ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ВВЕДЕНИЕ. ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ С ПЕРФТОРАЛКИЛЬНЫМИ ГРУППАМИ КАК ОСНОВА ДЛЯ СИНТЕЗА НОВЫХ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ИЗВЕСТНЫХ ПЕСТИЦИДОВ И ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ из "Фторсодержащие гетероциклические соединения синтез и применение" Развитие методов получения органических соединений определенной структуры со специфическими свойствами является одной из центральных проблем органической химии. Решение этой проблемы позволит выявить взаимосвязи между структурой и свойствами органических веществ, что особенно важно применительно к новым классам органических веществ, где в настоящее время доступная информация относительно их свойств может быть ограничена или несущественна. По этой причине относительно новый класс органических веществ, содержащих атомы фтора, требует пристального внимания и проведения широких исследований в силу специфического влияния, которое оказывают атомы фтора на свойства таких соединений. [c.5] За прошедшие годы возросло понимание уникальности свойств соединений фтора и появились новые направления их использования [1-8]. Однако из-за того что во многих случаях значительно увеличивается биологическая активность уже существующего препарата, возникает вопрос о необходимости широких и обстоятельных исследований в области гетероциклических соединений [9, 10]. Фторорганические соединения, в результате эффекта маскировки ошибочно включенные организмом в обменные процессы, во многих случаях проявляют биологическую активность, заключающуюся в торможении различных стадий метаболизма. Например, укажем на высокую фармакологическую активность фторсодержащих стероидов (противовоспалительное действие) и 5-фторурацила (канцеролитическое действие). Причиной такой активности можно считать совместное действие эффекта маскировки и блокировочного эффекта. Введение трифторметильной группы сообщает молекуле липофиль-ность. Этот эффект способствует усвоению биологически активных веществ организмом и ускоряет их миграцию через биомембраны. Причем в ряде случаев введение перфторалкильных групп приводит наряду с усилением фармакологического действия к подавлению побочных эффектов. По этим причинам в последнее время соединения, содержащие перфторалкильные группы, приобретают широкое распространение в качестве лекарственных препаратов и пестицидов [11, 12]. [c.5] Признано, что региоселективная замена водорода в ароматической или гетероциклической системе на перфторалкильную группу может иметь глубокое влияние на физические и биологические свойства таких молекул [13, 14]. [c.5] Основное внимание уделяется препаратам с известным механизмом действия — препаратам, введение фтора в которые приводит к многократному усилению активности, и соединениям, нашедшим широкое применение в качестве лекарств. Использование специфических особенностей фтора открывает и другие возможности использования их в медицине, например применение меченных фтором соединений для исследования механизма появления физиологической активности, диагностики функционирования различных органов путем изучения распределения соединений, меченных изотопом F, и др. [c.6] Гетероциклические соединения составляют существенную долю среди применяемых пестицидов [11] и лекарственных веществ [12]. Введение атомов фтора может значительно усилить биоактивность соединений, поэтому синтезируется большое число перфторалкилированных гетероциклов [6, 17, 18]. [c.6] Внимание исследователей, работающих в области поиска потенциально биоактивных соединений, к гетероциклическим соединениям объясняется ключевой ролью гетероциклов в биохимических процессах. Основные задачи в данной области — моделирование, синтез, выделение из природных источников и идентификация соединений, которые действуют как селективные агонисты или антагонисты имеющихся in vivo лигандов. [c.6] Любой прогресс в фармацевтической науке вообще сопровождается также открытием новых реакций, подходящих для целенаправленного синтеза соединений определенной структуры, которые могут стать основой для разработки новых видов лекарств, обладающих соответствующим биологическим действием. Эффект фтора в этом отношении должен быть принят во внимание не только относительно изменения свойств органического субстрата с углеродным остовом, содержащим атомы фтора, но и относительно физиологических свойств молекулы в целом. [c.6] Развитию синтетических методологий получения гетероциклических соединений с перфторалкильными группами посвящено много работ, которые детально анализировались [19-29]. Значительное количество публикаций в этой области посвящено модификации природных соединений введением фтор-или перфторалкильного заместителя. [c.7] Исследования в данном направлении значительно продвинули синтетическую химию фтора было разработано множество новых реагентов и методов синтеза. [c.7] Свое внимание автор сосредоточил на относительно новом классе органических соединений — соединений, содержащих атомы фтора, поскольку наряду с теоретическими вопросами, связанными с выявлением влияния атомов фтора на свойства органической молевсулы и использованием их в качестве модельных объектов для решения фундаментальных вопросов теории органических реакций, многие материалы на базе этого класса соединений нашли широкое применение. [c.7] Ключевые методы синтеза разнообразных гетероциклических соединений с перфторалкильными группами базируются на двух типах химических превращений. Первый тип объединяет процессы, протекающие с уже готовой гетероциклической системой, в которую вводится перфторалкильная группа. Второй тип включает построение самой гетероциклической системы из блоков, содержащих перфторалкильные группы или их фрагменты. Каждый из этих типов имеет свои возможности, преимущества и недостатки. [c.7] Вторую наиболее интересную и интенсивно изучаемую группу методов составляют процессы, базирующиеся на реакциях внутримолекулярных циклизаций с затрагиванием атомов фтора бензольного кольца и кратной связи перфторолефинов под действием гетеро-нуклеофилов и процессах конденсации нескольких молекул, имеющих подходящие функциональные группы [35]. Заметим, что если конструирование гетероциклических систем конденсацией давно известно и достаточно хорощо изучено в органической химии, а введение атомов фтора лишь сказывается на количественной стороне и не является исключением, то применение реакций внутримолекулярной циклизации характерно именно для полифторированных ненасыщенных соединений. Этот метод стал заметным новым способом синтетической органической химии, используемым для получения разнообразных гетероциклических соединений. В данном случае используют бидентатные нуклеофильные реагенты. В книге представлен материал, отражающий лишь небольшую часть тех возможностей, которые заложены в синтетическом потенциале главных строительных блоков — пер-фторолефинах, и можно надеяться, что со временем этот потенциал будет раскрыт и реализован в большем объеме. [c.8] понимая, что охватить все направления синтеза фторсодержащих гетероциклических соединений невозможно, сосредоточил внимание на гетероциклических системах, содержащих в качестве заместителей перфторалкильные группы. [c.8] В силу этого не затрагивались вопросы синтеза гетероциклов, где атомы фтора прямо связаны с атомами углерода кольца. В частности, опущено описание полифторированных пиридина, хинолина, фурана и других гетероциклических соединений (см., например, [33, 34]). Кроме того, не анализируется огромный массив информации по синтезу перфторалкильных, алкенильных и арильных производных 1,3,5-триазина, которые являются составной частью промышленно производимых продуктов и широко применяются в производстве полимерных материалов, фармакологии и в научных исследованиях (см., например, [36] по перфторалкенилентриазиновым эластомерам). [c.8] В то же время автор не ставил задачу дать исчерпывающий и всесторонний обзор химии фторсодержащих гетероциклических соединений, а сделал попытку анализа главных тенденций в развитии методов синтеза таких соединений с целью выявления новых подходов для формирования гетероциклической системы, показа возможности использования перфторолефинов и их производных в качестве синтонов для получения этого класса соединений и прогноза наиболее новых и выгодных путей синтеза гетероциклов с учетом специфических свойств фторсодержащих полупродуктов для открытия и разработки новых химических средств, жизненно необходимых в фармакологических исследованиях. [c.8] В недавние годы отмечен увеличивающийся интерес к синтезу лигандов на основе гетероциклических соединений. Эти лиганды могут быть использованы для извлечения и разделения металлических ионов, катализа межфазового переноса, создания составов, обладающих антикоррозионной стойкостью, и т.д. [c.9] Наряду с интересом к синтезу фторсодержащих гетероциклических соединений эти соединения начали применять и для технических целей. Это прежде всего жидкие диэлектрики, высокотемпературные теплоносители, смазки для прессформ формирования изделий из пластмасс и металлов, комплексоны и экстрагенты. Показана возможность создания на основе ряда гетероциклов, в частности перфтор-4-метил-1,3-диоксолана [37], нового класса высокотемпературных аморфных фторопластов, используемых для производства световодов. [c.9] Азотсодержащие гетероциклические соединения, содержащие К-Р-фраг-менты, оказались эффективными мягкими и стереоселективными фторирующими реагентами. Например, ряд производных К-фторпиперидинов [38]. [c.9] Несмотря на значительное число работ в области химии фторсодержаших гетероциклических соединений, обобщение экспериментального материала и анализ тенденций развития направлений в синтезе гетероциклов проводятся недостаточно. В более ранних обзорах рассматривались только лекарственные аспекты и практическое использование гетероциклических соединений. Химические аспекты, методы для синтеза гетероциклических систем, содержащих фтор, анализировались не в полном объеме. В представленной книге на основе новой информации, появившейся в печати, рассмотрены пути и методы формирования гетероциклических остовов с перфторалкильными группами. Анализ накопившегося в течение последнего десятилетия материала, сбор новой информации воедино, решение проблем и задач могут привлечь определенное внимание химиков к этому интересному и быстро развивающемуся разделу органической химии, а также помочь специалистам, работающим в области синтеза новых веществ для производства, включая исследования в области агрохимии и ветеринарии. [c.9] В книге формулируются некоторые научные проблемы методологии синтеза гетероциклических соединений с одним или несколькими гетероатомами (К, О, 8, Р и т.д.) и перфторалкильными фрагментами. Эти аспекты увязываются с потребностью развития синтетических методов для создания определенных содержащих фтор гетероциклов, которые являются потенциальными объектами для получения веществ и материалов с набором новых свойств, а также с уверенностью, что введение именно атомов фтора в органические молекулы может привносить новые уникальные свойства, которые не достижимы с помощью других элементов. [c.9] Вернуться к основной статье