Яковенко Г.Г. Синтез піразоло[4,3-b]піридинових систем на основі N-Bос- 4-амінопіразол-5-карбальдегідів. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 102 «Хімія», спеціалізація «органічна хімія» – Національний університет «Києво-Могилянська академія», Київ, 2021.
Дисертаційна робота присвячена розробленню препаративно зручних методів синтезу раніше не описаних типів функціоналізованих піразоло[4,3- b]піридинів та дослідженню їх трансформацій з метою конструювання нових азовмісних полігетероциклічних систем.
В ролі базових субстратів для синтезу піразолопіридинових систем були використані N-Bос-4-амінопіразоло-5-карбальдегіди, які перетворюють послідовним лініюванням та подальшим формілюванням N-Bос-4- амінопіразолів, використовуючи диметилфорамід або етилформіат, в залежності від субстрату.
Синтетичний потенціал N-Bос-аміноальдегідів був вдало розкритий на прикладі класичної реакції Фрідлендера із діалкіл- та алкіларилкетонами в середовищі киплячої оцтової кислоти і в присутності піролідину як каталізатора. Це дозволило в одну препаративну стадію із помірними виходами отримати нові 5,6–діалкіл-або арилзаміщенні піразоло[4,3-b]піридини.
Подальший напрямок досліджень був сфокусований на взаємодії N-Bос- 4-амінопіразоло-5-карбальдегідів із циклічними β-дикетонами. Результатом підібраних реакційних умов стало одержання піразоло[4,3-b]хінолін-8-онів, які через стадію утворення оксимів, були перетворені в піразоло[3’,4’:5,6]піридо[3,2-b]азепіни перегрупуванням Бекмана із використанням трифлуорометансульфонового ангідриду.
Синтетичні можливості N-Bос-4-амінопіразоло-5-карбальдегідів продемонстровані взаємодією із низкою ацетооцтових естерів та 3,3- диметоксипропаноатом, яка привела до 5-алкіл-заміщенх-6-карбофункціоналізованих піразоло[4,3-b]піридинів. Каталітичним гідруванням останніх отримані похідні 4,5,6,7-тетрагідропіразоло[4,3-b]піридину, які є піразоланельованими аналогами біологічно активних ніпекотинових кислот.
Наукова новизна одержаних результатів. В рамках виконання дисертаційного проєкту, нами розроблений ефективний метод синтезу мультиграмових кількостей N-Bос-4-амінопіразоло-5-карбальдегідів. Метод базується на селективному лініюванні N-Bос-4-амінопіразоламів із подальшим формілюванням диметилформамідом або етил форміатом.
Встановивши, що отримані N-Bос-4-амінопіразоло-5-карбальдегіди реагують із діалкіл- та алкіларилкетонами в середовищі киплячої оцтової кислоти присутності еквімолярної кількості піролідину із утворенням нових 5,6–алкіл- арилзаміщених піразоло[4,3-b]піридинів з помірними виходами.
Оптимізовані умови, в яких відбувається хімічна взаємодії N-Bос-4- амінопіразоло-5-карбальдегідів із циклічними β-дикетонами, дозволили здійснити синтез піразоло[4,3-b]хінолін-8-онів, їх оксими при дії трифлуорометансуфонового ангідриду перегруповувалися у піразоло[3’,4’:5,6]піридо[3,2-b]азепіни.
Досліджені закономірності конденсації N-Bос-4-амінопіразоло-5- карбальдегідів із низкою ацетооцтових естерів та 3,3-диметоксипропаноатом, вона приводить до 5- заміщених піразоло[4,3-b]піридин-6-карбоксилатів. Їх відновлення методом каталітичного гідрування на Pd/C каталізаторі, отримані похідні 4,5,6,7-тетрагідропіразоло[4,3-b]піридинів будова яких однозначно доведена методом РСА.
Практичне значення одержаних результатів полягає у розробці препаративно зручного методу синтезу N-Bос-4-амінопіразоло-5-карбальдегідів у мультиграмових кількостях, що дозволило успішно використати їх для синтезу нових 5,6-функціоналізованих піразоло[4,3-b]піридинових систем. Вони виявилися цінними поліфунціональними молекулярними платформами для конструювання нових молекулярних систем, а також біоперспективними аналогами фармацевтичних об’єктів, які перебувають на фінальних стадіях біологічних досліджень або вже мають практичне застосування.
Ключові слова: N-Bос-4-амінопіразоло-5-карбальдегіди, піразоло[4,3- b]піридини, піразоло[3’,4’:5,6]піридо[3,2-b]азепіни, імідазо[1,2-a]піразоло[3,4- е]піридини, піразоло[3',4:5,6]піридо[2,3-d]піримідини, реакція Фрідлендера, реакція Кньовенагеля, перегрупування Бекмана, реакція Курціуса, каталітичне гідрування, гетероциклізація.
