Search In this Thesis
   Search In this Thesis  
العنوان
Utility of Aroyl isothiocyanate in Construction of Novel Heterocyclic Compounds with Anticipated Biological Activity \
المؤلف
Saad, Paula Soliman Farag.
هيئة الاعداد
باحث / بولا سليمان فرج سعد
مشرف / مجدى محمد حمدان
مشرف / أميرة عبد الحليم السيد
مشرف / محمد حسين حسين مصطفى
تاريخ النشر
2020.
عدد الصفحات
439 p. :
اللغة
الإنجليزية
الدرجة
ماجستير
التخصص
Organic Chemistry
تاريخ الإجازة
1/1/2020
مكان الإجازة
جامعة عين شمس - كلية العلوم - الكيمياء
الفهرس
Only 14 pages are availabe for public view

from 439

from 439

Abstract

يمكن تصنيف هذه الرساله إلى جزئين
الجزء الأول:
أ‌. الكيمياء
تم استخدام N-2-(2-سيانواسيتو)هيدرازين-1-كربونوثايويل)فيوران-2-كربوكسى اميد (2) كمادة أوليه فى تحضير مركبات مختلفه غير متجانسه الحلقه. ويخضع هذا المركب لظروف مختلفه من أجل الحصول على العديد من المركبات الحلقيه الغير مجانسه والمتصله بنواه الفيوران.
تفاعل 2-فورويل كلوريد مع ثيوسيانات الامونيوم فى مذيب الاسيتونيتريل الجاف أنتج 2-فورويل ايزو ثيوسيانات (1) الذى يتفاعل فى الحال مع 2-سيانو اسيتوهيدرازيد عند درجة حرارة الغرفة لمدة 30 دقيقة مع التقليب المستمر للحصول على المركب المقابل 2 (مخطط 1).
مخطط 1
تم دراسه الحولقه الكيميائيه لمشتق الثيوسميكاربازيد (المركب 2) إلى مركبات حلقية غير متجانسة مختلفة تحتوي على مركب الفيوران تحت ظروف تفاعليه كيميائيه مختلفة كما هو موضح في (المخطط 2). وبالتالي ، فإن تسخين المركب 2 فى محلول هيدروكسيد البوتاسيوم الايثانولى أو في فرن الميكروويف أنتج مشتق بيرازولو [1.5-a]-S-ترايازين (المركب 3) بنسبه جيده (74٪). ومع ذلك ، تم تحضير المركب 3 سابقًا بإنتاجية منخفضة عن طريق غليان المركب 2 في الإيثانول الجاف في وجود إيثوكسيد الصوديوم كمحفز.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن غليان المركب 2 مع ثلاثى ايثيل أمين في الإيثانول لمدة 4 ساعات ، أو تعرضه لإشعاع الميكروويف الازم لإنتاج المركب الخالي من الكبريت الذي تم تحديده على أنه 6- (فوران -2 يل) -4-إيمينوبيرازلو [3،4-d] [1،3] أوكسازين -3-(4H) ، مركب 4 (المخطط 2 ، الجدول 1).
علاوة على ذلك ، لقد تم الحصول على N-(5-امينو-3-اكسوبيرازولدينين-1-كربونوثيونيل)فيوران-2-كربوكسي اميد (المركب 5) كناتج وحيد عند معالجة المركب 2 بحمض الكبريتيك المركز عند درجة صفر درجة مئوية. وكالعادهً تم تأكيد دليل التركيب الكيميائي للمركب 5 من خلال تحليله الطيفي والعنصرى.
من ناحية أخرى ، يمكن الحصول على مشتق 4،3،1-أوكسديازول (المركب 6) بسهولة عن طريق الحولقه المصحوبه بنزع الكبريت من الثايوسيميكربازيد (المركب 2) عند الغليان في محلول أكسيد الزئبق الإيثانولي لمدة 4 ساعات أو تحت اشعه الميكروويف (المخطط 2 ، الجدول 1)
تفاعل الحولقة الجزيئيه الداخلية للمركب 2 مع حمض الخليك المغلى أو تحت إشعاع الميكروويف أنتج المركب 7 الذي تم تحديده على أنه مشتق4،3،1- ثياديازول (المخطط 2 ، الجدول 1).
مخطط 2
معالجة المركب 7 مع ساليسيلالديهيد في محلول الببريدين الايثانولى تحت مسمى تفاعل كينوفينجيل ””Knoevenagel أعطى مشتق 2-إيمينوكومارين (المركب 8) الذي تم الحصول عليه أيضًا عن طريق تكرار التفاعل باستخدام أشعة الميكروويف (المخطط 3 ، الجدول 1). تم إستنتاج التركيب الكيميائي للمركب 8 بناءً على بياناته التحليلية والطيفية.
كان من المفترض أن تفاعل إمينوكومارين مثل المركب 8 مع الأمينات الاروماتية يعطى مشتق الأريليمينو المقابل، المركب 10 وفقًا لطريقه مؤكدة مسبقا. ومع ذلك فإن تفاعل المركب 8 مع بارا-تولويدين و بارا-أنزيدين و/أو 3-أمينوبيرميدين في وجود حمض الخليك الثلجى ينتج مشتق الكومارين غير المتوقع (المركب 9) بدلاً من مشتق اريل امينو (المركب 10) الذي يمكن أن يكون بسبب تفاعل ثانوي مثل التحلل المائي لحمض الإيمينوكومارين إلى الكيومارين المقابل (المخطط 3).
وأيضا، تفاعل 4،3،1- ثياديازول (المركب 7) مع ثيوفين - 2 - كاربالديهيد في مذيب الإيثانول الجاف الذي يحتوي على كمية حفازة من البيبيريدين لمدة 3 ساعات أو تعرضه لإشعاع الميكروويف عند 600 وات لمدة 4 دقائق، اعطى مشتق الأريليدين المقابل (المركب11).
وأيضاً من خلال تفاعل 4،3،1-ثياديازول (المركب 7) مع حمض الجليكوليك ، حمض اللبنيك وحمض الثيوجليكوليك في البيريدين أنتج مشتقات أوكسازول-4(5H)-اون 13 a,b، ومشتق ثيازول-4(5H)-اون, 13 c، على التوالي. تم الحصول على المركبات 13 a-c عن طريق التعرض للموجات ميكروويف الدقيقة عند 600 وات لمدة 5 دقائق ، يمكن أن يعزى وجود هذه المركبات كتركيبات E بدلاً من تركيبات Z إلى الاستقرار العالي للمركب السابق نتيجة لتمديد الرنين ووجود رابطة هيدروجينية بين الجزيئات.
على الجانب الآخر ، فإن معالجة مشتق ثيازول-4(5H)-اونc, 13 مع بارا كلورو بنزالدهايد يعطى ناتج التكثيف المقابل الذي يخضع بشكل مفاجئ في الحال لتفاعل الاستبدال النيوكليوفيلي من خلال البيبيريدين الزائد لإعطاء مشتق 4،3،1-ثياديازول (المركب 14) كمنتج وحيد (وتم التأكد عن طريق TLC) والتي تم الحصول عليه أيضًا عن طريق أشعاع الموجات الدقيقة في وسط خالى من المذيب (المخطط 3 ، الجدول 1).
مخطط 3
إخضاع مشتق 4،3،1-ثياديازول (المركب 7) للتفاعل مع 2-(4-كلورو-بنزيديلين) مالونيتريل في وجود كمية حفازة من البيبيريدين مع التسخين انتج مركب بلوري أصفر والذي تم تحديده على أنه مشتق الأريليدين ، المركب 15 (ناتج ثانوي) ، في حين أن تحمض ناتج الترشيح بحمض الهيدروكلوريك المخفف البارد قد أنتج راسب أحمر تم اكتشافه على أنه مشتق 1,3,4-ثياديازولو [3,2-a]بيريدين المركب 16 (ناتج رئيسي) (مخطط 4).
على النقيض من ذلك ، فإن غليان مشتق الثياديازول 7 مع إيثيل 3- (4-كلوروفينيل) -2-سياناكريلات في الإيثانول في وجود كمية حفازة من البيبيريدين أعطى المنتج غير المتوقع 15 بدلاً من مشتق 1،3،4-ثياديازولو [3 ، 2-a] بيريدين 17 (مخطط 4).
أيضاً، تفاعل التكثيف للمركب 7 مع الهكسانون الحلقى فى الكحول الاثيلى المغلى فى وجود كمية حفازة من البيبيريدين لمدة 4 ساعات او بالتعرض لاشعه الميكروويف بدون اسخدام مذيب عند 600 وات ولمدة 4 دقائق اعطى هكسيليدين الحلقى 18 كناتج تكثيف. (مخطط 4)
بالإضافة إلى ذلك ، تم تكوين مشتق الثيوفين (المركب 19) عن طريق تفاعل مشتق 4،3،1-ثياديازول المركب 7 مع سيانو أسيتات الايثيل في وجود عنصر الكبريت والإيثانول و ثلاثى ايثيل امين أو عن طريق التعرض للميكروويف دون استخام للمذيب (المخطط 4 ، الجدول 1).

مخطط 4
نتيجه لاهميه النشاط الكيميائي لمجموعة الميثيلين النشطة عند الموضع 5 لحلقة الثياديازول للمركب 7 والتي تكون نشطة بما يكفي للتفاعل مع إلكتروفيل. وبالتالي فإنه يضيف بسهولة إلى أحد الكواشف المعطية للكربون مثل ثاني كبريتيد الكربون في ثنائى ميثيل فورماميد المحتوي على هيدروكسيد البوتاسيوم في درجة حرارة الغرفة لتنتج ملح كبريتيد ثنائي البوتاسيوم غير المعزول المركب 18(المركب 20) الذى تمت معالجته مع كلور أسيتات الإيثيل حيث أن منتج الألكلة يحتوي على عنصر الكبريت غير المغلق (المركب 21) ولم يتم تسجيل أي دليل للمنتج الحلقي المركب 21 (المخطط 5).
من ناحية أخرى حيث أن ملح كبريتيد ثنائي البوتاسيوم المركب 18 الذي خضع لعملية حولقة غير متجانسه في الحال عند المعالجة بـ كلورو كلوريد أسيتيل و 2،1-ثنائي برومو ميثان لإعطاء مشتقات1,3-داى ثايولان ، 1,3-داى ثايولون و/أو ميتا-نيترو-ɷ-برمومو أسيتوفينون (المركبات 22-24) على التوالي (مخطط 5) وكانت جميع التحليل الأولية والبيانات الطيفية لهذه المركبات متوافقة مع التركيب الكيميائي المقترح لها. 

مخطط 5
الجدول 1: مقارنة بين التقنيات التقليدية والميكروويف.
Compound
No. Conventional Microwave /400-600W
Time (min) Yield (%) Time (min) Yield (%)
3 360 74 5 83
4 240 35 3 47
6 240 25 4 40
7 90 55 2 76
8 180 78 3 85
11a 180 87 4 93
11b 120 88 2.5 94
12 300 60 6 83
13 240 74 4 86
14 300 73 5.5 84
15a 240 88 5.5 90
15b 240 83 7 89
15c 180 75 5 82
16 300 87 4 93
17 900 87 7 92
ب‌. الدراسة الحيوية
قد أجري تطبيقات بيلوجية خارجية على خلاية القولون و الصدر و البروستاتة السرطانية وأوضحت النتائج الموضحة في الجدول 2 بالمقارنة مع دواء الدوكسوربسين المستخدم لعلاج الخلايا السرطانية مسبقاً.
جدول 2: النتائج الحيوية الناتجة من الجلايا السرطانية
Compound In vitro Cytotoxicity IC50 (µM)a
MCF-7 HCT-116 PC3
Doxorubicin 4.17±0.2 5.23±0.3 8.87±0.6
2 7.73±0.6 6.18±0.4 11.86±1.1
3 17.02±1.4 34.14±2.6 81.12±4.7
5 55.25±3.5 43.84±3.2 49.97±3.3
6 6.58±0.7 4.19±0.3 7.76±0.6
7 5.51±0.4 3.97±0.2 9.10±0.8
8 48.36±3.0 37.26±2.8 42.01±3.1
9 78.11±4.0 82.39±4.1 75.22±4.7
11 6.41±0.4 5.01±0.9 8.47±0.8
12 9.58±0.6 9.62±0.7 4.80±0.3
13a 18.12±1.4 13.78±1.8 11.30±1.4
13b 9.27±3.0 8.65±3.7 15.59±3.3
13c 84.81±4.4 91.27±4.6 >100
14 8.13±0.5 5.63±0.7 6.30±0.6
15 9.48±0.8 8.15±0.7 7.41±0.6
16 6.70±0.9 6.12±0.8 7.94±0.4
18 51.09±3.2 59.45±3.7 73.56±4.3
21 14.13±1.2 12.78±1.1 15.38±1.3
22 23.81±1.9 25.72±1.9 39.23±2.8
23 32.74±2.1 17.03±1.4 24.49±1.9

الجزء الثاني:
أ‌. الكيمياء
تم أنتاج مشتقات من 4،2،1-ترايزول-3-ثيون تحت ظروف الكيمياء الخضراء والتقليدية (مخطط 6 ، جدول 3) مع دراستها كمضادات للميكروبات
تفاعل محلول من كلوريدات الأحماض التالية: كلوريد البنزويل ، كلوريد كلورو بنزويل ، كلوريد فورويل ، كلوريد كابرويل (كلوريد هكسانويل) و/أو كلوريد لورويل (كلوريد دوديكانويل) 23a-e في مذيب أسيتونيتريل الجاف في درجة حرارة الغرفة مع أمونيوم ثيوسينات الجافه 24 لإنتاج أرويل أيزوثيوسيانات المقابل (27a-e) (المخطط 5).
المخطط 6
فإن تفاعل محلول أيزوثيوسينات 25 a-e بكمية مكافئة من الهيدرازين هيدرات (26a) و/أو فينيل هيدرازين (26b) ينتج مشتق من من 4،2،1-ترايزول-3-ثيون كما هو موضح في ( مخطط 6).
الجدول 3: مقارنة بين نتائج التفاعل تحت ظروف الكيمياء الخضراء والتقليدية.
Comp. Grindinga Ultrasonicb Conventionalc AE%
T (min) y% T (min) y% T (min) y%
27a 2.00 95 5 90 180 73 85.42
27b 2.30 92 6 75 180 63 87.62
27c 2.10 97 7 92 180 50 94.92
27d 1.50 97.3 4 88 180 70.5 93.68
27e 1.30 99 5 85 180 90 93.10
27f 3.40 98 6 92 240 78 84.14
27g 4.40 95 13 83.5 300 72 82.26
27h 2.00 99 6 91 240 58 95.89
27i 2.30 99 5 90 240 74.5 93.20
27j 2.40 99 7 90 240 90 95.44
حيث أن مشتقات 4،2،1-تريازول (27a-f) متواجده في محلول ك (ثيون - ثيول) tautomerism (المخطط 6) ، وبالتالي فإنهم يتصرفون كروابط جيدة لملء المدار الشاغر للمعادن الثقيلة من خلال قدرتهم على أعطاء الإلكترونات من خلال ذرات S و N.
وبإستخدام تقنية الالترا سونيك (الموجات الفوق سمعية) فإن محلول من 4،2،1- تريازول كمخزن للإلكترونات في مذيب الإيثانول الجاف يتفاعل مع المعادن الثقيلة الرصاص ، الزنك و/أو الزئبق لينتج المركبات المعقده 28a-r كما هو موضح في (الشكل 1) ، المركبات المعقده (28a-r) التي تم الحصول عليها بعائد جيد كمركبات ملونة في حجم النانو.
تم إثبات المركبات المعقدة المفترضة من خلال بياناتها التحليلية الدقيقة والكيميائية الطيفية ، وكذلك قياس التوصيلية الكهربية ، وأيضاً تشير دراسة حيود الأشعة السينية (X-ray) للمركبات المعقده لتبين الشكل الهندسي لها في الفراغ ك مستوية مربعة.
الشكل 3: الشكل المقترح للمركبات المعقده 28 بإستخدام المركبات البسيطة 27 كمخالب للمعادن الثقيلة
ب‌. الدراسة الحيوية
تم ٳجراء الفحص البكتيرى لبعض المركبات المحّضرة عن طريق تجربة انتشار الآجار. أُجرى هذا الفحص على جرام سالب و موجب للبكتيريا وأيضاً الفطريات كما هو موضح في (الجدول 5،4).
Table 4: Antibacterial activity of ligands free and their metal complexes.
Compound Inhibition Bactria Zone (in mm).
Klebsiella pneumoniae Escherichia coli Micrococcus luteus Bacillus cereus Pseudomonas aeruginosa Staphylococcus aureus
Penicillin 19 19 36 15 9 14
30a 4 8 1 3 3 3
30b 3 5 4 5 1 1
30c 5 7 7 5 2 2
30d 7 4 5 7 4 3
30e 4 3 2 8 1 6
30f 8 9 8 5 4 7
31a 8 8 13 12 11 10
31b 12 12 14 12 17 18
31c 18 18 17 20 20 21
31d 9 10 10 9 8 11
31e 14 15 14 15 13 15
31f 20 17 18 19 20 20
31g 14 11 12 10 10 12
31h 17 17 26 18 12 12
31i 24 23 26 25 26 27
31j 12 13 12 11 11 12
31k 16 15 16 14 15 16
31l 26 30 21 26 29 12
31m 14 15 12 13 13 13
31n 18 20 24 13 12 12
31o 18 18 16 16 17 15
31p 15 12 12 13 14 9
31q 16 14 11 15 14 15
31r 17 19 22 14 15 17
Table 5: Antifungal activity of ligands free [HL] and their metal complexes.
Compound Inhibition Fungal Zone (in mm)
Kluyveromyces fragilis Rhodotorula rubra Debaryomyces hansenii Candida albicans
Nystatin 18 18 16 20
30a 10 10 12 8
30b 10 9 11 9
30c 10 8 11 8
30d 8 NA 13 10
30e 8 NA 9 12
30f 8 NA 8 NA
31a 14 15 15 14
31b 17 20 22 15
31c 21 27 20 15
31d 12 14 12 17
31e 18 21 24 20
31f 15 22 17 22
31g 18 14 16 17
31h 17 15 14 18
31i 22 24 24 19
31j 11 13 12 20
31k 18 14 18 24
31l 22 24 18 25
31m 15 18 16 17
31n 14 15 15 19
31o 15 18 21 20
31p 12 14 12 21
31q 21 15 18 25
31r 21 24 27 28
NA: No Activity.