперше проведено реакцію відновлення бензопірано[2,3-с]піразол-3-онів. Розрахунками РМ3 показано можливість перебігу реакції алкілування піразолу за трьома напрямками: N-, O- та C-алкілування. Напрямок реакції алкілування відновлених бензопірано[2,3-с]піразол-3-онів залежить від природи алкілуючего агента: у випадку використання амідів хлороцтової кислоти проходить з утворенням О-алкільованих продуктів; а у випадку бензилхлоридів утворюються суміш трьох продуктів – N-, O- та C-алкілування .

Основний зміст дисертації викладено в статтях:

1. A Parallel Liquid-Phase Synthesis of Benzopyrano[2,3-d]pyrimidine Libraries / А.V.Borisov, S.G.Dzhavakhishvili, S.M.Kovalenko, V.M.Nikitchenko // J. Comb. Chem. – 2007. – Vol. 9, № 1. – P. 5-8.

Здобувачу належить виконання синтезу похідних бензопірано[2,3-d]піримідину, інтерпретація спектрів ЯМР, ІЧ, підготовка матеріалів до друку.

2. Взаимодействие 3-замещенных кумаринов и их 2-иминоаналогов с производными гидразина / А.В.Борисов, С.В.Русанова, С.Н.Коваленко, С.В.Власов // Журнал орган. та фармац. хімії. – 2007. – Т. 5, вип. 2 (18). – C. 71-75.

Здобувачем виконано дослідження реакції 2-імінокумаринів з гідразингідратом, здійснено синтез похідних бензопірано[2,3-с]піразол-3-ону, проведено інтерпретацію спектрів ЯМР, ІЧ, масс, підготовано матеріали до друку.

3. One-pot Microwave-Assisted Synthesis of a Benzopyrano[2,3-c]pyrazol-3(2H)-one Library / A.V.Borisov, N.Yu.Gorobets, S.A.Yermolayev, I.O.Zhuravel’, S.M.Kovalenko, S.M.Desenko // J. Comb. Chem. – 2007. – Vol. 9, № 6. – P. 909-911.

Здобувачем виконано дослідження реакції 2-імінокумаринів з заміщеними гідразинами, здійснено синтез похідних бензопірано [2,3-с]піразол-3-ону у мікрохвильовому реакторі, проведено інтерпретацію спектрів ЯМР, ІЧ, Масс, підготовано матеріали до друку.

4. Новые аспекты взаимодействия 3-(бензимидазолил-2)-2-иминокумаринов с ароматическими альдегидами / Н.Ю.Горобец, В.В.Абакумов, А.В.Борисов, В.М.Никитченко // Химия гетероцикл. соедин. – 2004. – №3. – С.410-420.

Здобувачем проведено деякі реакції 3-бензімідазоліл-2-імінокумаринів з різноманітними альдегідами, виміряно УФ-спектри поглинання та люмінесценції.

5. Synthesis of heterocyclic compounds from 2-iminocoumarin / A.V.Silin, V.M.Nikitchenko, N.Yu.Gorobets, A.V.Borisov, V.P.Chuev // The chemistry and biological activity of nitrogen-containing heterocycles and alkaloids: Тhe I international Conference, October 9-12, 2001: thesis. – Moscow, 2001. – Vol. 1. – P. 513-518.

6. Reduction of 2-iminocoumarin with sodium borohydride / A.V.Silin, N.Yu.Gorobets, V.V.Abakumov, A.V.Borisov // The chemistry and biological activity of nitrogen-containing heterocycles and alkaloids: Тhe I international Conference, October 9-12, 2001: thesis. – Moscow, 2001. – Vol. 2. – P. 279.

7. Превращения производных кумарина как метод построения новых гетероциклических систем. / В.М.Никитченко, А.В.Борисов, Н.Ю.Горобец, С.Н.Коваленко, А.В.Силин, В.П.Чуев // Химия и биологическая активность кислород- и серусодержащих гетероциклов: II-Междунар. конф., 14-17 октября 2003 г.: тезисы докл. – Москва, 2003. – Т. 1. – С. 366-369.

8. Борисов А.В. Использование иминокумаринов в синтезе новых гетероциклов / А.В.Борисов, А.В.Плехов, С.Г.Джавахишвили // III Всеукраїнська конференція молодих вчених та студентів з актуальних питань хімії, 17-20 травня 2005 р.: тези доп. – Харків, 2005. – С. 31.

9. 2-R’-2-R”-1-R-1,3,4,5-Tetrahydro-2H-chromeno[2,3-d]pyrimidine-4-thiones. / A.V.Borisov, A.V.Plyekhov, I.O.Zhuravel’, S.M.Kovalenko, V.P.Chernykh // Chemistry of nitrogen containing heterocycles: International conference, October 2-7, 2006: thesis. – Kharkiv, 2006. – P. 53.