Розробка нових методів синтезу 3-(алкіл, арил)аміно-пірол-2,5-діонів циклізацією похідних аміноетилен-1,2-дикарбонової кислоти та нуклеофільним заміщенням алкіл аміногрупи. Дослідження механізмів цих реакцій хімічними та квантово-хімічними методами.
Аннотация к работе
“Український державний хіміко-технологічний університет” АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наукНауковий керівник: доктор хімічних наук, професор Просяник Олександр Васильович, ДВНЗ “Український державний хіміко-технологічний університет”, завідувач кафедри органічної хімії Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор Бурмістров Костянтин Сергійович, ДВНЗ “Український державний хіміко-технологічний університет”, професор кафедри фізичної хімії кандидат хімічних наук, професор Авдєєнко Анатолій Петрович, Донбаська державна машинобудівна академія, завідувач кафедри хімії та охорони праці Захист дисертації відбудеться “_17_” _вересня_ 2009 р. о _13:00__ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.078.03 ДВНЗ “Український державний хіміко-технологічний університет” за адресою: 49005, м. З дисертацією можно ознайомитись у бібліотеці ДВНЗ “Український державний хіміко-технологічний університет”, 49005, м.У той же час практично не вивчені такі перспективні методи синтезу 3-(алкіл, арил)амінопірол-2,5-діонів як циклізація похідних аміноетилен-1,2-дикарбонової кислоти і нуклеофільне заміщення алкіламіногрупи в 1-алкіл-3-(алкіл)амінопірол-2,5-діонах на ариламіно-та інші аміногрупи, а механізм згаданих реакцій не досліджено. · запропонувати механізм утворення 1-алкіл-3-алкіламінопірол-2,5-діонів в реакції похідних аміноетилен-1,2-дикарбонової кислоти з первинними аліфатичними амінами; Вперше розроблено препаративні методи синтезу 1-алкіл-3-алкіламінопірол-2,5-діонів, амідів Z-2-аміно-3-алкоксикарбонілакрилової кислоти та диамідів амінофумарової кислоти реакцією похідних аміноетилен-1,2-дикарбонової кислоти з первинними аліфатичними амінами. Вперше встановлено загальний механізм утворення 1-алкіл-3-алкіл-амінопірол-2,5-діонів, який містить наступні стадії: амідування N-похідних диестерів аміноетилен-1,2-дикарбонової кислоти з утворенням N-алкіламідів Z-2-(алкіл)аміно-3-алкоксикарбонілакрилової кислоти; обертання навколо звязку C=C з утворенням відповідних E-ізомерів; внутрішньомолекулярне ацилювання в умовах основного каталізу з утворенням 1-алкіл-3-(алкіл)амінопірол-2,5-діонів; заміщення аміногрупи на алкіламіногрупу. Вперше встановлено механізм нуклеофільного заміщення алкіламіногрупи в 1-алкіл-3-алкіламінопірол-2,5-діонах ариламінами в умовах кислотного каталізу, який містить наступні стадії: протонування амінопірол-2,5-діонів; приєднання ариламінів з утворенням N-протонованих 1-алкіл-3-алкіламіно-3-ариламінопіролідин-2,5-діонів; відщеплення більш основного аміну в вигляді солі.При цьому в умовах термодинамічної рівноваги амінопохідні етилен-1,2-дикарбонових естерів існують виключно у вигляді Z-ізомерів (1a,g), N,N-диалкіламінопохідні (1e,f) - у вигляді E-ізомерів, тоді як N-алкіламінопохідні (1b-d) при 20?C термодинамічно та кінетично лабільні й існують у вигляді суміші Z-і E-ізомерів; при цьому зменшення обєма N-замісника приводить до зростання частки Z-ізомерів (в рівноважному стані більш вигідними є N-трет-бутиламіномалеат (E-1d) і N-метиламінофумарат (Z-1b)). Заміна аміногрупи на алкіламіногрупу радикально змінює напрямок взаємодії - в аналогічній реакції N-алкілпохідні аміноетилен-1,2-дикарбонових естерів (1b,c) з високим виходом утворюють 1-алкіл-3-алкіламінопірол-2,5-діони (3a-c), тоді як N,N-диалкіламіномалеати (E-1e,f) з амінами не реагують. Використання в якості розчинника водного MEOH ще раз змінює напрямок взаємодії амінофумаратів (Z-1a,g) і приводить до переважного утворення 1-алкіл-3-алкіламінопірол-2,5-діонів (3b,c,g-n) та мінорного - амідів Z-2-аміно-3-алкоксикарбонілакрилової кислоти (Z-2b-j,n,o). Таким чином, в випадку амінофумаратів (1a,g) напрямок реакції критичним чином залежить від умов її проведення: в абсолютних розчинниках утворюються лише моноаміди Z-2-аміно-3-алкоксикарбонілакрилової кислоти, в умовах основного каталізу (МЕОНАБС./MEONA) - диаміди амінофумарової кислоти, в водному MEOH - переважно 1-алкіл-3-алкіламінопірол-2,5-діони. В той же час регіоспецифічність моноамідування пояснюється орбітальним контролем реакції - ?-MEO2С-група більш реакційноздатна з-за суттєво меншої енергії ?*-МО (E?*?-C=O-139 --102 КДЖ/моль для Z-і-80 --58 КДЖ/моль для E-ізомерів) порівняно з ?-MEO2С-групою (E?*?-C=O-83 --42 і-55 --40 КДЖ/моль, відповідно).Розроблено препаративні методи синтезу 1-алкіл-3-алкіламінопірол-2,5-діонів, амідів Z-2-аміно-3-алкоксикарбонілакрилової кислоти та диамідів амінофумарової кислоти реакцією похідних аміноетилен-1,2-дикарбонової кислоти з первинними аліфатичними амінами. Встановлено,що амінофумарати в реакціях з аміаком, первинними або вторинними аліфатичними амінами в абсолютних розчинниках утворюють аміди Z-2-аміно-3-алкоксикарбонілакрилової кислоти, в присутності MEONA - диаміди амінофумарової кислоти, в водному MEOH - переважно 1-алкіл-3-алкіламінопірол-2,5-діони.