Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.03 – органічна хімія. – Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2007.
Дисертація присвячена розробці методів синтезу нових гетероциклічних сполук, які ґрунтуються на використанні продуктів тіоціанатоарилювання функціоналізованих олефінів (приєднання арильної та тіоціанатної груп до подвійного зв’язку). Показано, що доступнi продукти тіоціанатоарилювання акрилатiв, акрилонiтрилу, метилвінілкетону а також 3-арил-2-тіоціанатопропаналі та N-заміщені аміди 3-арил-2-тіоціанатопропанових кислот є зручними реагентами для синтезу похiдних тiазолу, 4-тiазолiдинону, 2,4-тіазолідиндіону та тіазоло[3,2-a]тієно[3,2-e]піримідин-4-ону.
Розроблено простий одностадійний спосіб синтезу 4-арил-3-тіоціанатобутан-2-онів реакцією тіоціанатоарилювання метилвінілкетону. При взаємодії 3-арил-2-тіоціанатопропаналів і 4-арил-3-тіоціанатобутан-2-онів з тіосечовиною одержано 5-R-бензил-(4-метил)-2-меркаптотіазоли. Показано, що в реакції 3-арил-2-тіоціанатопропіонітрилів з бромоводнем селективно утворюються 2-бром-4-амiно-5-(R-бензил)тiазоли, а з меркаптооцтовою кислотою – 2-(4-аміно-5-R-бензил-2-тіазолілсульфаніл)оцтові кислоти. Встановлено, що N-заміщені 3-арил-2-тіоціанатопропіоаміди і 5-R-бензил-2-тіоціанатоацетамідотіазоли циклізуються з перегрупуванням і утворенням 5-R1-бензил-2-R2-іміно-4-тіазолідинонів в умовах одержання.
Виявлено, що при взаємодії 4-арил-3-тіоціанатобутан-2-онів з діетил 3-амінофталатом та з естерами 2-амінотіофен-3-карбонових кислот відбувається тандемна циклізація з анелюванням послідовно тіазольного та піримідинового циклів і утворенням заміщених тіазоло[3,2-a]тієно[3,2-e]піримідин-4-онів.
Досліджено стереохімію тіоціанатоарилювання діалкілфумаратів і з’ясовано, що реакція проходить переважно як транс-приєднання.
Показано, що доступнi продукти тіоціанатоарилювання акрилатiв, акрилонiтрилу, метилвінілкетону а також 3-арил-2-тіоціанатопропаналі та N-заміщені аміди 3-арил-2-тіоціанатопропанових кислот є зручними реагентами для синтезу похiдних тiазолу, 4-тiазолiдинону, 2,4-тіазолідиндіону та тіазоло[3,2-a]тієно[3,2-e]піримідин-4-онів. Сполуки, якi одержано у данiй роботi, неможливо або важко синтезувати iншими методами.
Продукти тіоціанатоарилювання акрилатів – естери 3-арил-2-тіоціанато-пропанової кислоти взаємодіють з вторинними амінами, та водою утворюючи відповідно N,N-дизаміщені 5-арилметил-2-аміно-4-тіазолідинони та 5-арилметил-2,4-тіазолідиндіони. Запропоновано спосіб синтезу 3-арил-2-меркаптопропанових кислот лужним гідролізом одержаних 2,4-тіазолідиндіонів.
Показано, що продукти тiоцiанатоарилювання акрилонiтрилу є доступними бiфункцiйними реагентами для молекулярного дизайну сполук з тіазольними циклами. При взаємодії 3-арил-2-тіоціанатопропіонітрилів з сухим бромоводнем селективно утворюються 2-бром-4-амiно-5-(R-бензил)тiазоли, а з меркаптооцтовою кислотою – 2-(4-аміно-5-R-бензил-2-тіазолілсульфаніл)оцтові кислоти.
Розроблено простий одностадійний спосіб синтезу 4-арил-3-тіоціанатобутан-2-онів взаємодією метилвінілкетону з арендіазонієвими солями та тіоціанатом амонію у присутності каталізатора тіоціанату купруму(ІІ).
З’ясовано, що 3-арил-2-тіоціанатопропаналі слід вводити в реакції циклізації без виділення, а одержувати їх краще не прямим тіоціанатоарилюванням акролеїну, а нуклеофільним заміщенням хлору тіоціанат-іоном в 3-арил-2-хлоропропаналях.
Встановлено, що N-заміщені 3-арил-2-тіоціанатопропіоаміди та N-(5-R-бензилтіазол-2-іл)-2-тіоціанатоацетаміди циклізуються з перегрупуванням і утворенням 5-R1-бензил-2-R2-іміно-4-тіазолідинонів вже в умовах одержання: при нуклеофільному заміщенні брому чи хлору тіоціанатною групою у відповідних б-галогенамідах.
Розроблено спосіб одержання 5-R-бензил-(4-метил)-2-меркаптотіазолів взаємодією синтезованих 3-арил-2-тіоціанатопропаналів та 4-арил-3-тіоціанатобутан-2-онів з тіосечовиною.
Встановлено, що при взаємодії 4-арил-3-тіоціанатобутан-2-онів з діетил 3-амінофталатом та з естерами 2-амінотіофен-3-карбонових кислот відбувається тандемна циклізація з анелюванням послідовно тіазольного та піримідинового циклів і утворенням заміщених тіазоло[3,2-a]тієно[3,2-e]піримідин-4-онів. З’ясована регіонаправленість циклізації.
Розроблено підходи до синтезу сполук, що містять два різні 5-(R-бензил)тіазольні угруповання, кожен з яких сформований циклоконденсацією різних продуктів реакції Меєрвейна.
Досліджено стереохімію тіоціанатоарилювання діалкілфумаратів та виявлено, що в результаті реакції утворюються еритро- і трео-адукти у співвідношенні ~ 2:1, тобто реакція проходить переважно як транс-приєднання.
Публікації автора:
Obushak M.D., Karpyak V.V., Ostapiuk Y.V, Matiychuk V.S. Utilization of methyl 3-aryl-2-thiocyanatopropanoates in the synthesis of 2-(4-morpholinyl)- and 2-(piperazinyl)-5-(benzyl)thiazol-4-ones // Phosphor. Sulfur Silicon Relat. Elem. – 2007. – Vol. 182, № 5. – P. 1437–1445.
Внесок дисертанта: синтез заміщених 4-тіазолідинонів, участь в обговоренні результатів.
Остап’юк Ю., Матійчук В., Обушак М., Підлипний Н. 4-Арил-3-тіоціанато-2-бутанони та 3-арил-2-тіоціанатопропаналі в синтезі похідних 2-меркаптотіазолу // Вiсник Львiвського унiверситету. Сер. хім. – 2005. – Вип. 46. – С. 170–176.
Внесок дисертанта: виконання експериментальних досліджень, інтерпретація спектральних даних, підготовка статті до друку.
Остап’юк Ю., Матійчук В., Обушак М., Підлипний Н. 3-Арил-2-тіоціанатопропіонітрили в синтезі похідних 4-амінотіазолу // Вiсник Львiвського унiверситету. Сер. хім. – 2004. – Вип. 44. – С. 133–140.
Внесок дисертанта: виконання експериментальних досліджень, участь в обговоренні результатів, підготовка статті до друку.
Obushak N. D., Matiichuk V. S., Vasylyshin R. Ya., Ostapyuk Yu. V. Heterocyclic syntheses on the basis of arylation products of unsaturated compounds: X. 3-Aryl-2-chloropropanals as reagents for the synthesis of 2-amino-1,3-thiazole derivatives // Russ. J. Org. Chem. – 2004. – Vol. 40, № 3. – Р. 383–389. (Обушак Н.Д., Матийук В.С., Васылышин Р.Я., Остапюк Ю.В. Синтез гетероциклов на основе продуктов арилирования непредельных соединений. X. 3-Арил-2-хлоропропанали – реагенты для синтеза производных 2-амино-1,3-тиазола // Ж. орг. хим. – 2004. – Т. 40, Вып. 3. – С. 412–417).
Внесок дисертанта: синтез 2-аміно-5-R-бензилтіазолів та їх амідів, участь в обговоренні результатів.
Обушак М., Остап’юк Ю., Матійчук В., Карп’як В. б-Функціоналізовані тіоціанати в синтезі похідних 4-тіазолідинону // Вiсник Львiвського унiверситету. Сер. хім. – 2003. – Вип. 43. – С. 174–180.
Внесок дисертанта: виконання експериментальних досліджень, інтерпретація спектральних даних, підготовка статті до друку.
Обушак М., Карп’як В., Ганущак М., Лапан Л., Остап’юк Ю. Взаємодія продуктів тіоціанатоарилювання метилакрилату з морфоліном та монозаміщеними піперазинами // Вiсник Львiвського унiверситету. Сер. хім. – 2002. – Вип. 41. – С. 145–150.
Внесок дисертанта: синтез 2-заміщених 5-R-бензил-4-тіазолідинонів, участь в обговоренні результатів.
Матiйчук В.С., Василишин Р.Я., Мартяк Р.Л., Остап'юк Ю.В., Обушак М.Д. 3-Арил-2-хлорпропаналі – реагенти для синтезу похідних тіазолу // Вопросы химии и хим. технологии. – 2000. – № 1. – С. 60–62.
Внесок дисертанта: синтез б-хлоральдегідів і тіазолів, участь в обговоренні результатів.
Обушак М.Д., Матійчук В.С., Цялковський В.М., Остап’юк Ю.В., Походило Н.Т. Синтези 5-бензил-2,4-тіазолідиндіонів – аналогів антидіабетичних препаратів. В кн.: Материалы сообщений VI научно-практического семинара «Научные основы создания новых лекарственных средств». 30 мая – 01 июня 2005 г. – Гурзуф. – 2005. – С. 39–43.
Внесок дисертанта: синтез 5-R-бензил-2,4-тіазолідиндіонів, участь в обговоренні результатів, підготовка статті до друку.
Ostapiuk Yu.V., Matiychuk V.S., Obushak M.D. Synthesis of thiazolidin-4-one derivatives on the basis of б-substituted thiocyanates // 7th International Electronic Conference on Synthetic Organic Chemistry (ECSOC-7). Basel (Switzerland). – 2003. A 016. 4 р. (http://www.mdpi.net/ecsoc-7/index.htm).
Внесок дисертанта: виконання експериментальних досліджень, інтерпретація спектральних даних, підготовка статті до друку.
Остап’юк Ю.В., Обушак М.Д., Матійчук В.С. 3-Арил-2-тіоціанатопропаналі та їх циклізація з тіосечовиною // Тези доп. XXІ Української конференції з органічної хімії. 1–5 жовтня 2007 р. – Чернігів. – 2007. – С. 253.
Обушак М.Д., Остап’юк Ю.В., Матійчук В.С. Гетероциклізації б-функціоналізованих тіоціанатів // Тези доп. ІІІ Всеукраїнської конференції „Домбровські хімічні читання 2007”. 16–18 травня 2007 р. – Тернопіль. – 2007. – С. 14.
Ostapiuk Yu.V., Matiychuk V.S., Obushak M.D. Synthesis of thiazole derivatives on the basis of б-funktionalyzed thiocyanates // International conference “Chemistry of nitrogen containing heterocycles”. October 2–7, 2006. – Kharkiv. – 2006. – P. 13.
Матійчук В.C., Волощук Р.M., Обушак М.Д., Остап’юк Ю.В., Василишин Р.Я. Синтези на основі 2-аміно-5-R-бензилтіазолів // Тези доп. наукової конференції “Черкаські хімічні читання – 2006”. 25–26 вересня 2006 р. – Черкаси. – 2006. – С. 74.
Цялковський В., Остап'юк Ю., Походило Н., Підлипний Н., Матійчук В., Обушак М. Реакції естерів 3-арил-2-бромопропанових кислот з S- та S,N-нуклеофілами // Тези доп. десятої наукової конференції “Львiвськi хiмiчнi читання – 2005”. 25–27 травня 2005 р. – Львів. – 2005. – С. О10.
Остап’юк Ю.В., Матійчук В.С., Обушак М.Д. б-Тіоціанатоаміди в синтезі похідних 4-тіазолідинону // Тези доп. Української конференції „Домбровські хімічні читання 2003”. 26–28 травня 2003 р. – Черкаси. – 2003. – С. 30.
Obushak M.D., Matiychuk V.S., Karpyak V.V., Ostapiuk Yu.V., Vasylyshyn R.Ya. Arylation products of unsaturated compounds in the synthesis of nitrogenous heterocycles // International conference “Chemistry of nitrogen containing heterocycles”. September 30 – October 3, 2003. – Kharkiv. – 2003. – P.25.
Матийчук В.С., Обушак Н.Д., Остапюк Ю.В., Пидлыпный Н.И. Синтез производных 4-амино-2-бром-5-(R-бензил)тиазолов // Тез. докл. второй международной конференции "Химия и биологическая активность кислород- и серусодержащих гетероциклов". Москва, 6–9 октября, 2003 г. В кн.: Химия и биологическая активность синтетических и природных соединений. „Кислород- и серусодержащие гетероциклы». Т. 2 / Под ред. В.Г. Карцева. М.: IВS PRESS, – 2003. – С. 147.
Обушак М.Д., Матійчук В.С., Карп’як В.В., Мартяк Р.Л., Цялковський В.М., Остап’юк Ю.В. Застосування реакції Меєрвейна для синтезу гетероциклічних сполук // Тези доп. Української конференції “Актуальні питання органічної та елементоорганічної хімії і аспекти викладання органічної хімії у вищій школі”. 24–26 вересня 2002 р. – Ніжин. – 2002. – С. 80.
Обушак Н.Д., Матийчук В.С., Цялковский В.М., Остапюк Ю.В. Синтез 5-бензилзамещенных тиазолов и 4-тиазолидинонов // Тез. докл. I Международной конференции “Modern problems of organic chemistry, ecology and biotechnology”. июнь 2001 г. – Луга, Росия. – 2001. – С. 154.
Обушак М. Д., Матійчук В.С., Карп’як В.В., Остап’юк Ю.В. Естери і нітрили 3-арил-2-тіоціанатопропанових кислот у синтезі похідних тіазолу та 2-тіазоліну // Тези доп. XIX Української конференції з органічної хімії. 10–14 вересня 2001 р. – Львів. – 2001. – С. 403.
Остап’юк Ю., Матійчук В., Обушак М. Стереохімія тіоціанатоарилювання діетилфумарату // Тези доп. восьмої наукової конференції «Львiвськi хiмiчнi читання-2001». 24–25 травня 2001 р. – Львiв. – 2001. – С. О7.
Матийчук В.С., Обушак Н.Д., Василишин Р.Я., Мартяк Р.Л., Остапюк Ю.В. 2-Амино-5-(R-бензил)тиазолы и их применение в синтезе // Тез. докл. 1 конференции по химии гетероциклов. 19–22 октября 2000 г. – Суздаль, Россия. – 2000. – С. 279.
Обушак М.Д., Матiйчук В.С., Василишин Р.Я, Мартяк Р.Л., Остап'юк Ю.В. Синтез 2-аміно-5-(R-бензил)тіазолів та їхні властивості // Тези доп. міжнародної конференції “Хімія азотовмісних гетероциклів”. 2–5 жовтня 2000 р. – Харків. – 2000. – С. 111.
