Tautomeria protonowa i stereoizomeria pochodnych 1,3-tiazolidinonu
Loading...
Date
2023
Authors
Advisor
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
Proton tautomerism and stereoisomerism in 1,3-thiazolidinone derivatives
Abstract
W ramach pracy doktorskiej przeprowadzono syntezę oraz badania strukturalne i spektroskopowe serii nowych pochodnych C5-ylidenowych 4-fenyloamino-1,3-tiazol2(5H)-onu o dużym znaczeniu farmakologicznym, zawierających podstawniki ylidenowe o odmiennych właściwościach elektronowych, to jest podstawnik dimetyloaminometylidenowy o właściwościach elektrono-donorowych i podstawnik metoksykarbonylometylidenowy o właściwościach elektrono-akceptorowych, a także pochodnych 5-dimetyloaminometylideno-4-fenyloamino-1,3-tiazol-2-onu z pierścieniem fenylowym podstawionym grupami -OH, -OCH3 względnie -CF3. Osobną podgrupę pochodnych 5-ylideno-4-fenyloamino-1,3-tiazol-2(5H)-onu stanowiły 5-ylideno-4-(p-R-fenylo)amino-1,3-tiazol-2(5H)-ony otrzymane na drodze syntezy, której celem było wprowadzenie do cząsteczek wraz z podstawnikiem ylidenowym innych heterocykli. Badania zostały podjęte głównie w celu lepszego zrozumienia wpływu zmian strukturalnych i elektronowych na zjawisko tautomerii protonowej oraz stereoizomerii pochodnych 5-ylideno-4-fenyloamino-1,3-tiazol-2(5H)-onu. Struktury analizowanych związków zostały określone za pomocą spektroskopii 1H i 13C NMR i FT-IR oraz analizy rentgenograficznej. Przeprowadzono również obliczenia teoretyczne potwierdzające obserwacje eksperymentalne. Uzyskane wyniki badań odnoszących się do zjawiska aminowo-iminowej tautomerii protonowej w grupie pochodnych 5-ylideno-4- fenyloamino-1,3-tiazol-2(5H)-onu wyjawiły wyjątkowo dużą trwałość formy tautomerycznej aminowej oraz brak wpływu na zjawisko aminowo-iminowej tautomerii protonowej obecnych w pierścieniu fenylowym podstawników zarówno o charakterze elektrono-donorowym (-OH, -OCH3), jak i o charakterze silnie elektrono-akceptorowym (CF3). Wykazano pojawienie się znaczących efektów rezonansowych w obrębie grupy amidynowej i podstawnika ylidynowego o charakterze elektrono-donorowym, wywierających wpływ na kształt i właściwości cząsteczek. Jednocześnie stwierdzono, że reszta fenyloaminowa ustawia się w cząsteczkach badanych związków synperiplanarnie zarówno w ciele stałym, jak i w roztworze (DMSO), zaś podstawnik ylidenowy przyjmuje konfigurację Z.
The thesis presents the synthesis and structural analysis of a series of hybrid 1Hpyrazolin/thiazolidinones as well as of 5-ylidene derivatives of 4-phenylamino-1,3-thiazol2(5H)-ones with the phenyl ring variously substituted with the -OH, -OCH3, and -CF3 groups. The aim of the structural analyses was to elucidate the structural changes and tautomeric effects in the amidine system caused by the various chemical modifications of the thiazolidinone core. The solid phase structures were characterized by single-crystal and powder X-ray diffraction, and by FT-IR spectroscopy. To examine the tautomeric effect as a possible dynamic phenomenon, the liquid phase (DMSO solution) behavior of theinvestigated compounds was studied by 1H and 13C NMR spectroscopy. As a major conclusion, the exceptional stability of the amino tautomeric form with synperiplanar conformation of all the title compounds has been established both in the solid and liquid phase. The structures were analyzed from the point of view of the electronic effects and conformational freedom of the molecules. The differences in electronic structure resulting from substituent swapping were also analyzed. In addition, the intermolecular interactions and supramolecular architecture of the crystal lattices were highlighted. Computational analyses (density functional, DFT; and atoms-in-molecules, AiM; theory) were carried out to theoretically explain the experimental data. The antiproliferative activity of selected compounds was evaluated and the most susceptible cancer cell lines (renal cancer) were identified.
Description
Wydział Chemii
Sponsor
The work was supported by grant no. POWR.03.02.00-00-I020/17 co-financed by the European Union through the European Social Fund under the Operational Program Knowledge Education Development.
Keywords
4-amino-tiazolidinony, tautomeria protonowa, analiza rentgenowska, analiza spektroskopowa, DFT, QTAiM, 4-amino-thia¬zolidinones, proton tautomerism, X-ray analysis, spectroscopic analysis