Search academic texts

Registration Number

0824U000869, PhD dissertation

Status

Доктор філософії

Date

18-01-2024

popup.evolution

.

Title

Copper-catalyzed synthesis of fused pyridines from cyclic ketones and propargylamine

Author

Dmytro V. Yegorov,

popup.head Oleksandr B. Rozhenko
popup.opponent Maksim O. Kolosov
popup.opponent Mykhaylo S. Frasinyuk
popup.review Kostyantin G. Nazarenko
popup.review Alla Vaskevych

Description

Дисертаційна робота присвячена використанню солей Купруму(II) як каталізаторів для синтезу скринінгових сполук на основі анельованих піридинів. Модельною реакцією став синтез 5,6,7,8-тетрагідрохінолін-6-карбоксилату з пропаргіламіну. Ця сполука містила естерну групу, що дозволило визначити толерантність умов реакції до чутливих функціональних груп. В перших експериментах проводили оптимізацію масштабування реакції до 1.5 г вихідного кетону з використанням автоклаву та різних солей Купруму(II) як каталізатора. Вихід продукту був дещо нижчим порівняно з використанням каталізатора NaAuCl4•2H2O, який, однак, є значно дорожчим. Оптимальний час реакції (8 годин) був обраний подальшої оптимізації умов. Модельні експерименти показали, що вихід продукту залишався сталим після 2 годин нагрівання в присутності 1.25% та 5% Купруму(II). Була проведена оптимізація умов реакції, включаючи дослідження різних джерел Купруму(II), кількості каталізатора та вибір розчинника. Встановлено, що збільшення кількості каталізатора призводило лише до зменшення виходу продукту, що може бути пов'язано з побічними реакціями за умови високої концентрації солі Cu(II). Показано, що ізопропанол є оптимальним розчинником для реакції, а додавання K3[Fe(CN)6], гідрохінону або аскорбінової кислоти не привело до збільшення виходу продукту. Встановлено, що заміна CuCl2 на CuCl або CuI приводила до схожих результатів, що узгоджується із запропонованим механізмом реакції, де у каталітичному циклі присутні обидва йони, Cu(II) та Cu(I), а отже можливим є застосування також CuCl, який може швидко піддаватись окисненню до Cu(II), та CuI – залишається стабільним на повітрі. Оптимальним набором умов виявилось кипіння у присутності 5.0 моль. % CuCl2 та доступу кисню повітря, що забезпечило найвищий вихід модельного продукту – 5,6,7,8-тетрагідрохінолін-6-карбоксилату (75%). Проведено оцінку меж застосувань даного підходу на прикладі серії різноманітних кетонів, переважна більшість яких виявилась придатною для окисного анелювання з виходами продуктів від 5% до 65%. Крім того, продемонстровано можливість легкого масштабування з використанням 0.15–0.4 моль вихідного кетону за один підхід із перспективним подальшим збільшенням до промислових масштабів. Знайдено закономірність для шестичлених кетонів, які перетворювались у відповідні конденсовані піридини з найбільшими виходами. Загальна тенденція зменшення виходів продуктів була наступною: шестичленні > восьмичленні > п'ятичленні ≈ семичленні кетони. Доведено регіоселективність перетворення, оскільки у випадках із можливим утворенням регіоізомерів реакція відбувалася селективно по більш кислотному CH-центру. На підставі наших спостережень та даних літератури запропоновано альтернативний механізм для цієї реакції, відмінний від оригінального, запропонованого іншими дослідниками. Такий механізм включає послідовні стадії амінування карбонільних сполук та циклізації N-пропаргіленамінових інтермедіатів із наступною ароматизацією.

Registration Date

2024-02-09

popup.nrat_date

2024-02-09