Краун-етери, що містять біфенільний та дифенілоксидний фрагменти, синтез, будова, властивості

16. Конуп I. П., Конуп Л. О., Григораш Р. Я., Котляр С. А., Ткачук В. В., Городнюк В. П., Камалов Г. Л. Вивчення протимiкробноi активностi краун-сполук // Там же. – C. 242.

17. Kotlyar S. A., Grygorash R. Ya., Tkachuk V. V., Chuprin G. N., Konup L. A., Konup I. P., Yakshin V. V., Kamalov G. L. Cоncerning the interconnection type “structure-properties” in dibenzocrown ethers' line // The XXVII International Symposium on Macrocyclic Chemistry. – Park City (USA). -2002. – PA34.

18. Grygorash R. Ya., Shishkin O. V., Shishkina S. V., Tkachuk V. V., Atamas L. I., Kalchenko V. I., Kotlyar S. A., Kamalov G. L. Synthesis, properties, molecular and crystalline srtucture of the crown ethers – diphenyl and diphenyl oxide derivatives // Ibid. – PA35.

19. Kotlyar S. A., Chuprin G. N., Kiriyak A. V., Grygorash R. Ya., Levchenko O. A., Zhigalko M. V., Zubatyuk R. I., Shishkin O. V., Chikhichin D. G., Kamalov G. L. The oxidations of some organic compounds by the complexes of halogenchromates and halogendiperoxochromates with crown ethers // Ibid. – PA36.

20. Grygorash R. Ya., Shishkin O. V., Shishkina S. V., Tkachuk V. V., Kalchenko V. I., Atamas L. I., Yakshin V. V., Kotlyar S. A., Kamalov G. L. Crown Ethers – the Derivatives of Diphenyl- and Diphenyl oxide: Synthesis, Structure, Properties. // The II International Symposium “ Molecular Design and Synthesis of Supramolecular Architectures”. – Kazan (Russia). – 2002. – P-97.

21. Grygorash R. Ya., Kotlyar S. A., Shishkin O. V., Shishkina S. V., Tkachuk V. V., Chuprin G. N., Yakshin V. V., Kamalov G. L. Molecular and crystalline structure, extraction and catalytic properties of the diphenyloxide crown ethers // The XIV Conference “Physical Methods in Coordination and Supramolecular Chemistry”. – Chisinau (Moldova). – 2002. – P. 120.

22. Kotlyar S. A., Grygorash R. Ya., Shishkin O. V., Shishkina S. V., Tkachuk V. V., Chuprin G. N., Yakshin V. V., Kamalov G. L. Molecular and crystalline structure, extraction and catalytic properties of the crown ethers containing diphenyl fragment // Ibid. – P. 129.

23. Котляр С. А., Чуприн Г. Н., Кирияк А. В., Григораш Р. Я, Ткачук В. В., Злотский C. C,

Камалов, Г. Л. Краун-соединения, как катализаторы интерфазной реакции окисления бензилового спирта хлорохроматом калия // XV Международная научно-техническая конференция “Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии” РЕАКТИВ-2002. – Уфа (Россия). -2002. – С. 59.

 

Григораш Р. Я. Краун-етери, що містять біфенільний і дифенілоксидний фрагменти. Синтез, будова, властивості. – Рукопис.

Дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02. 00. 03 – органічна хімія. Фізико-хімічний інститут ім. О. В. Богатського НАН України, Одеса, 2002.

Дисертація присвячена розробці й удосконаленню методів синтезу рядів краун-етерів (КЕ), що містять біфенільний (БФКЕ) і дифенілоксидний (ДФОКЕ) фрагменти, їхніх похідних, ациклічних аналогів (у т. ч. подандів), а також відповідних за дентатністю бензо- і дибензокраун-етерів (ДБКЕ, у т. ч. ізомерних) і виявленню особливостей властивостей об'єктів дослідження, обумовлених їхнім складом і будовою.

Методом РСА встановлено, що 2, 2/-атоми кисню в БФКЕ мають цисоїдну орієнтацію, обумовлену ефектом упакування в кристалі. У випадку ДФОКЕ, псевдодіедральний кут між бензольними кільцями близький до прямого.

Виявлено основні шляхи фрагментації БФКЕ і ДФОКЕ під електронним ударом, обумовлені розміром макроциклу і характером замісників в ароматичному фрагменті.

У інтерфазному (KCrО3Cl-CH2Cl2) окисленні бензилового спирту, N-алкілуванні азолів бензилбромідами й О-алкілуванні фенолів (нафтолів) естерами б-бромокарбонових кислот (суспензії карбонатів або гідроксидів натрію (калію) у бензолі) в присутності різних КЕ, найвищу каталітичну активність виявляють БФКЕ і ДФОКЕ.

Порівняння екстракційної властивості БФКЕ, ДФОКЕ й ізомерних ДБКЕ при витягу понад 20 металів з азотнокислих розчинів. З трьох ізомерів ДБ18К6, [1. 5]ДБ18К6 характеризується максимальними коефіцієнтами розподілу, які для [1. 4]ДБ15К5 у всіх випадках вище (часто на порядок і більш), ніж в ізомерного [2. 3]ДБ15К5.

Серед БФКЕ і ДФОКЕ виявлені сполуки з високою протимікробною активністю, порівнянної з такою для відомих синтетичних антибіотиків.

Ключові слова: макроцикл, бензо- і дибензокраун-етер, біфеніл, дифенілоксид, поданд, ізомер, дентатність, міжфазний каталіз, окислення, алкілування, екстракція, протимікробна активність.

 

Grygorash R. Ya. Crown ethers containing biphenyl and diphenyloxide fragments. Synthesis, structure, properties. – Manuscript.

Thesis for a candidate's degree by speciality 02. 00. 03-organic chemistry. A. V. Bogatsky

Physico-Chemical Institute of National Academy of Sciences of Ukraine, Odessa, Ukraine, 2002.

The thesis is devoted to the development and improvement of synthesis methods of the series of crown ethers (CE) containing biphenyl (BPCE) and diphenyloxide (DPOCE) fragments, their derivatives, acyclic analogues (including podands) and also corresponding on dentaty benzo- and dibenzo crown ethers (DBCE, including isomers) and to reveal the properties and features of the researched objects agreed upon their composition and structure.

It was established by the XRSA that 2, 2/-oxygen atoms in BPCE have cis-orientation caused by packing effect in a crystal. In case of DPOCE a pseudo-dihedral angle between benzene rings is close to right.

The basic ways of BPCE and DPOCE fragmentation under the electron impact caused by the size of a macrocycle and character of substituents in an aromatic fragment were revealed.

In interphase (KCrO3Cl-CH2Cl2) benzyl alcohol oxidation, azoles N-alkylation by benzyl bromides and phenols (naphtols) O-alkylation by esters of б-bromoacids (suspensions of sodium (potassium) carbonates or hydroxides in benzene) at the presence of various CE, the maximal catalytic activity was showed by BPCE and DPOCE.

Extraction properties of BPCE, DPOCE and isomeric DBCE were compared with more than 20 metals drawing out from nitric acid water solutions. Among three isomeric DB18C6, [1. 5]DB18C6 is characterized by the maximal distribution coefficients which for [1. 4]DB15C5 in all cases are higher (frequently the order and more) than for isomeric [2. 3]DB15C5.

Among BPCE and DPOCE compounds with high antimicrobial activity (comparable to those for known synthetic antibiotics) were found out.

Key words: macrocycle, benzo- and dibenzocrown ether, biphenyl, diphenyloxide, podand, isomer, dentaty, interphase catalysis, oxidation, alkylation, extraction, antimicrobial activity.

 

Григораш Р. Я. Краун-эфиры, содержащие бифенильный и дифенилоксидный фрагменты. Синтез, строение, свойства. – Рукопись.

Диссертации на соискание учёной степени кандидата химических наук по специальности 02. 00. 03 – органическая химия. Физико-химический институт им. А. В. Богатского НАН Украины, Одесса, 2002.

Диссертация посвящена разработке и усовершенствованию методов синтеза рядов краун-эфиров, содержащих бифенильный (БФ) и дифенилоксидный (ДФО) фрагменты, их производных, ациклических аналогов (в т. ч. подандов), а также соответствующих по дентатности бензо- и дибензокраун-эфиров (в т. ч. изомерных) и выявлению особенностей свойств объектов исследования, обусловленных их составом и строением.

Разработан общий способ получения краун-эфиров (КЭ), содержащих БФ и ДФО фрагменты, не требующий применения колоночной хроматографии для разделения продуктов реакции.

Показано, что при алкилировании, нитровании и бромировании БФКЭ и ДФОКЭ образуются исключительно 5, 5/-дизамещенные производные. При взаимодействии

2, 2/-диметоксиБФ с трет-бутанолом в 85% -ной Н3РО4, с выходом 60%, образуется моно-трет-бутильное производное, в то время, как в случае БФКЭ, в тех же условиях с высокими выходами получены соответствующие продукты дизамещения. Бромирование БФКЭ N-бромсукцинимидом проходит в 5-30 раз быстрее сравнительно с 2, 2/-диметоксиБФ. Подобных различий в реакционной способности ДФОКЭ и 2, 2/-диметоксиДФО не обнаружено.

Независимо от размера макроцикла, диэдральные углы в БФ фрагменте соответствующих КЭ в кристаллическом состоянии различаются незначительно (54ч61) o, а 2, 2/-атомы кислорода имеют цисоидную ориентацию, обусловленную не наличием макроцикла, а эффектом упаковки в кристалле. В случае ДФОКЭ, псевдодиэдральный угол между бензольными кольцами близок к прямому и изменяется в пределах от 83o до 88o.

Фрагментация БФКЭ и ДФОКЭ под электронным ударом имеет отличную от бензо- и дибензоКЭ специфику, обусловленную, как размером цикла, так и характером заместителей в

5, 5/-положениях бензольных ядер. Показано, что молекулярные ионы БФКЭ обладают большей устойчивостью по сравнению с ДФОКЭ, содержащими оксиэтиленовую цепочку той же длины. Для ди-трет-бутильных производных этих КЭ первичный процесс распада молекулярных ионов сопровождается элиминированием метильного радикала.

Оптимизированы условия восстановления нитропроизводных бензо- и дибензоКЭ гидразин-гидратом в присутствии 5% Pd/C, что позволяет гладко и с выходами, близкими к количественным, получать соответствующие амины. Взаимодействием 5-аминобензоКЭ с разнообразными ароматическими и гетероароматическими альдегидами получены ранее не описанные основания Шиффа (более 30 соединений), максимальные выходы (70-93%) которых достигнуты при практически полной конверсии исходных аминов.

Показана эффективность исследованных КЭ, как катализаторов в системах “твердая фаза-жидкость”. Так, в интерфазном окислении бензилового спирта взвесью хлорохромата калия в дихлорметане, в присутствии бензо- и дибензоКЭ, скорость реакции растет с увеличением липофильности КЭ. Наибольшую каталитическую активность проявляют БФКЭ и ДФОКЭ, и она максимальна в случае окта- и декадентатных макроциклов.

БФКЭ и ДФОКЭ, как катализаторы межфазного переноса (взвеси карбонатов либо гидроксидов натрия (калия) в бензоле) в N-алкилировании азолов бензилбромидами и

О-алкилировании фенолов (нафтолов) эфирами б-бромкарбоновых кислот, более активны в сравнении с алифатическими, циклоалифатическими и дистальными (симметричными) дибензо-КЭ. С использованием межфазного катализа КЭ получен широкий набор разнообразных подандов, N-замещенных 1, 3-бензимидазолов, карбазолов, индолов и эфиров арилоксиуксусных кислот – перспективных синтонов для комбинаторной органической химии.

Сопоставлены экстракционные свойства БФКЭ, ДФОКЭ и их изомеров при извлечении более 20 металлов из азотнокислых растворов. Из трех структурных изомеров гексадентатных дибензо-КЭ, [1. 5]ДБ18К6 характеризуется максимальными коэффициентами распределения, которые для [1. 4]ДБ15К5 во всех случаях выше (часто на порядок и более), нежели у изомерного ему [2. 3]ДБ15К5. Экстракционная способность БФКЭ заметно (в десятки раз) уменьшается с увеличением размера макроцикла, коэффициенты распределения ДФОКЭ значительно выше, однако сопоставимы между собой. Исследованные КЭ по экстракционным свойствам, как правило, превосходят симметричный [3. 3]ДБ18К6. В аналогичных условиях обнаружен “псевдомакроциклический эффект” подандов – эфиров пирокатехина и олигоэтиленгликолей.

Все исследованные КЭ не оказывают действие на рост грамотрицательных микроорганизмов (Е. coli и Аgrobacterium tumefaciens), в то время, как некоторые БФКЭ, дфокэ, а также “несимметричные” КЭ заметно подавляют рост простых периодических культур следующих грамположительных микроорганизмов: Micrococcus luteus, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus и Streptococcus lactis – минимальная подавляющая концентрация (МПК) составляет (1ч10) мкг/мл. Обнаружено, что в ряду БФКЭ, дфокэ и их производных противомикробная активность КЭ растёт с увеличением его дентатности и введением двух трет-бутильных групп. Тесная связь между дентатностью, липофильностью, комплексообразующей способностью изученных макроциклов и их противомикробными свойствами отмечается лишь в отдельных “семействах” краун-соединений.

Ключевые слова: макроцикл, бензо- и дибензокраун-эфир, бифенил, дифенилоксид, поданд, изомер, дентатность, межфазный катализ, окисление, алкилирование, экстракция, противомикробная активность.