Синтез продуктов сочетания моносахаридов с некоторымиаминами и алкалоидамии их свойства

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. В настоящее время в мире одной из актуальных проблем современной химической науки является поиск направленного рационального использования природных ресурсов и создание на их основе практически полезных новых материалов и технологий. При этом особое внимание уделяется проблеме локализации, создания и внедрения в производство новых биологически активных соединений, используемых в различных отраслях экономики, что приводит к импортозамещению и экономии валютных средств.Наряду с увеличением объема производства химических продуктов поставлена важная задача дальнейшего расширения их ассортиментов и повышения качества. Решающая роль в этом принадлежит целенаправленным поискам новых ценных веществ, более эффективных методов и процессов синтеза и разделения продуктов путем коренного усовершенствования существующих производств. Разработка новой технологии все более базируется на ее научном обоснавании, включающем знание механизма и физико-химических закономср-ностей процесса. Большие резервы в повышении эффективности производства имеются в области усовершенствования действующих предприятий путем выбора оптимальных параметров процесса, модернизации технологических схем и оборудования, квалифицированного использования побочных продуктов и отходов производства. В условиях проводящихся в Республике Казахстан экономических реформ, совопукность всех этих факторов приобретает особое значение для дальнейшего развития промышленности органического синтеза. Отмеченное в полной мерс можно отнести к углеводам и алколоидам, являющимся основными представителями природных соединений. Одним из перспективных направлений их практического применения является изучение их в качестве исходных объектов для получения новых биологически активных соединений. Химическая модификация структуры углеводов и алкалоидов обладает большими и все еще полностью не раскрытыми потенциальными перспективами. Модифицированные производные моносахаридов представляют большой научный и практический интерес, поскольку многие из них обладают ярко выраженной биологической активностью широкого спектра действия. Целый ряд производных моносахаридов находят широкое применение в медицине, например, в качестве эффективных противораковых и противовирусных препаратов. Немаловажно при этом то, что введение углеводных остатков в структуру биологически активных веществ зачастую приводит к увеличению растворимости в воде и снижению их токсичности. Все это определяет интерес к синтетической химии модификации моносахаридов. Следует также отметить, что получение соединений, сочетающих в ссбях одновременно углеводную часть и алкалоидные фрагменты, открывают новые направления в промышленности органического синтеза. На основе проведенных работ по получению биологически активных веществ будут созданы условия синтеза с различными функционалными группами, проявляющими широкий спектр биологического действия. Всвязи с этим, создание научных основ получения биологически активных веществ путем модификации моносахаридов и решение проблем, связанных с синтезом биологически активных веществ на их основе, являются актуальными задачами, представляющими как теоретическое, так и практическое значение. Диссертационное исследование в определённой степени будет способст-вовать решениюзадач,намеченных в постановлении Президента Республики КазахстанРК№ 00512 «Разумное использование природных ресурсов, псрсра-ботка сырья и продуктов» (2005-2015 годы). Цель исследования. Определение реакции сочетания моносахаридов с некоторыми аминами и алколоидами и создание технологии получения биологически активных веществ, сочетающих в себе одновременно углеводную часть, аминные и алкалоидные фрагменты. Научная новизна исследования заключается в следующем: установлены кинетические закономерности гидролиза полисахаридов в зависимости от температуры, концентрации полисахарида в растворе, природы и концентрации кислоты; получены N-гликозидные и N-ксилозидные производные на основе некоторых алкалоидов и установлены их строение; установленарсакция взаимодействия тстраацетилглико-пиранозилизо-тиоцианата с алкалоидами цитизином, L-эфедрином и D-псевдо-эфсдрином и получены их тиомочевинные производные; полученыдитиоурстаны с взаимодействием алкалоидов цитизина иуглсводсодсржащсго эфира N-алкалоиддитиокарба-миновых кислот, L-эфедрина и D-пссвдоэфсдрина с сероуглеродом в присутствии триэтиламина и произведено алкилирование 1-дезокси-2,3,4, б-тетра-О-ацетил-P-D-глюкопиранозилбромидом; получены новые полифункциональные, в том числе серо-и галогенсодержащие производные N-аминогликозидов на основе различных первичных аминов алифатического, ароматического и гетероциклического рядов, установлено образование возможных аномерных форм; разработаны технологические параметры синтеза биологически активных веществ, сочетающие в себе одновременно углеводную часть и аминные, и алкалоидные фрагменты из растительного сырья и установлена область их применения. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1 .Разработаны и усовершенствованы методы получения моносахаридов на базе местного сырья(кукурузная кочерыжка, гузапая, виноградная лоза, дармина и мак). Установлены кинетические закономерности гидролиза полисахаридов в зависимости от температуры, концентрации полисахарида в растворе, природы и концентрации кислоты. Установлено, что в присутствии уксусной кислоты процессы образования побочных продуктов протекаю относительно медленно. 2. Провсдсно гидрирование ксилозы с целью получения ксилита и исследована структура наиболее активных кобальтовых сплавов и катализаторов, модифицированных ферромолибденом и ферротитаном. Определены оптимальные условия процесса гидрогенолиза ксилозы и предложен оптимальный состав катализатора: Cu-Al-OTi = 45%-50%- 5 %. 3. Исследовано взаимодействие моносахаридов (D-глюкозы и D-ксилозы) с алкалоидами цитизин, L-эфсдрин и D-псевдоэфедрин, в результате которого получены и охарактеризованы соответствующие N-глюкозиламины и N-ксилозиламины. N-гликозиды получены также встречным синтезом, т.е. алкилированием вышеуказанных алкалоидов тстра-О-ацетил-а-О-глюко-пиранозилбромидом. Были получены 1-(2,3,4,6-тстра-О-ацетил-Р-О-глюкопиранозил)амины в дальнейшем взаимодействием с метилатом натрия. 4. Впервые изучена реакция взаимодействия тстраацстилгликопира-нозилиз-отиоцианата с алкалоидами цитизин, L-эфедрин и D-пссвдоэфсдрин и получены их тиомочевинныс производные. С использованием ИК- и ЯМР-спсктроскопии, масс-спектрометрии и рентгеноструктурного анализа установлены их структуры. 5.Осуществлен синтез углеводсодержащего эфира N-алкалоид-дитиокарба-миновых кислот взаимодействием алкалоидов цитизина, L-эфедрина и D-псевдоэфсдрина с сероуглеродом в присутствии триэтиламина. Показано, что дальнейшее алкилирование 1-дезо кси-2,3,4,6-тстра-О-ацетил-P-D-глюкопирано-зилбромидом приводит к получению дитиоурстанов. 6. На основе гидразидов о- и л-гидроксибснзойных кислот получены весьма перспективные в биологическом плане углеводсодержащие тиоссмикарба-зидные производные, строение которых было установлено с применением ПК- и ЯМР ’Н-спсктроскопии. 7. На основе проведенных исследований осуществлен синтез 33 новых гликозилсодержащих производных алкалоидов цитизина, L-эфсдрина и D-псевдоэфсдрина и некоторых гетероциклических аминов. Полученные соединения охарактеризованы современными физико-химическими методами анализа. 8. Среди синтезированных соединений выявлены вещества, обладающие инсектицидной, фунгицидной, гепатопротекторной, антимикробной и другими активностями. Некоторые из синтезированных соединений рекомендованы к дальнейшим углубленным биологическим испытаниям на инсектицидную, афицидную, антибактериальную и антиоксидантную активности. 9. В результате исследования разработаны технологическая схема, технологический регламент на получение субстанцииМ-P-D-глюкопиранозилцитизина и соответствующие технико-нормативные документации