shkolakz.ru   1 2 3

Заключение

Литературные данные свидетельствуют о том, что многие производные имидазола обладают ценными фармакологическими свойствами. Одни из них встречаются в природе и имеют важное биологическое значение, другие являются распространенными синтетическими лекарственными препаратами. Исходя из этого перед автором данной работы была поставлена цель: разработать новые способы получения соединений имидазольного ряда, имеющие во 2-м положении цикла азот- и кислород содержащие функциональные группы. Соединения такой структуры могли бы служить доступными синтонами для получения известных и новых физиологически активных веществ.

В результате проведенных исследований было показано, что нитрил и амид имидазол-2-карбоновой кислоты, получение которых до сих пор базируется на многостадийных процессах и применении дорогих и, зачастую, токсичных реагентов, могут стать технологически и экологически доступными благодаря использованию процесса окислительного аммонолиза, детально разработанного казахстанскими учеными, показавшими, что эта реакция является эффективной для введения кислород- и азотсодержащих группировок в циклические структуры соединений различных классов, в том числе и в такие азотистые гетероциклы, как пиридины и пиразины.

Таким же технологически и экологически доступным становится получение амида имидазолин-2-карбоновой кислоты, который, как впервые показано нами, можно синтезировать одностадийным парциальным окислением 2-метилимидазолина с использованием реакции окислительного аммонолиза.

Автором диссертации установлено, что при окислительном аммонолизе 2-метилимидазолина (лизидина) и 2-метилимидазола можно с успехом использовать смешанные оксидные катализаторы на основе молибдена, сурьмы и титана, которые ранее применялись при синтезе амидов пиразин моно- и дикарбоновых кислот из моно- и диметилпиразинов, т.е. гетероциклов, содержащих в структуре кольца два атома азота. При варьировании в широком диапазоне основных параметров реакции и изменении соотношения компонентов оксидного контакта удалось найти оптимальные условия, при которых процесс может быть направлен в сторону преимущественного образования одного из основных продуктов: амида имидазолин-2-карбоновой кислоты, а также амида и нитрила имидазол-2-карбоновой кислоты. Некоторые из веществ, полученных в процессе окислительного аммонолиза, были подвергнуты химической модификации, что привело к получению ряда новых биологически активных соединений.


На основе результатов проведенных исследований сформулированы следующие выводы:

1 Впервые проведено исследование реакции окислительного аммонолиза неароматического азотистого гетероцикла 2-метилимидазолина в присутствии оксидных молибден-сурьмяных катализаторов, модифицированных диоксидом титана. Изучено влияние состава катализатора, температуры процесса, времени контакта, соотношения реагирующих компонентов на конверсию 2-метилимидазолина и выход основных продуктов реакции.

2 Показано, что регулируя состав оксидного Mo-Sb катализатора путем варьирования содержания в нем TiO2, можно направить процесс в сторону преиму­щественного образования одного продукта – амида имидазолин-2-карбоновой кислоты, выход которого в оптимальных условиях проведения ре­акции окислительного аммонолиза на контакте MoO3 : Sb2O4 : TiO2 = 1,00 : 0,50 : 0,75 (соотношение мольное), температура 330 °С, мольное соотношение реагирующих компонентов 2-метилимидазолин : аммиак : кислород : вода = 1,0 : 9,1 : 37,4 : 37,8, составил 85-90%.

3 Определены оптимальные условия проведения реакции окислительного аммонолиза 2-метилимидазола, позволяющие в присутствии катализатора состава MoO3 : Sb2O4 : TiO2 = 1,00 : 0,50 : 0,75 синтезировать либо нитрил, либо амид имидазол-2-карбоновой кислоты с выходами соответственно 87 и 86 %.

4 Разработаны методики выделения и идентификации продуктов, образующихся из 2-метилимидазола и 2-метилимидазолина в реакции окислительного аммонолиза.

5 Проведена химическая модификация амидов имидазол- и имидазолин-2-карбоновых кислот по функциональным группам этих соединений, что позволило получить новые диамидодикислоты, амидодикислоты имидазольного и имидазолинового ряда, а так же другие соединения указанных гетероциклических рядов. Установлено строение полученных производных.

6 В результате проведенных исследований синтезировано 14 новых производных имидазольного и имидазолинового рядов.


7 Изучена биологическая активность синтезированных новых производных амида имидазолин-2-карбоновой кислоты и показано, что указанные соединения обладают выраженной цитотоксической и умеренно- выраженной антимикробной и антифунгальной активностью.


Оценка полноты решения поставленных задач.

Поставленные задачи по исследованию реакции окислительного аммонолиза 2-метилимидазолина и 2-метилимидазола в присутствии оксидных молибден-сурьмяных катализаторов модифицированных диоксидом титана, разработке методов выделения и идентификации продуктов парциального окисления указанных соединений в реакции окислительного аммонолиза, химической модификации амидов имидазол- и имидазолин-2-карбоновой кислот, установлению строения и биологической активности полученных производных выполнены полностью.


Рекомендации по конкретному использованию результатов.

Разработанная методика синтеза амида имидазолин-, а так же нитрила и амида имидазол-2-карбоновой кислоты может быть использована для их наработки в масштабах опытного производства.

Экспериментальные данные, физико-химические характеристики и результаты исследований биологической активности новых соединений синтезированных на основе имидазол-2- , имидазолин-2-карбоновой кислоты и их амидов, могут служить методическим материалом для химиков-органиков.


Оценка научного уровня выполненной работы в сравнении с лучшими достижениями в данной области.

По результатам работы поданы 2 заявки на изобретения, опубликовано 3 статьи в специализированных международных и республиканских журналах, 1 статья в сборнике научных трудов и тезисы 5 докладов.

В целом теоретический и экспериментальный уровень представленной диссертационной работы, соответствует аналогам, опубликованным в открытой научной печати.


Список опубликованных работ по теме диссертации

1 Сидойкин П. Б., Тлегенов Р.Т., Кричевский Л.А., Кагарлицкий А.Д., Особенности поведения лупинина в процессе окислительного аммонолиза // Вестник КазНУ. Сер. хим. –2005. – № 4 (40). – С. 21-24.


2 Сидойкин П.Б. Каталитическая и химическая трансформация 2-замещенного алкилимидазолина // Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане: сб. статей Респ. науч. конф., Алматы, 14 дек. 2007. – Ч. 4.– С. 57-61. –ISBN 978-601-7079-04-8.

3 Сидойкин П. Б., Кагарлицкий А.Д., Кричевский Л.А. Каталитический синтез нитрила и амида имидазол-2-карбоновой кислоты // Вестник КазНУ. Сер. хим. –2007. – № 4 (48). – С. 30-35.

4 Кагарлицкий А.Д., Сидойкин П.Б., Кричевский Л.А. Тройные оксидные молибден-сурьма-титановые системы в каталитическом синтезе амида имидазолин-2-карбоновой кислоты // Журн. прикл. химии. –2008. – № 2. – С.278-281.

5 Сидойкин П. Б., Кричевский Л.А, Кагарлицкий А.Д. Исследование лизидина в реакции окислительного аммонолиза на оксидном молибден-сурьма-титановом контакте // Тезисы докл. VII Всероссийской науч.–практ. конф. студентов и аспирантов: «Химия и химическая технология в XXI веке». – Томск, 2006.- С. 103.

6 Сидойкин П. Б., Кагарлицкий А.Д., Кричевский Л.А. Синтез производных имидазола с использованием процесса окислительного аммонолиза // Тезисы докл. IV Всероссийской науч. конф.: «Химия и технология растительных веществ». – Сыктывкар, 2006. – С. 177.

7 Сидойкин П. Б., Кагарлицкий А.Д., Кричевский Л.А. Окислительный аммонолиз 2-метилимидазола в присутствии оксидных металлических систем // Тезисы докл. Всероссийской науч. конф.: «Современные проблемы органической химии». – Новосибирск, 2007. – С. 226.

8 Сидойкин П. Б., Кагарлицкий А.Д., Кричевский Л.А. Окислительный аммонолиз 2-метилимидазола // Тезисы докл. XVIII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии: «Достижения и перспективы химической науки». Москва,2007. – С. 431.

9 Сидойкин П. Б., Кагарлицкий А.Д., Кричевский Л.А. Каталитический синтез нитрила имидазолил-2-карбоновой кислоты // Тезисы докл. VIII Всероссийской науч.–практ. конф. студентов и аспирантов: «Химия и химическая технология в XXI веке». Томск,2007. – С. 162.



Сидойкин Павел Борисович


2-Метилимидазолдың және 2-метилимидазолиннің

химиялық және каталитикалық трансформациясы


Химия ғылымдарының кандидаты ғылыми дәрежесін алу үшін дайындалған диссертацияның авторефераты


02.00.03 – органикалық химия


Түйін


Зерттеу объектілері. Биологиялық белсенді заттар алу үшін 2-метил-имидазол және 2-метилимидазолиннің аммонолиз тотықтырғышында өзгерісі және парциалды тотықтырғыштың өнімдері синтондар болады.

Зерттеу мақсаты. Аммонолиз тотықтырғыш процессінде 2-метил-имидазолиннің және 2-метилимидазолдың жағдайы және осы реакция жүру барысында түзілген заттардың химиялық модификациясын зерттеу.

Алға қойылған мақсатқа жету үшін келесі тапсырмалар қарастырылады:


  • Титанның қос тотығымен модифицирленген тотықты молибден-сурьмалы катализаторлар қатысуымен 2-метилимидазолиннің және 2-метил-имидазолдың аммонолиз тотықтырғышының реакциясын зерттеу;

  • Аммонолиз тотықтырғыш реакциясындағы 2-метилимидазолды және

2-метилимидазолинді парциалды тотықтырғанда түзілген өнімді идентификациялау және оларды бөліп алу тәсілін өңдеу;

  • Имидазол – және имидазолин-2-карбон қышқылы амидтерінің химиялық модификациясы;

  • Алынған туындылардың биологиялық белсенділігін және құрылымын анықтау.

Зерттеу әдістері: ИК-спектроскопия, ЖҚХ, ГСХ, элементтік анализ және рентгенқұрылымдық талдау.

Жұмыстың нәтижесі:

1. Алғаш рет ароматтық емес гетероцикл 2-метилимидазолиннің, титанның қос тотығымен модифицирленген, тотықты молибден-сурьмалы катализаторлар қатысуындағы аммонолиз тотықтырғыш реакциялары зерттелді.

2. Тотықты молибден-сурьмалы катализаторының құрамын ондағы кездесетін TiO2 – ні варьирлеу арқылы реттей отырып, осы процесті артығырақ түзілетін бір өнім - имидазолин-2-карбон қышқылының амидіне бағыттауға болады, MoO3 : Sb2O4 : TiO2 = 1,00 : 0,50 : 0,75 (мольдік қатынас) контактындағы температурасы 330°С, 2-метилимидазолин : аммиак : оттегі : су = 1,0 : 9,1 : 37,4 : 37,8 мольдік қатынастағы әрекеттесетін компоненттерінің оптималды жағдайда аммонолиз тотықтырғыш реакцияларының жүруінің шығымы 85-90 %-ды құрайтыны көрсетілді.


3. Шығымы 87 % және 86 % сәйкес, имидазол-2-карбон қышқылының немесе нитрил, немесе амидін синтездеп алуда MoO3 : Sb2O4 : TiO2 = 1,00 : 0,50 : 0,75 құрамды катализатордың қатысуы мүмкін болатын, 2-метилимидазолдың аммонолиз тотықтырғыш реакцияларының оптималды жүру жағдайы анықталды.

4. Аммонолиз тотықтырғыш реакцияларындағы 2-метилимидазолдан және 2-метилимидазолиннен түзілетін өнімдерді идентификациялау және бөліп алу тәсілдері өңделді.

5. Имидазол – және имидазолин-2-карбон қышқылының амидтеріне осы қосылыстардың функционалды топтары бойынша химиялық модификациясы жүргізілді, бұл жағдай имидазолдың және имидазолиннің қатарының жаңа қосамидті қосқышқылдарын, амид қосқышқылдарын алуға мүмкіндік береді. Алынған туындылардың құрылымы анықталды.

6. Жүргізілген зерттеулер нәтижесінде имидазолдың және имидазолиннің қатарының 14 жаңа туындылары синтезделді.

7. Имидазолин-2-карбон қышқылының амидтерінің жаңа туындыларының биологиялық белсенділігі зерттелді; келтірілген қосылыстар айқын цитотоксикалық және қалыпты антимикробты және антифунгальды белсенділікке ие екендігі көрсетілді.


Қолданылу саласы. Имидазолин-, имидазол-2-карбон қышқылының амидтерінің және нитрилдерінің синтезінің өңделінген әдістемесін оларды ауқымды тәжірибелі өндірісте алу үшін қолдануға болады.

Алынған тәжірибелік мәліметтерді және имидазолин-2-карбон қышқылының және оның амидінің негізінде синтезделінген жаңа қосылыстардың биологиялық белсенділігін зерттеу нәтижелері ББҚ синтезі облысында жұмыс жасайтындарға, химиктерге әдістемелік құрал ретінде пайдалануға болады.





Sidoikin Pavel Borisovich


Chemical and catalytical transformations of

2-methylimidazole and 2- methylimidazoline


Abstract of dissertation for the competition for a scientific degree

candidate of chemical sciences


02.00.03 – organic chemistry


SUMMARY


Objects of research are 2-methylimidazoline and 2-methylimidazole transformations in ammoxidation process, partial oxidation products of which can serve as syntons at obtaining of biological active substances.

The purpose of research of this work is studying of 2-methylimidazoline and 2-methylimidazole behaviour during oxidative ammonolysis and chemical modification of substances, formed during this reaction.

For achievement of an object in view the decision of following tasks is provided:


  • Research of 2-methylimidazoline and 2-methylimidazole oxidative ammonolysis reaction at presence oxidic molybdenum-antimonic catalysts modified by titanium dioxide;

  • Development of extraction and identification methods of 2-methylimidazoline and 2-methylimidazole partial oxidation products in reaction of oxidative ammonolysis;

  • Chemical modification of amides of imidazole- and imidazoline-2-carboxylic acids;

  • Determination of a structure and biological activity of the obtained derivatives.


Methods of research: IR-spectroscopy, the element analysis, TLC, GLC, X-ray analysis.


Results:

1 For the first time it is carried out the oxidative ammonolysis reaction research of not aromatic nitrous 2-methylimidazoline heterocycle at presence oxidic molybdenum-antimonic catalysts modified by titanium dioxide. It is studied the influence of catalyst composition, temperature of process, contact time, reacting components ratio, on 2-methylimidazoline conversion and a yield of main reaction products.


2 It is shown, that regulation of oxidic Mo-Sb catalyst composition by a variation of the TiO2 contents in it, it is possible to direct process to primary formation of one product – amide of imidazoline-2-carboxylic acid with yield 85-90 % in optimal conditions of carrying out of oxidative ammonolysis reaction (contact – MoO3 : Sb2O4 : TiO2 = 1,00 : 0,50 : 0,75 (a molar ratio), temperature – 330 °С, a molar ratio of reacting components – 2-methylimidazoline : ammonia: oxygen: water = 1,0 : 9,1 : 37,4 : 37,8).

3 It is founded the optimal conditions of carrying out of 2-methylimidazole oxidative ammonolysis reaction, allowing in presence of the catalyst of MoO3 : Sb2O4 : TiO2 = 1,00 : 0,50 : 0,75 composition to synthesize nitrile, or amide of 2-imidazolcarboxylic acid with yields 87 and 86 % accordingly.

4 It is developed the extraction and identification technique of the products obtained from 2-methylimidazoline and 2-methylimidazole in oxidative ammonolysis reaction.

5 It is carried out the chemical modification of functional groups of amides imidazole- and imidazoline-2-carboxylic acids, that has allowed to obtain new diamid and amid imidazole- and imidazoline acids and other compounds of this heterocyclic series. It is founded the structure of obtained derivatives.

6 As a result of the carried out researches 14 new imidazole- and imidazoline derivatives are synthesized.

7 It is studied the biological activity of the new synthesized derivatives of amide of imidazoline-2-carboxylic acid and is shown, that this compounds possess high cytotoxic and medium antimicrobial and antifungal activities.

Range of application. The developed technique of nitriles and amides 2-imidazoline-, imidazolcarboxylic acid syntheses can be used for its manufactured in pilot plant run.

The received experimental data and results of biological activity researches of new synthesized 2-imidazolinecarboxylic acid and its amide derivatives can serve as a methodical material for the chemists, working in the field of BAS synthesis.







<< предыдущая страница