Анотація до роботи:

Шкільна Н.В. — Вивчення енамінних властивостей бензімідазо[1,2-b]-ізохінолін-11(5Н)-ону та 3,9-дигідропіроло[2,1-b]хіназолін-1(2Н)-ону на прикладі реакцій алкілювання та ацилювання. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.03 — органічна хімія. Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2006.

Вивчено ацилювання бензімідазо[1,2-b]ізохінолін-11(5Н)-ону, що відбувається за атомами N-5 або С-6 в залежності від природи ацилюючого реагенту й умов реакції. Переважний напрямок реакцій — С-ацилювання. Взаємодія з хлорангідридами a-галогенокарбонових кислот приводить до продуктів С-ацилювання, що в присутності основ перетворюються на похідні нової гетероциклічної системи 7Н-2а,6b-дiазабензо[b]циклопента[l,m]флуорен-1,7(2Н)-діону. Алкілювання бензімідазо[1,2-b]ізохінолін-11(5Н)-ону протікає за атомом N-5 або С-6 в залежності від типу алкілюючого реагенту та умов реакції. В реакціях з фенацил- та бензилгалогенідами реалізується С₍₆₎-алкілювання. За цим положенням переважно протікає і повторне алкілювання. Взаємодія з о-ксилилендибромідом приводить до утворення спіро[бензімідазо[1,2-b]ізохінолін-6,2'-індан]-11-ону та 1,6-дигідро-11Н-6а,11b-дiазабензо[b]бензо[5,6]циклогепта[1,2,3-lm]флуорен-11-ону, що є похідними нових гетероциклічних систем. Виявлено несподіваний перебіг реакції бензімідазо[1,2-b]ізохінолін-11(5Н)-ону з о-бромометилфенілацетонітрилом, що супроводжується перегрупуванням продукту реакції і приводить до раніше невідомої похідної 12,12а-дигідробензо[b]фенантридин-5(6Н)-ону. При взаємодії бензімідазо[1,2-b]ізохінолін-11(5Н)-ону з активованими олефінами утворюються похідні 3,10-діоксо-3Н,10Н-бензімідазо[1,2,3-іj]бензо[c][1,8]нафтиридину — продукти реакції Мiхаєля за атомом Kарбону С-6 системи бензімідазо[1,2-b]ізохіноліну та наступної внутрішньомолекулярної циклізації за атомом N-5.

Алкілювання та ацилювання 3,9-дигідропіроло[2,1-b]хіназолін-1(2Н)-ону відбувається за атомом Нітрогену N-4 і приводить до гідролітично не стійких четвертинних солей. 3-[(E)-Арилметиліден]-3,9-дигідропіроло[2,1-b]хіназолін-1(2Н)-они одержані при конденсації хіназоліл-2-пропіонової кислоти з ароматичними альдегідами. Борогідридне відновлення цих сполук приводить до утворення 3-[(E)-арилметиліден]-1,2,3,9-тетрагідропіроло[2,1-b]хіназолін-1-олів.

1. На прикладі вивчення реакцій алкілювання та ацилювання показано, що бензімідазо[1,2-b]ізохінолін-11(5Н)-он можна розглядати як гетероциклічний вторинний енамін з двома реакційними центрами N-5 та С-6. Встановлено, що:

а) алкілювання бензімідазо[1,2-b]ізохінолін-11(5Н)-ону алкілгалогенідами в залежності від умов реакції та структури алкілюючого агенту приводить до утворення 4-х типів продуктів: моноалкілпохідних – продуктів електрофільного заміщення по атомам N-5 або С-6 та діалкілпохідних – продуктів електрофільного заміщення по атомам С-6 або N-5 і С-6;

б) в результаті ацилювання бензімідазо[1,2-b]ізохінолін-11(5Н)-ону похідними карбонових кислот в залежності від умов реакції та структури ацилюючого агента можна одержати 2 типи продуктів: аміди (реакції за атомом N-5) чи кeтoни (реакції за атомом С-6);

в) при взаємодії бензімідазо[1,2-b]ізохінолін-11(5Н)-ону з естерами і нітрилами ціаноцинамових кислот та арилізоціанатами утворюються продукти електрофільного приєднання за атомом С-6.

2. Показано, що при взаємодії бензімідазо[1,2-b]ізохінолін-11(5Н)-ону з біелектрофільними реагентами утворюються продукти біелектрофільного заміщення за атомом С-6 або атомам N-5 і С-6. Одержані похідні нових гетероциклічних систем:

а) 7Н-2а,6b-діазабензо[b]циклопента[l,m]флуорен-1,7(2Н)-діону та
7Н-2а,6b-діазабензо[b]циклопента[l,m]флуорен-1,2,7-триону при використанні хлорангідридів -галогенокарбонових та щавелевої кислот;

б) 1,6-дигідро-11Н-6а,11b-діазабензо[b]бензо[5,6]циклогепта[1,2,3-lm]-флуорен-11-ону при використанні орто-ксилилендиброміду;

в) спіро{бензімідазо[1,2-b]ізохінолін-6(11Н),2-індан}-11-ону та спіро{бензімідазо[1,2-b]ізохінолін-6(11Н),2’-індан}-1’,11-діону при використанні
орто-ксилилендиброміду та орто-бромометилбензонітрилу відповідно;

г) 3-аміно-1-арил-10-оксо-1Н,10Н-бензімідазо[1,2,3-ij]бензо[c][1,8]нафтиридин-2- та 1-арил-3,10-діоксо-3Н,10Н-бензімідазо[1,2,3-ij]бензо[c][1,8]нафтиридин-2-карбонітрили при використанні естерів та нітрилів ціаноцинамових кислот.

3. Встановлено, що при взаємодії бензімідазо[1,2-b]ізохінолін-11(5Н)-ону з орто-бромометилфенілацетонітрилом утворюється 12а-(1Н-бензімідазо-2-іл)-12,12а-дигідробензо[b]фенантридин-5(6Н)-он, що є продуктом біелектрофільного заміщення за положенням 6 та подальшого перегрупування.

4. Вивчено взаємодію 3,9-дигідропіроло[2,1-b]хіназолін-1(2Н)-ону з електрофільними реагентами. Встановлено, що алкілювання та ацилювання
3,9-дигідропіроло[2,1-b]хіназолін-1(2Н)-ону відбувається за атомом Нітрогену N-4.

5. Встановлено, що 3-ариліден-1,2,3,9-тетрагідропіроло[1,2-b]хіназолін-1-они утворюються при конденсації хіназоліл-2-пропіонової кислоти з ароматичними альдегідами. При взаємодії 3-ариліден-1,2,3,9-тетрагідропіроло[1,2-b]хіназолін-1-онів з борогідридом натрію відбувається відновлення карбонільної групи з утворенням 3-ариліден-1,2,3,9,4,4a-гексагідропіроло[2,1-b]хіназолін-1-олів.

Публікації автора:

1. Потиха Л.М., Школьная Н.В., Кисeль В.М., Ковтуненко В.А. Конденсированные изохинолины 16. Енаминные свойства бензо[4,5]имидазо-[1,2-b]изохинолин-11(5Н)-она на примере реакции ацилирования. // Химия гетероцикл. соедин. – 2004. – №5. – C. 715-728.

2. Потиха Л.М., Школьная Н.В., Кисeль В.М., Ковтуненко В.А. Конденсированные изохинолины 17. Енаминные свойства бензимидазо[1,2-b]-изохинолин-11(5Н)-она на примере реакции алкилирования. // Химия гетероцикл. соедин. – 2004. – №8. – C. 1214-1225.

3. Потиха Л.М., Школьная Н.В., Кисeль В.М., Ковтуненко В.А. Конденсированные изохинолины 18. Енаминные свойства бензимидазо[1,2-b]-изохинолин-11(5Н)-она на примере реакции Михаэля. // Химия гетероцикл. соедин. – 2004. – №9. – C. 1362-1367.

4. Потіха Л.М., Данилейко Н.В., Кисіль В.М., Ковтуненко В.О. Алкілування бензімідазо[1,2-b]ізохінолін-11(5Н)-ону // Тези доповідей, ХІХ Українська конференція з органічної хімії — Львів (Украина), 2001. – С. 261.

5. Potikha L., Danyleyko N., Kovtounenko V. Proprietes enaminocetone des 3-aminoizoquinolines condenses. // Book of Abstracts. SFC Eurochem. – Toulouse (France), 2003. – P-26.

6. Potikha L.M., Danyleyko N.V., Kisil V.M., Kovtounenko V.O. Exploration of enamine properties of the benzimidazoisoquinoline // Book of Abstracts. International conference “Chemistry of nitrogen containing heterocycles” CNH-2003 – Kharkiv (Ukraine), 2003. – P. 73.

7. Potikha L.M., Shkilna N.V., Kisil V.M., Kovtounenko V.O. Synthesis of new heterocyclic systems annelated at enamine fragments of the bensimidazoisoquinoline // Book of Abstracts. XVIII International Chemistry Congress. – Kars (Turkey), 2004. – P. 860.

8. Потіха Л.М., Шкільна Н.В., Кисіль В.М., Ковтуненко В.О. Синтез 12,12а-дигідробензо[b]фенантридин-5(6Н)-ону // Тези доповідей, Десята наукова конференція “Львівські хімічні читання — 2005” — Львів, 2005. – С. O4.

9. Shkilna N.V., Potikha L.M., Kovtounenko V.O. Interactione of 3,9-dihidro-2H-pyrrolo[2,1-b]quinazolin-1-one with electrophilic reagents // Тези доповідей Третьої спільної наукової конференції з хімії Київського національного університету імені Тараса Шевченка та Університету Поля Сабатьє (Тулуза). – Київ (Україна), 2005. – С. 49.