Разработка методов синтеза биологически активных соединений и функциональных материалов на основе взаимодействия 4-(проп-2-еноил)-1Н-пиррол-2,3-дионов с 1,1-бинуклеофилами

Для изучения реакций с 1,1-бинуклеофилами были синтезированы 1-арил-5-метоксикарбонил-4-(3-арилпроп-2-еноил)-1H-пиррол-2,3-дионы в четыре стадии, исходя из бензальдегида и его замещенных аналогов. Далее было изучено взамодействие синтезированных 1Н-пиррол-2,3-дионов с потенциальными 1,1-бинуклеофилами, в качестве которых использовались ациклические, карбоциклические и гетероциклические енолы и енамины, первичные амины, тиолы, вода, гидразины, цинк-еноляты и цинк-карбениаты. Взаимодействия проводились в различных растворителях (хлороформе, 1,2-дихлорэтане, бензоле, толуоле, ксилолах, ацетонитриле, тетрагидрофуране, 1,4-диоксане, диметилформамиде) и при различных температурных режимах (от 20 до 140°C). Показано, что во всех случаях нуклеофильные реагенты первоначально присоединяются к атому С5 1Н-пиррол-2,3-дионов. В ряде случаев реакции останавливаются на этой стадии, а аддукты являются основными продуктами реакции. Однако чаще реализуется одно из трёх направлений их дальнейшей трансформации: присоединение нуклеофила к двойной углерод-углеродной связи циннамоильного фрагмента (пятичленные енолы и барбитуровая кислота); спиро-бис-гетероциклизация с участием метоксикарбонильной группы (шестичленные енолы, ациклические и шестичленные енамины, а также вторичные пятичленные енамины); рециклизация с участием кетонной карбонильной группы, сопровождающаяся раскрытием дигидропирролонового цикла по связи N1-C5 (гидразины и первичные пятичленные енамины). Обнаруженные спиро-бис-гетероциклизации под действием шестичленных енолов были распространены на другие типы легкодоступных 5-метоксикарбонил-1Н-пиррол-2,3-дионов, а именно на 4,5-диметоксикарбонил- и 5-ароил-4-метоксикарбонил-1Н-пиррол-2,3-дионы. Разработаны эффективные диастереоселективные методы синтеза недоступных ранее 2,4,5,6,7,7а-гексагидро-1Н-индол-2,4-дионов со спиро-углеродным атомом в положении 7 - 1,1",2",3,4",5",6",7a-октагидроспиро[инден-2,7"-индолов], 1,2,4,5,6,7a-гексагидро-2"H-спиро-[индол-7,3"-[1.5]оксазолов], 1,1",2,4,5,5",6,7a-октагидроспиро[индол-7,4"-пиразолов] и других, а также способы синтеза недоступных ранее функционально замещенных пиразолов, пиразоло[3,4-b]пиридинов, изоксазоло[5,4-b]пиридинов, спиро[фуран-3,2"-пирролов], спиро[пиррол-3,2"-пирролов] и других потенциально биологически активных гетероциклических соединений. Механизмы исследованных реакций изучены квантово-химическими методами с помощь пакетов программ ПРИРОДА и GAMESS: рассчитаны энергии и структуры исходных и промежуточных, а также активированных комплексов и продуктов реакций. Среди продуктов синтеза обнаружены вещества, проявляющие высокую анальгетическую активность. Созданные библиотеки азагетероциклов будут использованы для дальнейшего поиска среди них биологически активных соединений.