Σύνθεση και μελέτη συμπυκνωμένων με 5-μελείς ή και 6-μελείς Ο-ούχους ή Ν-ούχους δακτυλίους κουμαρινικών παραγώγων με πιθανό βιολογικό ενδιαφέρον

Abstract

The aim of the present thesis was the synthesis of various, substituted or not, condensed heterocyclic derivatives of coumarin in the positions 3-4 with emphasis on the preparation of nitrogenous five-membered and six-membered rings. In general, many new and already known coumarin derivatives were synthesized. In the context of these compositions, known methods of the international literature were utilized either as they were or with small variations or by improving on what has been presented previously. In the first phase, azacoumestanes were synthesized from 4-arylaminocoumarins by palladium oxidative coupling in the presence of oxygen under conventional heating or in the presence of copper acetate under microwave irradiation, in excellent yields. At the same time, a study of the synthesis of azacoumestanes from the same 4-arylaminocoumarins, was performed by oxidative coupling of gold in the presence of PIDA under conventional heating. For the completion of the above, a study and synthesis of 4-arylaminocoumarins was performed by two methods. The first method involved their preparation under microwave irradiation of 4-bromocoumarin in the presence of corresponding anilines and the second method involved the palladium complex catalytic coupling of 4-bromocoumarin in the presence of the corresponding anilines, with excellent yields for both methods. At the same time, a study and synthesis of N-aryl-3,4-pyrrolocoumarins from suitably allyl-substituted 4-arylaminoquarines was performed, by oxidative coupling in excellent yields. Also it was studied and synthesized the preparation of allyl-substituted 4-arylaminocoumarin by 4-arylaminocoumarins in the presence of allyl bromide in good yields. The study and synthesis of 3,4-imidazolocoumarin by one pot methodology from 4-amino-3-nitrocoumarin with aliphatic acids in the presence of triphenylphosphine and polyphosphoric acid under microwave irradiation, was performed, with excellent yields. The same 3,4-imidazolocoumarins were also prepared from 3,4-diaminocoumarin with aliphatic acids in the presence of polyphosphoric acid under microwave irradiation. 3-Amido-4-aminocoumarins were also prepared either from 4-amino-3-nitrocoumarin with aliphatic acids in the presence of triphenylphosphine or from 3,4-diaminocoumarin with aliphatic acids under microwave irradiation. At the same time, N-phenyl-imidazolocoumarins were prepared from 3-nitro-4-phenylaminocoumarin by two step one pot methodology with aliphatic acids in the presence of palladium on carbon and hydrogen either by conventional heating and moderate yields or under low to high microwave radiation. Similarly, 1,2-diaryl-imidazolcoumarin was prepared by two step one pot methodology from 3-nitro-4-phenylaminocoumarin in the presence of palladium on carbon and hydrogen, followed by the addition of a suitable benzaldehyde, in excellent yields. In addition, a study and synthesis of 3,4-oxazolecoumarins was performed by one pot methodology from 3-nitro-4-hydroxycoumarin with aliphatic acids in the presence of triphenylphosphine and phosphorus pentoxide under microwave radiation with excellent yields. The same 3,4-oxazolocoumarins were also prepared from 4-amino-3-hydroxycoumarin with aliphatic acids in the presence of phosphorus pentoxide under microwave irradiation. Also, 3-amido-4-hydroxycoumarins, were prepared either from 3-nitro-4-hydroxycoumarin with aliphatic acids in the presence of triphenylphosphine or from 3-amino-4-hydroxycoumarin with aliphatic acids under microwave irradiation. Finally, a preliminary study was performed for the preparation of 3,4-quinoxalinecoumarins from 3-nitro-4-phenylaminocoumarin by reduction with palladium on carbon and hydrogen atmosphere initially and secondly, by oxidation under oxygen atmosphere.

Σκοπός της διατριβής ήταν η σύνθεση διαφόρων, υποκατεστημένων ή και μη, συμπυκνωμένων ετεροκυκλικών παραγώγων της κουμαρίνης στις θέσεις 3-4 με έμφαση στην παρασκευή αζωτούχων πενταμελών αλλά και εξαμελών δακτυλίων. Γενικά πραγματοποιήθηκε η σύνθεση πολλών νέων αλλά και ήδη γνωστών παραγώγων της κουμαρίνης. Στα πλαίσια αυτών των συνθέσεων αξιοποιήθηκαν γνωστές μέθοδοι της διεθνούς βιβλιογραφίας είτε ως είχαν είτε με μικρές παραλλαγές ή και με επέκταση αυτών ως προς βελτίωση. Σε πρώτη φάση πραγματοποιήθηκε σύνθεση αζακουμεστανίων από 4-αρυλαμινοκουμαρίνες μέσω οξειδωτικής σύζευξης από παλλάδιο παρουσία οξυγόνου κάτω από συμβατική θέρμανση είτε παρουσία οξικού χαλκού κάτω από μικροκυματική ακτινοβόληση, σε εξαιρετικές αποδόσεις. Παράλληλα πραγματοποιήθηκε μελέτη σύνθεσης αζακουμεστανίων από τις ίδιες 4-αρυλαμινοκουμαρίνες μέσω οξειδωτικής σύζευξης από χρυσό παρουσία PIDA κάτω από συμβατική θέρμανση. Στα πλαίσια της παραπάνω σύνθεσης πραγματοποιήθηκε μελέτη και σύνθεση 4-αρυλαμινοκουμαρινών μέσω δύο μεθόδων. Η πρώτη μέθοδος περιελάμβανε την παρασκευή αυτών κάτω από μικροκυματική ακτινοβόληση από 4-βρωμοκουμαρίνη παρουσία αντίστοιχων ανιλινών και η δεύτερη μέθοδος περιελάμβανε την καταλυτική σύζευξη αυτών, μέσω παλλαδιακού συμπλόκου, από 4-βρωμοκουμαρίνη παρουσία των αντίστοιχων ανιλινών, με εξαιρετικές αποδόσεις και για τις δύο μεθόδους. Παράλληλα πραγματοποιήθηκε μελέτη και σύνθεση Ν-αρυλ-3,4-πυρολλοκουμαρινών από κατάλληλα αλλυλο-υποκατεστημένες 4-αρυλαμινοκουαρίνες, μέσω οξειδωτικής σύζευξης σε εξαιρετικές αποδόσεις. Καθώς και σύνθεση αλλυλο-υποκατεστημένων 4-αρυλαμινοκουμαρινών από 4-αρυλαμινοκουμαρίνες παρουσία αλλυλοβρωμιδίου σε καλές αποδόσεις. Πραγματοποιήθηκε μελέτη και σύνθεση 3,4-ιμιδαζολοκουμαρινών μέσω one pot μεθοδολογίας από 4-αμινο-3-νιτροκουμαρίνη με αλειφατικά οξέα παρουσία τριφαινυλοφωσφίνης και πολυφωσφορικού οξέος κάτω από μικροκυματική ακτινοβόληση με εξαιρετικές αποδόσεις. Οι ίδιες 3,4-ιμιδαζολοκουμαρίνες παρασκευάστηκαν και από την 3,4-διαμινοκουμαρίνη με αλειφατικά οξέα παρουσία πολυφωσφορικού οξέος κάτω από μικροκυματική ακτινοβόληση. Επίσης παρασκευάστηκαν και 3-αμιδο-4-αμινοκουμαρίνες είτε από 4-αμινο-3-νιτροκουμαρίνη με αλειφατικά οξέα παρουσία τριφαινυλοφωσφίνης ή και από 3,4-διαμινοκουμαρίνη με αλειφατικά οξέα κάτω από μικροκυματική ακτινοβόληση. Παράλληλα παρασκευάστηκαν Ν-φαινυλο-ιμιδαζολοκουμαρίνες από 3-νιτρο-4-φαινυλαμινοκουμαρίνη μέσω two step one pot μεθοδολογίας με αλειφατικά οξέα παρουσία παλλαδίου σε άνθρακα και υδρογόνο είτε με συμβατική θέρμανση και μέτριες αποδόσεις είτε κάτω από μικροκυματική ακτινοβόληση σε πολύ καλές έως εξαιρετικές αποδόσεις. Παρόμοια παρασκευάστηκαν μέσω two step one pot μεθοδολογίας 1,2-διαρυλο-ιμιδαζολκουμαρίνες από 3-νιτρο-4-φαινυλαμινοκουμαρίνη παρουσία παλλαδίου σε άνθρακα και υδρογόνο και στην συνέχεια προσθήκη κατάλληλης βενζαλδεΰδης, σε εξαιρετικές αποδόσεις. Επιπλέον πραγματοποιήθηκε μελέτη και σύνθεση 3,4-οξαζολοκoυμαρινών μέσω one pot μεθοδολογίας από 3-νιτρο-4-υδροξυκουμαρίνη με αλειφατικά οξέα παρουσία τριφαινυλοφωσφίνης και πεντοξειδίου του φωσφόρου κάτω από μικροκυματική ακτινοβόληση με εξαιρετικές αποδόσεις. Οι ίδιες 3,4-οξαζολοκουμαρίνες παρασκευάστηκαν και από την 4-αμινο-3-υδροξυκουμαρίνη με αλειφατικά οξέα παρουσία πεντοξειδίου του φωσφόρου κάτω από μικροκυματική ακτινοβόληση. Επίσης παρασκευάστηκαν και 3-αμιδο-4-υδροξυκουμαρίνες είτε από 3-νιτρο-4-υδροξυκουμαρίνη με αλειφατικά οξέα παρουσία τριφαινυλοφωσφίνης ή και από 3-αμινο-4-υδροξυκουμαρίνη με αλειφατικά οξέα κάτω από μικροκυματική ακτινοβόληση. Τέλος πραγματοποιήθηκε προκαταρτική μελέτη για την παρασκευή 3,4-κινοξαλινοκουμαρινών από 3-νιτρο-4-φαινυλαμινοκουμαρίνη μέσω οξειδωτικής σύζευξης μέσω παλλαδίου σε άνθρακα και ατμόσφαιρα υδρογόνου αρχικά και στην συνέχεια κάτω από ατμόσφαιρα οξυγόνου.