Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ТАВРИЧЕСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. В.И. Вернадского

Химический факультет

Кафедра органической и биологической химии

Магистерская работа

на соискание квалификационного уровня "Магистр"

по специальности 8.04010101 - Химия

СИНТЕЗ ПРОИЗВОДНЫХ D-ГЛЮКОЗАМИНА, СОДЕРЖАЩИХ НОВУЮ ОРТОГОНАЛЬНУЮ ЗАЩИТНУЮ ГРУППУ ПРИ ГЛИКОЗИДНОМ ЦЕНТРЕ

ЭРСМАМБЕТОВА ЭЛЬВИЗА АЙДЕРОВНА

Научный руководитель: С.С. Пертель

доцент кафедры органической и биологической химии

кандидат химических наук

Симферополь

2012

Сведения о магистерской работе

Магистерская работа "Синтез производных D-глюкозамина, содержащих новую ортогональную защитную группу при гликозидном центре" изложена на страницах машинописного текста и иллюстрирована 51 схемой. Список литературных источников, упомянутых в тексте, включает 87 работ.

Экспериментальная часть работы выполнена в лаборатории органической химии на кафедре органической и биологической химии химического факультета Таврического национального университета им. В.И. Вернадского в 2011-2012 году в плане НИР кафедры органической и биологической химии.

Исследовано 5 методик синтеза, изучено 3 химических соединения, выполнено № анализов, синтезировано № новых химических соединений.

Оглавление

Введение

1. Новые подходы к стереоселективному синтезу О-гликозидов

1.1 Образование О-гликозидной связи. Общий анализ механизма

1.2 Механизмы гликозилирования протекающие через катионные интермедиаты

1.2.1 Гликозильные оксокарбениевые ионные интермедиаты

1.2.2 Карбокатионные радикалы и галогенониевые ионы

1.3 Механизмы гликозилирования протекающие через анионные интермедиаты

1.4 Стереохимические соображения б или в, относительная конфигурация при С-1-С-2

1.5 Синтез О-гликозидов

1.5.1 Гликозидирование по Фишеру

1.5.2 Гликозидирование по Михаэлису и Кенигсу-Кнорру

1.5.3 Современные методы для 1,2-цис-б-D-(в-L)-гликозидирования

1.5.4 Современные методы для 1,2-цис-в-D-(б-L)- гликозидирования

1.5.5 Современные методы для 1,2-транс- б-D-(в-L)-гликозидирования

1.5.6 Современные методы для 1,2-транс-в-D-(б-L)-гликозидирования

2. Материалы и методы исследования

2.1 Взаимодействие 2-ацетамидо-1,3,4,6-тетра-О-ацетил-2-дезокси-в-D-глюкопиранозы 10 с п-метоксифенолом в присутствии SnCl4.

2.2 Взаимодействие 2-метил-(3,4,6-три-О-ацетил-1,2-дидезокси-б-D-глюкопирано)-[2,1-d]-2-оксазолина 11 с п-метоксифенолом.

2.3 Пара-метоксифенил 2-ацетамидо-3,4,6-три-О-ацетил-2-дезокси-в-D-глюкопиранозид 9.

2.4 4-(2-хлорэтокси)фенил 2-ацетамидо-3,4,6-три-О-ацетил-2-дезокси-в-D-глюкопиранозид 12

2.5 4-(2-хлорэтокси) фенил 2-ацетамидо-3,4,6-три-О-ацетил-2-дезокси-2-(2,2,2-трихлорэтоксикарбониламино)-в-D-глюкопиранозид 14.

3. Охрана труда и безопасность при чрезвычайных ситуациях

4. Обсуждение результатов

Выводы

Список цитируемой литературы

Перечень условных обозначений

Bn -бензил

Ac -ацетил

Bu -бутил

Bz -бензоил

Ph -фенил

Me -метил

Et -этил

TBDMS -трет-бутилдиметилсилил

Im -имидазол

TsOH - п-толуолсульфокислота

Tf - трифлат; трифторметансульфонат

NIS - N-йодсукцинимид

MeOH - метиловый спирт

Et3N - триэтиламин

DTBMP - 2,6-ди-трет-бутил-4-метилпиридин

MCPBA - м-хлорпербензойная кислота

AIBN - 2,2'-азобисизобутиронитрил

p-MBn - п-метоксибензил

DMTST - диметил(метилтио)сульфоний трифторметансульфонат

DMF - N,N-диметилформамид

DMTrCl - 4,4'-диметокситритилхлорид

DMAP - 4-диметиламинопиридин

TAS-F -трис-(диэтиламино)сульфоний дифтортриметил силикат

MP - пара-метоксифенил

BF3·Et2O - эфират трифторида бора

TMSOTf - триметилсилилтрифлат

NPht -фталимидо

Troc -трихлорэтоксикарбонил

MS - молекулярные сита

ТСХ - тонкослойная хроматография

СEP - 4-(2-хлорэтокси) фенил

ЯМР - ядерно-магнитный резонанс

ПДК - предельно-допустимая концентрация

ЛД -летальная доза

Введение

Главная особенность химии углеводов заключается в использовании в качестве исходных соединений доступных моносахаридов, например глюкозы, галактозы, маннозы, глюкозамина, рамнозы, в которых только определенные функции включаются в химические превращения.

Особо важную роль в проведении направленной модификации сахаров играют защитные группы. Причем, если в пептидном синтезе необходимо избирательно вводить защитные группы в принципиально различающиеся по химической природе функции, в первую очередь, по карбоксильной и аминогруппе, то в углеводном синтезе необходимо уметь избирательно защищать определенные гидроксильные группы. Обеспечение селективной защиты функциональных групп является одной из центральных проблем химии углеводов.

Основные требования, предъявляемые к защитным группам:

избирательность введения,

устойчивость защитных групп в условиях основной реакции,

селективное удаление в условиях обеспечивающих сохранность, целевых продуктов.

Также необходимо, чтобы реакции введения и удаления защитных групп проходили с высокими выходами, иначе весь многостадийный синтез будет сопровождаться значительными потерями 1. Защитные группы могут существенно влиять на реакционную способность производных углеводов, например в реакции гликозилирования. Поэтому выбор стратегии введения и удаления защитных групп является важным подготовительным этапом в химии углеводов, и этому аспекту следует уделять особое внимание при планировании любого синтеза сахаридов.

Разумный выбор аномерных блокирующих групп, часто имеет решающее значение для успешного исхода олигосахаридного синтеза. Важным условием для таких групп, является их высокоселективное деблокирование, в результате которого может быть получен гликозил-донор или производное, которое в свою очередь может быть преобразовано в гликозил-донор с помощью последующих манипуляций. Так, защита аномерного центра в моносахаридах может быть осуществлена трансформацией сахара в алкил- или арилгликозид, который затем может быть использован в качестве стартового соединения для введения других защитных групп (схема 1).

Схема 1

В случае, если для защиты аномерного центра служат бензил- или аллилгликозидные функции, то их удаление проводится в значительно менее жестких условиях. Бензильную группу можно селективно удалить гидрогенолизом на Pd-катализаторе, а аллильную изомеризацией с последующим кислотным гидролизом образующегося винилового эфира.

Образование внутримолекулярного гликозида (то есть формирование 1,6-ангидросахаров) является другим важным инструментом временного блокирования аномерного центра (схема 2).

При этом происходит изменение конформации гексопиранозы с 4C1 на 1C4, что переводит малореакционноспособные аксиальные гидроксилы (например, в производных D-галактозы) в экваториальные, делая их более реакционноспособными.

Схема 2

Защита аномерного центра с помощью силильных групп также является возможным вариантом временной защиты этого положения. Наиболее часто используется для этой цели трет-бутилдиметилсилильная группа (TBDMS), наличие которой позволяет проводить ряд стандартных манипуляций, связанных с введением или удалением других защитных групп (ацилирование и бензилиденирование). Специфической особенностью силильной защиты при аномерном центре является ее миграция во 2-ое положение, что было использовано для получения важного лактозосодержащего «строительного» блока [2] (схема 3). Удаление силильной защиты достигается действием тетрабутиламмонийфторида. Альтернативными методами удаления является метанолиз в присутствии кислотного катализатора, например, под действием HCl в MeOH или трифторида бора в MeOH.

Важнейшим условием, предъявляемым к аномерной защитной группе, является возможность ее селективного удаления или преобразования в активированное производное, которое может быть использовано для последующего гликозилирования. Большинству этих условий удовлетворяет [2-(триметилсилил)этил] (Me3SiEt) защитная группировка, которая не только может быть селективно удалена в мягких условиях, но и обеспечивает преобразование в соответствующие полуацетальные, 1-О-ацильные, или гликозилхлоридные производные с высокими выходами, даже в случае больших олигосахаридов, которые содержат чувствительные функциональности [3-6].

Схема 3

1. Новые подходы к стереоселективному синтезу О-гликозидов

1.1 Образование О-гликозидной связи. Общий анализ механизма

синтез глюкозамин оксазолиновый

Очевидно, возможно несколько вариантов механизма для процессов химического синтеза гликозидов. Большинство методов зависят от создания некоторой разновидности карбокатионного центра при С-1, который затем может реагировать с нуклеофильным гидроксильным соединением с образованием гликозида. Также возможен путь через анионные интермедиаты. Вероятно, большинство реакций гликозилирования происходят через предварительное равновесие с ионным интермедиатом, который затем превращается через переходное состояние в продукт.

Для образования О-гликозидной связи по первому пути гликозильный донор, содержащий уходящую группу при аномерном центре, должен вступить во взаимодействие со свободной гидроксильной группой гликозильного акцептора в присутствии электрофильного катализатора (промотера) (схема 4). Для эффективного и стереоспецифичного синтеза гликозидов необходимо тщательным образом подобрать комбинацию гликозильного донора и промотера.

Схема 4

Из схемы 5 очевидно, что два атома кислорода при одном атоме углерода (С-1) как пиранозной, так и фуранозной форм моносахарида - это уже достаточное основание для создания существенного положительного заряда на этом атоме. Вследствие этого, для молекулы открываются две возможности реагирования: во-первых, облегчается диссоциация по связи С1-X с образованием соответствующего карбкатиона, катионный центр которого стабилизирован взаимодействием с р-уровнем (неподеленной электронной парой) эндоциклического атома кислорода; во-вторых, достаточно большой положительный заряд на углероде создает благоприятную предпосылку для непосредственной атаки его нуклеофильным реагентом. Другими словами, ожидается, что полуацетальный гидроксил или уходящая группа при аномерном центре пираноз и фураноз будет легко замещаться нуклеофильно как по механизму SN1; так и по механизму SN2 (Схема 6).

Схема 5

Схема 6

В соответствии с общими закономерностями реакций нуклеофильного замещения, в случае реализации мономолекулярного механизма (SN1) ожидается образование продукта реакции в виде смеси диастереомеров (т.е б- и в-форм), так как карбкатионный фрагмент переходного состояния молекулы плоский; если же процесс пойдет по синхронному бимолекулярному пути (SN2) - пространственная структура продукта будет зависеть от конфигурации исходного моносахарида: из б-формы образуется в-гликозид, из в-формы - б-гликозид, так как атака нуклеофила осуществляется в тыл связи С-X и завершается обращением конфигурации реакционного центра 7, С. 52,53.

1.2 Механизмы гликозилирования протекающие через катионные интермедиаты

1.2.1 Гликозильные оксокарбениевые ионные интермедиаты

Они могут быть получены при наличии подходящей уходящей группы присоединенной к С-1. Её удаление дает карбениевый ион, степень делокализации которого зависит от того является ли заместитель при С-2 соучаствующим или не соучаствующим.

Схема 7

В случае если при С-2 присутствует соучаствующий заместитель, оксокарбениевые интермедиаты образуются в соответствии со схемой 8, независимо от того, используется ли гликозилгалогенид или 1,2-ортоэфир.

Стандартными уходящими группами, используемыми в реакциях гликозилирования, являются ацильные (такие как ацетил, бензоил), галогенидные, фосфатные, ацетамидные, трихлорацетиламидные, алкилтио группы и их варианты, селено и также недавно введенные теллуро группы.

Существующие в настоящее время методы получения гликозидов можно разделить на две категории в зависимости от свойств уходящей группы при аномерном центре. Первая категория методов использует «лабильные» гликозильные доноры, содержащие уходящие группы, которые обычно вводятся непосредственно перед реакцией гликозилирования и не устойчивы или ограниченно устойчивы в условиях стандартных манипуляций защитными группами. Вторая категория включает «устойчивые» доноры, содержащие группы при аномерном центре, которые являются устойчивыми к стандартным манипуляциям с защитными группами и которые могут быть активированы в нужный момент.

Схема 8

Преимущество использования «устойчивых» доноров состоит в том, что аномерный заместитель может быть введен на ранних этапах синтеза в качестве временной защиты аномерной группы. Эта особенность весьма благоприятна для «блочного» синтеза олигосахаридов и существенно сокращает его стадийность.

Также оксокарбениевые ионные интермедиаты образуются через 1,2-ангидросахара («Ангидриды Бригля») (схема 9):

Схема 9

1.2.2 Карбокатионные радикалы и галогенониевые ионы

В качестве интермедиатов также могут выступать карбокатионные радикалы, которые могут быть образованы фотохимическим или электрохимическим путем:

Схема 10

При взаимодействии 1,2-ненасыщеных углеводных предшественников с галогенониевыми ионами формируются циклические галогенониевые ионы (схема 11), которые могут взаимодействовать со спиртами с образованием соответствующих гликозидов.

В тех случаях, когда интермедиат представляет собой галогенониевый ион, электрофильная реакция протекает стереоселективно с образованием только продуктов 1,2-транс- присоединения. Стабильность циклических галогенониевых ионов растет в следующем ряду F<Cl<Br<Cl<<I, что соответствует увеличению ионного радиуса и поляризуемости атомов.

Схема 11

1.3 Механизмы гликозилирования протекающие через анионные интермедиаты

В данном случае молекула углевода выступает в качестве нуклеофила, нуклеофильным центром является полуацетальный гидроксил, а увеличение его нуклеофильности происходит за счет депротонирования полуацетального гидроксила исходного сахара под действием основания. В результате этой реакции образуется равновесная смесь аномерных б- и в-оксидов, являющихся высокореакционноспособными нуклеофильными агентами (схема 12).

Схема 12

В дальнейшем этот алкоксид-ион может быть О-алкилирован. Этот метод был впервые предложен Р. Шмидтом и назван им «аномерным О-алкилированием» (схема 13).

Схема 13

Стереоселективность гликозидного синтеза зависит от различий в реакционной способности аномерных б- и в-анионов. Поскольку экваториальный в-оксид является менее стабильным вследствие аномерного эффекта, и соответственно более реакционноспособным, в случае дезактивированных незащищенных или О-ацетилированных по спиртовым гидроксилам сахаров, в основном образуются в-D-гликозиды (кинетический контроль реакции). При использовании более реакционноспособных О-бензилированных сахаров образуется смесь б- и в-производных с преобладанием б-гликозида вследствие термодинамического контроля реакции, поскольку из-за аномерного эффекта б-оксид преобладает в равновесной смеси, а взаимодействие с электрофилом происходит быстрее, чем аномеризация.

1.4 Стереохимические соображения б или в, относительная конфигурация при С-1-С-2

В гликозидном синтезе относительная конфигурация двух функциональных групп в 1 и 2 положениях в продукте гликозилирования имеет первостепенное значение. Это следствие того, что 1,2-транс- конфигурация возникает из-за стерического контроля в переходном состоянии, которое обеспечивается соучастия соседней группы. Другой наиболее важный фактор - это аномерный эффект, который может использоваться для того, чтобы способствовать синтезу 1,2-цис-б-D-(в-L) глюкопиранозидов.

1,2-цис-в-D-(б-L)-гликозидирование (как в в-D-маннопиранозидах), представляет собой проблему, вследствие того что нет никакого содействия либо соучастия группы во 2-положении, либо аномерного эффекта.

Подобные проблемы появляются и в синтезе 2-дезоксигликозидов. Различные конфигурации, каждая приводящая к собственной проблеме показана для D- ряда на схеме 14, решения которых обсуждаются в последующих разделах.

Схема 14

1.5 Синтез о-гликозидов

1.5.1 Гликозидирование по Фишеру

Обработка моносахаридов соответствующим спиртом в присутствии кислот Льюиса или протонной кислоты, приводит к замещению полуацетального гидроксила на алкоксигруппу [8]. Реакция приводит к образованию равновесной смеси б и в фуранозидов и пиранозидов (схема 15).

Схема 15

Эта реакция, открытая Фишером в 1893 году, представляет собой простейший синтез О-гликозидов.

Метод Фишера был подробно изучен на примере метанолиза моносахаридов. Анализ хода его показал, что конкурирующие равновесия устанавливаются между:

Схема 16

Наиболее вероятно, что равновесные преобразования протекают через открыто-цепные интермедиаты, б,в аномеризацию, и оксокарбениевые ионы.

В условиях кинетического контроля на начальном этапе реакция идет с образованием б- и в-фуранозидов, тогда как со временем равновесие смещается в сторону образования термодинамически более предпочтительных пиранозидов [9]. Часто требуется хроматография для выделения чистых аномеров из таких реакционных смесей.

Из вышеизложенного следует, что один гликозид, имеющий б или в конфигурацию при С-1 может уравновешиваться с образованием мутаротивной смеси, из которого желаемый аномер может быть извлечен. Ранний пример использования этого принципа - приготовление октаацетата в-изомальтозы, б-связанного дисахарида, из в-связанного октаацетата генциобиозы. Вследствие того что б-гликозиды в общем случае обладают меньшей энергией, чем в-гликозиды (аномерный эффект), этот метод является наиболее подходящим (схема 17) [10].

Схема 17

1.5.2 Гликозидирование по Михаэлису и Кенигсу-Кнорру

Синтез гликозидов фенолов по Михаэлису, открытый в 1878 году был первым методом получения гликозидов. Он состоял во взаимодействии гликозилгалогенида - 2,3,4,6-тетра-О-ацетил-б-D-глюкопиранозилхлорида с фенолятом калия в ацетоне (схема 18).

Схема 18

Присутствие соучаствующей группы при О-2 в пиранозиде обеспечивает образование 1,2-транс гликозида [11].

Этот метод весьма удобен для получения арилгликозидов, однако он не так хорошо работает для синтеза алкилгликозидов.

В развитие этого метода, Кенигс и Кнорр в 1901 году, сообщили что реакция между ацилированными гликозилгалогенидами (бромиды, хлориды или иодиды) и спиртами в присутствии серебряных промотеров (оксид или карбонат), которая приводит к 1,2-транс алкилгликозидам, как показано на схеме 19.

Схема 19

Стереохимия при С-1 также обеспечивается соучастием группы во втором положении.

Очевидным недостатком этой реакции является то, что при взаимодействии промотеров с галоидоводородами выделяется вода, которая способна вызывать гидролиз ацилгалогеноз. Помимо непроизводительного расхода реагента, это приводит к образованию гидроксилсодержащего производного, гликозилирование которого осложняет течение основной реакции. Поэтому в реакционную смесь вводят одновременно осушитель, чаще всего безводный СаSO4 (драйерит), или применяют азеотропную отгонку воды с растворителем.

Важная модификация была введена Гельферихом и сотрудниками, состоящая в использовании солей ртути в частности цианида ртути (II) или смеси цианида ртути (II) и бромида ртути (II) в качестве промотеров [12-14]. Ртутные промотеры имеют тенденции обеспечивать хорошие выходы, но даже в присутствии ацетильных заместителей при О-2, стерический результат часто непредсказуем.

1.5.3 Современные методы для 1,2-цис-б-D-(в-L)-гликозидирования

Большинство современных методов гликозидирования являются в основном дальнейшем развитием классической реакции Кенигса-Кнорра.

Взаимодействие в условиях этой реакции между гликозил-галогенидом, содержащим несоучаствующую группу во втором положении и защищенном по остальным, с соответствующим спиртом в присутствии ртутного или серебряного промотера (трифторметансульфонат серебра является самым эффективным), приводит к образованию аномерной смеси, из которой 1,2-цис-б-D-(в-L)-гликозид может быть изолирован, обычно посредством хроматографии.

Схема 20

Метод был усовершенствован использованием гликалей, которые через нитрозил хлоридные аддукты образуют цис ориентацию при С-1 и С-2. Он также может быть использован для синтеза 1,2-цис-б-D-(в-L)-2-амино-2-дезоксигликозидов [15-19]. Димерные аддукты нитрозил хлорида применяются для высокостереоселективного синтеза 2-амино-2-дезокси глюкопиранозидов (схема 20) [20]. С помощью метода азидонитрации гликалей, используя церий аммоний нитрат [21], могут образовываться в свою очередь 2-амино-2-дезокси гликопиранозиды, как показано на схеме 20.

Нитрозилхлоридный путь к б-D-гликозидам, имеющих 1,2-цис конфигурацию, в значительной степени заменен методом гликозилирования [22] с соучастием галогенид-ионов (схема 22). При условии, что k1 и k2>k4>k3, реакция приводит к б-гликозиду. Первоначально бромистый водород, образующийся в реакции, удаляли, используя ненуклеофильные основания. Позже было обнаружено что молекулярные сита, используемые для удаления воды из реакционной смеси также адсорбируют НВr [23].

Кинетические исследования показали, что реакция проходит через бимолекулярное переходное состояние [24].

Схема 21

Неудобство этой процедуры в том, что она требует длительного времени реакции, а также нуждается в относительно реакционноспособных гликозил-акцепторах.

Схема 22

Неудобство этой процедуры в том, что она требует длительного времени реакции, а также нуждается в относительно реакционноспособных гликозил-акцепторах. В таких ситуациях, использование трифлата серебра как промотера и гликозил-донора, имеющего бензильную группу во втором положении, оказалось полезно (схема 23) [25,26].

Схема 23

Эти гликозилирования - менее стереоселективны, чем ранее обсуждаемая реакция с соучастием галогенид-иона, однако их селективность увеличивается с уменьшением реакционной способности акцептора. Кроме того, эта реакция (схема 3.9.) более стереоселективна при образовании б-D-гликозидов в ряду D-галактозы (D-фукозы), по сравнению с рядом D-глюкозы. Это было объяснено стерическим затруднением в галактозных (фукозных) донорах по отношению к нуклеофильной атаке гликозил-акцептора сверху, из-за наличия объемного аксиального заместителя при С-4 донора.

Продолжением этой методологии синтеза 2-амино-2-дезокси-б-D-гликозидов, стала методика, основанная на введении несоучаствующей азидной группировки при С-2 гликозил-донора (схема 24).

Этот подход оказался, наиболее полезным в синтезе олигосахаридов [27-30].

Схема 24

В отличие от гликозилирований, которые протекают в основном через катионные интермедиаты, имидатный метод гликозилирования, как предпологается, идет непосредственно от имидата к гликозидам через бимолекулярные переходные состояния.

Как показано на схеме 25 гликозилбромид, имеющий несоучаствующий заместитель во втором положении, вначале преобразуется в имидат, с помощью реакции, например с ацетонитрилом промотируемой оксидом серебра в присутствии диизопропиламина. Сформированный таким образом имидат, может реагировать со спиртом (гликозил-акцептором) в присутствии п-толуолсульфокислоты, образуя гликозид с обращенной конфигурацией по отношению к конфигурации имидата. Выходы и стереоселективность близки или несколько выше, чем полученные в реакции с соучастием галогенид-иона [31], [32].

Схема 25

Дальнейшее развитие в этом направлении состояло во введении трихлорацетимидатного метода гликозилирования для синтеза как б- так в- гликозидов. Пираноза, имеющая бензильную группу во 2 положении, трансформируется в в-трихлорацетимидат в условиях кинетического контроля. Если в реакционной смеси позволяют установиться равновесию, то в ней преобладает б-трихлорацетимидат (схема 26).

Схема 26

Реакция со спиртом (гликозил-акцептор) далее проходит стереоселективно с обращением, приводя к б- или в- гликозидам, в зависимости от конфигурации при аномерном центре имидата.

Схема 27

Трихлорацетимидатный метод, является основным методом реакции гликозилирования, в частности, в синтезе олигосахаридов [33]. Он также используется для синтеза 2-амино-2 дезокси-б-D-гликопиранозидов особенно в ряду D-галактозы как показано на схеме 27 [34].

1.5.4 Современные методы для 1,2-цис-в-D-(б-L)- гликозидирования

В синтезе гликозидов с 1,2-цис относительной конфигурацией, как и в в-D-маннопиранозидах, соучаствующая группа во втором положении должна направлять агликонный остаток в б аномерное положение. Соответственно, процедура с соучастием галогенид-аниона должна на основании аномерного эффекта направлять агликон к тому же самому аномерному положению. Кроме того, нуклеофил поступающий с в стороны должен встретить электроотрицательный вицинальный атом кислорода во 2 положении, также как и вицинальный электроотрицательный О-5 (или О-4 в фуранозидах) в углеводном цикле. Этот процесс называется ?2 эффектом.

Однако все вышеуказанные процессы вместе препятствуют образованию 1,2-цис-в-D-(б-L)- гликозида.

Схема 28

На схеме 28 показан подход нуклеофила с в стороны D-маннопиранозильного карбениевого иона.

Были предложены многочисленные решения этой проблемы. В прямом синтезе арил-в-маннопиранозида, 2,3:4,6-ди-О-циклогексилиден-б-D маннопираноза обрабатывалась диэтил азодикарбоксилатом, трифенилфосфином, и фенолом в толуоле (условия реакции Mitsunobu) с образованием, после гидролитического удаления двух циклогексилиденовых групп, в-манозидов с достаточно хорошим выходом (схема 29) [35].

Схема 29

Намного меньше стереоселективность наблюдалась с алифатическими спиртами, поскольку для осуществления гликозилирования, необходимо присутствие кислоты Льюиса.

Схема 30

Много предложений было внесено по общему синтезу в-D-маннопиранозидов, особенно в олигосахаридном синтезе. Например, на схеме 30 осуществлен стереоконтролируемый синтез в-D-глюкопиранозида, который имеет набор защитных групп, позволяющих селективно деблокировать О-2. Ацилокси группа при С-2 также гарантирует высокую в-селективность на стадии гликозилирования, посредством соучастия при С-1 карбениево-ионного интермедиата. Обращение во 2 положении окислением, с последующим восстановлением приводит к в-D-маннопиранозиду как показано на схеме 30 [36-38].

Другой путь, который также проходит через 2-оксо-в-D-пиранозид, начинается с 2-ацетоксигликаля (схема 31) [39] [40].

Нерастворимым промотером может служить силикат серебра [41] либо цеолит серебра [42].

Эти два пути синтеза надежны, но очевидно слишком длительны. Ряд других предложений, начиная с D-маннозных прекурсоров, описан ниже.

Нерастворимые промотеры также используются в прямом синтезе в-D-маннозидов из маннозилгалогенидов, как показано на схеме 32.

Схема 31

Схема 32

Самыми успешными нерастворимыми промотерами на основе соединений серебра, используемыми в настоящее время являются силикат серебра и цеолит серебра. Другими описанными выше нерастворимыми промотерами, используемыми вместе с б-маннозил бромидами, несущими несоучаствующие заместители при О-2 были: оксид серебра, [43- 45] оксид серебра и перхлорат серебра, [46] салицилат серебра, [47] карбонат серебра [48]. Смысл использования нерастворимого промотера состоит в комплексообразовании его с б-галогенидом, что приводит к нуклеофильной атаке с в-стороны, которая проходит быстрее, чем аномеризация в-маннозилгалогенидно-серебрянного комплекса, приводящая к б-маннозиду.

Гликозидирование с бесспорной стереохимией SN2 типа достигается, при взаимодействии фенил 1-тио-б-D-маннопиранозида, который несет несоучаствующий заместитель во втором положении, с фенилсульфенил трифлатом в присутствии 2,6-ди-трет-бутил-4-метилпиридина (DTBMP) при

-78°C, с образованием вначале б-трифлата, очевидно через карбениевый ион.

Схема 33

После введения гликозил-акцептора, этот трифлат подвергается атаке нуклеофила с в-стороны, образуя в-D-маннопиранозид (схема 33) [49 a].

Первоначально в-D-маннопиранозиды были получены также через б-трифлаты, путем обработки соответствующего маннопиранозил фенил сульфоксида при -78°C трифлатным ангидридом и гликозил-акцептором в присутствии DTBMP. Один из недостатков этого метода заключается в необходимости предварительного окисления фенил 1-тио маннозида в сульфоксид [49 b], [50].

Еще один подход к синтезу в-D-маннопиранозидов - использование связанного гликозилирования, также известного как внутримолекулярная доставка агликона. Два таких подхода показаны на схемах 34 и 35.

В первом синтезе (схема 34) [51], 2-пропениловый эфир образуется из соответствующего ацетата с использованием реактива Tebbe [52]. Его реакция с гидроксилсодержащим соединением дает смешанный ацеталь, который после активации при аномерном центре N-йодсукцинимидом образует промежуточный карбениевый ион. Он в свою очередь из-за наличия связанного с ним нуклеофила может подвергнуться атаке только с в-стороны. Во втором синтезе [53] используется кремниевый мостик. Гидроксилсодержащее соединение (ROH) преобразуется в хлордиметилсилиловый эфир взаимодействием с бутиллитием и дихлордиметилсиланом. Фенилтиогруппа при С-1, окисляется м-хлоропероксибензойной кислотой до соответствующего сульфоксида, который затем активируется трифторметансульфокислотой. И снова атака внутримолекулярного нуклеофила по аномерному центру может осуществляться только с в-стороны.

Схема 34

В следующем подходе (схема 35) метил 3,4,6-три-О-бензил-1-тио-б-D-маннопиранозид преобразуется в п-метоксибензилиденовый ацеталь, путем этерификации 2-ОН группы п-метоксибензил бромидом и затем обработкой образующегося п-метоксибензилового эфира гидроксисодержащим соединением в присутствии 2,3-дихлор-5,6-дициано-1,4-бензохинона. Активация метилтио группы при аномерном центре метил трифлатом, приводит к в-D-маннопиранозиду как к единственному возможному гликозиду, снова из-за того, что акцептор остается связанным с в-стороны маннопиранозида [54].

1.5.5 Современные методы для 1,2-транс- б-D-(в-L)-гликозидирования

Схема 35

Эта конфигурация касается в основном ряда D-маннозы и ряда D-рамнозы. Большинство реакций гликозидирования, образующих эту стереохимию при С-1 и С-2, зависят от стерического контроля соучаствующего заместителя при С-2 и являются в основном дальнейшем развитием классической реакцией Кенигса-Кнорра. Методы гликозидирования и некоторые механистические соображения вполне подобны тем, которые были сделаны для 1,2-транс-в-D-(б-L)-гликозилирования.

1.5.6 Современные методы для 1,2-транс-в-D-(б-L)-гликозидирования

Схема 36

Гликозилирования с использованием гликозилгалогенидов, имеющих соучаствующую ацилоксигруппу во втором положении, проходят через диоксолениевый или диоксазолениевый катион. Эти катионы могут реагировать со спиртом, образуя 1,2-транс гликозид (I либо IV), ортоэфир (II), или оксазолин (III) , как показано на схеме 36.

Эти сведения привели к развитию ортоэфирного и оксазолинового методов образования 1,2-транс гликозидов.

В ортоэфирном методе ортоэфир конденсируется с нелетучим спиртом в присутствии бромида ртути (II) с образованием 1,2-транс-связанного гликозида [55] (схема 37).

Схема 37

Пример гликозилирования с помощью ортоэфирного метода [56] показан на схеме 38.

Схема 38

Однако позднее было показано, что более быстрый путь к образованию 1,2-транс-связанных фуранозидов, возможен при использовании в качестве гликозилирующих агентов 1,2-транс ацетатов, и промотировании гликозилирования спиртов триметилсилилтрифлатом [57,58].

Конденсация цианоортоэфиров с тритиловыми эфирами стала дальнейшим развитием ортоэфирного метода. Недостатком этого метода является необходимость приготовления цианоортоэфира перед гликозидированием (схема 39).

Схема 39

В оксазолиновом методе, синтезе N-ацилированных 1,2-транс-гликозаминидов, оксазолин обрабатывается спиртом в присутствии п-толуолсульфокислоты при 80°C с образованием 2-ацетамидо-2-дезоксигликозида [59] (Схема 40).

Схема 40

Гликозидирования, промотируемые трифлатом серебра.

Для гликозилирования гликозилгалогенидами содержащими во втором положении ацильную или фталимидную группы, наиболее часто используемым промотером является трифлат серебра [60-62]. Эти реакции имеют большое значение для развития олигосахаридного синтеза (схема 41).

Недостатком соучаствующей фталоильной N-защитной группы, является жесткая процедура, требуемая для её преобразования в аминогруппу, а именно, нагревание с гидразин гидратом или этилендиамином. Этот недостаток может быть преодолен с помощью 4,5-дихлорфталоильной группы в качестве N-защитной группы. Преобразование в аминогруппу в этом случае достигается путем обработки этилендиамином в спиртовом растворителе в более мягких условиях, чем те, которые используются в случае фталоильной группировки. 4,5-Дихлорфталоильная группа стабильна при обычных условиях О-дезацетилирования [63]. Тетрахлорфталоильная группа была также предложена для той же цели. Но она, однако, менее устойчива в условиях дезацилирования [64, 65].

Схема 41

Количество основания используемого в этих реакциях критически важно. При изучении эффекта добавления коллидина в первой из двух предыдущих реакций (ацил при О-2), было обнаружено, что присутствие более чем 1 моль/моль коллидин:спирта, способствует формированию ортоэфиров, а не гликозидов. Бензоилированные гликозил бромиды, как правило, дают лучшие выходы и большую стереоселективность, чем соответствующие ацетилированные аналоги. В том случае, когда в реакционной смеси присутствует достаточное количество молекулярных сит, добавление такого основания, как коллидин часто не требуется. Это наблюдение показывает, что ортоэфиры являются интермедиатами в этих реакциях и что, по крайней мере в некоторых из них требуются слабо кислые условия, чтобы получить высокие выходы в-гликозидов [66].

Эти наблюдения впоследствии привели к исследованиям гликозилирований по типу реакции Кенигса-Кнорра, в которой используется промотирование ртутными солями и трифлатом серебра. Такие исследования были основаны на анализе состава продуктов, а не на изучении кинетики [67]. Использовались такие гликозил-галогениды как 2,3,4,6-тетра-О-ацетил-б-D-глюкопиранозил бромид и 3,4,6-три-О-ацетил-2-О-бензоил-б-D-глюкопиранозил бромид, и такие спирты как моно-, ди-, и три- хлорэтанол. Промотерами в этих реакциях были Hg(CN)2, 1:1 Hg(CN)2-HgBr2, и AgOTf. Составы полученных смесей продуктов были объяснены следующей схемой 42, которая показывает возможные атаки нуклеофила на каждый из трех кислородных атомов промежуточного ортоэфира. В ходе взаимодействий продукты в нижней строке наблюдались в разнообразных пропорциях в разных экспериментах, а также (в некоторых экспериментах) вместе с (1>2)-связанными дисахаридми, которые образовались из продуктов имеющих свободные 2-ОН-группы.

В реакциях промотируемых ртутным ионом, снижение электронной плотности на атоме кислорода спирта приводит к увеличению доли б-глюкозидов, и снижению скорости образования в-глюкозидов. Скорость определяющая стадия на пути А это вероятно перегруппировка ионной пары 3 в в-глюкозид. Путь В, вероятно, не имеет значения. Путь С имеет значение только в тех случаях, когда используются соединения которые имеют свободную 2-ОН группу, из них образуются продукты (дисахариды) (схема 42).

Реакции промотируемые трифлатом серебра демонстрируют важность типа образующейся кислоты. Существует гораздо более слабая тенденция по направлению к б-глюкозидам с увеличением хлорного замещения в спирте (уменьшающего его нуклеофильности), вследствие увеличенной скорости перегруппировки ионной пары 3 в глюкозид 5 при помощи сильной кислоты.

Гликозиды 12 имеющие 2-ОН свободные группы и продукты образующиеся из них, не наблюдались при использовании 3,4,6-три-О-ацетил-2-бензоил-б-D-глюкопиранозил бромида в качестве гликозилирующего агента.

Схема 42

Такое поведение было объяснено повышением стабилизации, при замене фенила на метил в циклическом катионе 3, по сравнению с открытыми формами 4,8 и 11. С препаративной точки зрения, промотирование трифлатом серебра, и использование гликозилгалогенидов имеющую бензоильную группу при О-2, рекомендуется осуществлять в чистом дихлорметане или в его смеси с толуолом.

2. Материалы и методы исследования

Контроль за ходом проводимых реакций и чистотой получаемых веществ осуществлялся посредством тонкослойной хроматографии на пластинках "Silufol UV-254" в системе:

А) хлороформ : этиловый спирт = 10 : 0,5 (об.);

Б) хлороформ : этиловый спирт = 10 : 0,25 (об.).

Зоны разделенных соединений обнаруживали путём обугливания при 360?С, опрыскиванием раствором KMnO4 либо выдерживанием в парах хлорсульфоновой кислоты, с последующим нагреванием до ? 200 °С.

Синтезированные вещества выделяли с помощью колоночной хроматографии на силикагеле «Silpearl» при градиентном элюировании от хлороформа к смеси хлороформ - этанол (состав приведен при описании конкретных методик).

Растворители, использованные в работе, предварительно очищались от примесей с использованием стандартных методик [67].

Растворы упаривали на ротационном испарителе в вакууме водоструйного насоса при температуре бани 40°С.

Молекулярные сита 4 Е (Fluka) высушивали в течение трех часов в вакууме при 320 °С.

Масс-спектры (electrospray ionization, ESI) были зарегистрированы на приборе Thermo Fisher Scientific, LCQ, Advantage Max. Образцы растворяли в метаноле или ацетонитриле. Концентрация раствора образца 1 мг/мл.

ЯМР-спектры получены на приборе VXR-300 (300 МГц) в CDCl3 (-шкала). Внутренний стандарт - хлороформ.

2.1 Взаимодействие 2-ацетамидо-1,3,4,6-тетра-О-ацетил-2-дезокси-в-D-глюкопиранозы с п-метоксифенолом в присутствии SnCl4

100 мг (0,26 ммоль) 2-ацетамидо-1,3,4,6-тетра-О-ацетил-2-дезокси-в-D-глюкопиранозы 10 и 31,8 мг (0, 128 ммоль) п-метоксифенола растворили в 2,3 мл абс. хлороформа. К полученному раствору добавили ? 200мг молекулярных сит и 45,3 мкл (0,39 ммоль) безводного SnCl4. Смесь перемешивали 24-48 часов при комнатной температуре, контролируя ход взаимодействия с помощью ТСХ в системе А и Б.

После завершения взаимодействия к реакционной смеси прилили 2 мл 5% водного раствора KOH и перемешивали в течение 30 мин. Далее органическую фазу отделяли, а водный раствор трижды промывали порциями хлороформа по 3 мл. Объединенную органическую фазу многократно промывали 5% водным раствором щелочи до прекращения окрашивания водного слоя. Полученный хлороформный раствор высушивали безводным Na2SO4 и упаривали досуха на ротационном испарителе в вакууме водоструйного насоса при температуре бани 40°С. Сухой остаток разделяли с помощью колоночной хроматографии на силикагеле, используя систему хлороформ - этанол 100:0>100:2 (об.).

Получили вещество, которое по данным ESI масс-спектра является оксазолиновым производным 11.

ESI масс-спектр: m/z, вычислено для С14Н19NO8: 329, найдено: 330,1 [M+H]+; 677,3 [2М+NH4]+.

2.2 Взаимодействие 2-метил-(3,4,6-три-О-ацетил-1,2-дидезокси-б-D-глюкопирано)-[2,1-d]-2-оксазолина с п-метоксифенолом

К 100 мг (0,3 ммоль) 2-метил-(3,4,6-три-О-ацетил-1,2-дидезокси-б-D-глюкопирано)-[2,1-d]-2-оксазолина 11 добавили 127,2 мг (4 экв.) п-метоксифенола. Реакционную смесь выдерживали при 45 °С, в течении 24-36 часов. Процесс контролировали с помощью ТСХ в системе А.

Анализ реакционной среды с помощью ТСХ, путем сравнения с заведомым образцом вещества 6, показал, что в результате взаимодействия образуются следовые количества продукта 9.

2.3 Пара-метоксифенил 2-ацетамидо-3,4,6-три-О-ацетил-2-дезокси-в-D-глюкопиранозид 9

100 мг (0,257 ммоль) 2-ацетамидо-1,3,4,6-тетра-О-ацетил-2-дезокси-в-D-глюкопиранозы 10 растворили в 3,6 мл сух. дихлорметана и упарили раствор на половину. К охлажденному раствору добавили 54 мкл (0,43 ммоль) эфирата трифторида бора. Смесь оставили на 24 часа при комнатной температуре, контролируя ход взаимодействия с помощью ТСХ в системе А. Затем к реакционной смеси добавили 126,6 мг (0,767 ммоль, 4 экв.) п-метоксифенола и нагревали смесь в колбе с обратным холодильником в течение 88 часов. Процесс контролировали с помощью ТСХ в системе А.

После завершения взаимодействия, к реакционной смеси прилили 15 мл хлороформа, промыли дистиллированной водой (2 Ч 5 мл), после чего обработали 7 мл 5% водного раствора KOH и перемешивали в течение 30 мин. Далее органическую фазу отделяли, а водно-щелочной раствор трижды экстрагировали порциями хлороформа по 3 мл. Объединенную органическую фазу многократно промывали 5% водным раствором щелочи до прекращения окрашивания водного слоя. Полученный хлороформный раствор промывали водой (3 Ч 5 мл), высушивали безводным Na2SO4 и упаривали досуха на ротационном испарителе в вакууме водоструйного насоса при температуре бани 40°С.

Сухой остаток кристаллизовали в смеси этилацетат - гексан.

Выход п-метоксифенил 2-ацетамидо-3,4,6-три-О-ацетил-2-дезокси-в-D-глюкопиранозида - 50 мг (47 %); т.пл. 172,5-173,5°С, []- 12,5° (c 2.2; хлороформ). Лит. данные [76] выход 85%, Т.пл. 195,8-196,4°С, [] -12° (c 1.0; хлороформ).

2.4 4-(2-хлорэтокси)фенил 2-ацетамидо-3,4,6-три-О-ацетил-2-дезокси-в-D-глюкопиранозид 12

100 мг (0,257 ммоль) 2-ацетамидо-1,3,4,6-тетра-О-ацетил-2-дезокси-в-D-глюкопиранозы 10 растворили в 3,6 мл сух. дихлорметана и упарили раствор наполовину. К охлажденному раствору добавили 54 мкл (0,43 ммоль) эфирата трифторида бора. Смесь оставили на 24 часа при комнатной температуре, контролируя ход взаимодействия с помощью ТСХ в системе А. Затем к реакционной смеси добавили 179,4 мг (1,028 ммоль, 4 экв.) 4-(2-хлорэтокси)фенола и нагревали смесь в колбе с обратным холодильником в течение 88 часов. Процесс контролировали с помощью ТСХ в системе А.

После завершения взаимодействия, к реакционной смеси прилили 15 мл хлороформа, промыли дистиллированной водой (2 Ч 5 мл), после чего обработали 7 мл 5% водного раствора KOH и перемешивали в течение 30 мин. Далее органическую фазу отделяли, а водно-щелочной раствор трижды экстрагировали порциями хлороформа по 3 мл. Объединенную органическую фазу многократно промывали 5% водным раствором щелочи до прекращения окрашивания водного слоя. Полученный хлороформный раствор промывали водой (3 Ч 5 мл), высушивали безводным Na2SO4 и упаривали досуха на ротационном испарителе в вакууме водоструйного насоса при температуре бани 40°С.

Сухой остаток кристаллизовали в смеси этилацетат - гексан.

Выход 4-(2-хлорэтокси)фенил 2-ацетамидо-3,4,6-три-О-ацетил-2-дезокси-в-D-глюкопиранозида - 38 мг (30 %); т.пл. 192,5-193°С, []- 10,5° (c 2.2; хлороформ).

2.5 4-(2-хлорэтокси)фенил 2-ацетамидо-3,4,6-три-О-ацетил-2-дезокси-2-(2,2,2-трихлорэтоксикарбониламино)-в-D-глюкопиранозид 14

70 мг (0,151 ммоль) 2-(2,2,2-трихлороэтокси)-(3,4,6-три-О-ацетил-2-дезокси-б-D-глюкопирано)-[2,1-d]-2-оксазолина 13 и 39,2 мг (1,5 экв.) 4-(2-хлорэтокси)фенола растворили в 5,6 мл сух. дихлорметана. К раствору добавили ~ 200 мг молекулярных сит и 2,3 мг (1,03 ммоль) сим-колидиния перхлората. Смесь оставили на 96 часов при комнатной температуре, контролируя ход взаимодействия с помощью ТСХ в системе Б.

После завершения взаимодействия, к реакционной смеси прилили 10 мл хлороформа, после чего обработали 4 мл 5% водного раствора KOH и перемешивали в течение 30 мин. Далее органическую фазу отделяли, а водный раствор трижды промывали порциями хлороформа по 4 мл. Объединенную органическую фазу многократно промывали 5% водным раствором щелочи до прекращения окрашивания водного слоя. Полученный хлороформный раствор высушивали безводным Na2SO4 и упаривали досуха на ротационном испарителе в вакууме водоструйного насоса при температуре бани 40°С.

Сухой остаток разделяли с помощью колоночной хроматографии на силикагеле, используя систему хлороформ - этанол 100:0,25>100:0,3 (об.).

Выход 4-(2-хлорэтокси)фенил 2-ацетамидо-3,4,6-три-О-ацетил-2-дезокси-2-(2,2,2-трихлорэтоксикарбониламино)-в-D-глюкопиранозида - 73 мг (83%); т.пл. 150,5 - 151С.

1H NMR (300 MHz, CDCl3): 6.95 дт (2H, J2?,5? ? J2?,6? 2.2 Гц, J2?,3? 9.2 Гц, Ar-H), 6.80 дт (2H, J3?, 5? ? J3?,6? 2.2 Гц, Ar-H), 5.40 т (1H, H-3), 5.09 д (1H, H-1), 5.12 т (1H, H-4, J4,5 9.6 Гц, J4.3 9.6 Гц), 5.09 д (1H, H-1, J1,2 8 Гц,), 4.74 д (1H, JCHa,CHb 12 Гц, CHaCCl3), 4.67 д (1H, CHbCCl3), 4.30 дд (1H, H-6a, J6a,5 5.1 Гц, J6b,6a 12.3 Гц,), 4.17 т (2H, J CH,CH 5.9 Гц, CH2O), 4.14 дд (1H, H-6b, J6b,5 2.4 Гц,), 3.87 ддд (1H, H-2, J2,NH ? J 2,1 8.8 Гц, J2,3 10.3), 3.83 ддд (1H, H-5), 3.78 т (2H, CH2Cl), 2.08с, 2.05с, 2.03с (9H, 3OAc). Масс-спектр HRMS (ESI): m/z вычислено для [C23H27Cl4NO11]NH4+: 651.0682. Найдено: 651.0676.

3. Охрана труда и безопасность при чрезвычайных ситуациях

Экспериментальная часть дипломной работы выполнена в лаборатории кафедры органической и биологической химии (425-Б) Таврического Национального Университета им. В. И. Вернадского, оборудованной с соблюдением всех правил охраны труда в химических лабораториях.

При работе соблюдались все требования техники безопасности, обязательные для химических лабораторий.

Основные правила техники безопасности.

1. Работающие в химических лаборатории обязаны перед началом работы надеть спецодежду и иметь при себе индивидуальные средства защиты, предусмотренные инструкциями.

2. В лаборатории строго запрещается принимать пищу, пить воду и курить.

3. Категорически запрещается держать в лабораториях вещества и растворы в посуде без надписи с названием вещества и концентрацией раствора.

4. Необходимо строго придерживаться прописи, брать для работы только такие количества и концентрации веществ, необходимые для эксперимента, применять соответствующую посуду и приборы, рекомендованные инструкциями. Все отклонения согласовывать с руководителем работы.

5. Все работы с ядовитыми и сильно пахнущими веществами, сконцентрированными растворами кислот, щелочей, а также упаривание их растворов следует проводить только в вытяжном шкафу. Створки шкафа во время работы должны быть опущены до 18-20 см от его рабочей поверхности.

6. Измельчение твердых веществ, дающих едкую пыль (щелочей, извести, йода и др.), разбавление концентрированных кислот и щелочей, приготовление хромовой смеси и т.п. нужно проводить в фарфоровой посуде также в вытяжном шкафу, защитив глаза очками, а руки перчатками. Разбавляя концентрированные кислоты, особенно серную, осторожно вливают кислоту в воду.

7. С легковоспламеняющимися жидкостями нельзя работать вблизи нагревательных приборов. Запрещается нагревать летучие легковоспламеняющиеся жидкости, вещества (эфиры, бензины, спирты, ацетон и т.д.) на открытом пламени. Для этого необходимо использовать водяную или масляную баню.

8. Обращение со спиртовкой. Перед использованием спиртовка должна быть заправлена этанолом (не более 2/3 объема спиртовки), диск плотно прикрывает отверстие резервуара спиртовки, фитиль в трубке должен входить не слишком плотно, но и не выпадать из трубки. Неиспользуемая спиртовка должна быть закрыта колпачком. Спиртовку зажигают только от горящей спички или лучинки. Нельзя зажигать ее от другой спиртовки или от зажигалки. Никогда не следует дуть на горящую спиртовку. Тушат ее, накрыв колпачком. Регулировка пламени производится выдвижением (увеличение пламени) или убиранием фитиля (уменьшение пламени). Нагревание на спиртовке производят следующим образом: сначала прогревают пробирку с содержимым в течение 15-20 секунд, затем приступают непосредственно к нагреванию содержимого пробирки. При нагревании нельзя прикасаться дном пробирки к фитилю. На спиртовке можно нагревать только посуду из тонкого (химического) стекла. Пробирки при нагревании закрепляют либо в штативной лапке, либо в пробиркодержателе ближе к отверстию. Отверстие пробирки необходимо направлять от себя и окружающих, во избежание выброса веществ из пробирки.

9. Знакомясь с запахом вещества, нельзя наклоняться над сосудом с жидкостью и вдыхать полной грудью. Для этого нужно направить рукой струю воздуха от отверстия сосуда к себе и сделать носом легкий вдох.

10. Особенно внимательно нужно проводить сборку установок из стекла. При этом нельзя зажимать стеклянные изделия в лапки штативов без соответствующей мягкой прокладки. Особенно осторожно обращайтесь с тонкостенной посудой, термометрами и холодильниками.

11. Нельзя нагревать закупоренные любые аппараты и сосуды, кроме тех, которые специально для этого предназначены. Нельзя нагревать жидкости в толстостенной и мерной посуде (она может лопнуть).

12. При приливании реактивов нельзя наклоняться над отверстием сосуда во избежание попадания брызг на лицо и одежду. При использовании пробиркодержателя необходимо зажимать пробирку ближе к открытому концу. Нельзя также наклоняться над нагреваемой жидкостью, так как ее может выбросить. Никогда не направляйте открытый конец пробирки к себе или в сторону вашего соседа.

13. Щелочные металлы должны храниться под слоем керосина, толуола или ксилола, не содержащих следов воды. Нельзя работать с металлическим натрием поблизости от водопроводного крана. Приступая к работе, надо насухо вытереть стол и высушить посуду, в которой будет проводиться реакция с металлическим натрием. После окончания работы нельзя сразу мыть эту посуду водой, следует сначала уничтожить остатки натрия, растворяя их в спирте. Крупные остатки натрия или его обрезки следует поместить в отдельную банку с керосином (толуолом или ксилолом).

14. Категорически запрещается хранить бром в хрупкой посуде. Для этого применяют толстостенные склянки с притертыми пробками. Все работы с бромом следует проводить в хорошо вентилируемом вытяжном шкафу, в резиновых перчатках и защитных очках. При попадании брома на кожу необходимо немедленно протереть пораженный участок спиртом, а затем смазать глицерином.

15. Лаборатория должна быть оснащена пожарным оборудованием (ящик с песком, огнетушитель, одеяло). В лаборатории должна быть аптечка с набором материалов, необходимых для оказания первой помощи пострадавшему.

16. Перед уходом из лаборатории необходимо проверить, выключены ли газ, вода, электроприборы.

Техника безопасности при работе с электрооборудованием[68].

В работе использовалось электрооборудование: электрические плитки, аналитические весы и магнитные мешалки, сушильные шкафы и др.

Поражение постоянным электрическим током может возникнуть при соприкосновении незащищенных участков тела с оголенными частями схемы, при неисправностях в схеме и приборах, возникших в процессе выполнения работы (недопустимый нагрев приборов, соединительных проводов). Для предотвращения поражения переменным током необходимо, чтобы все электрооборудование было заземлено, а само оборудование должно быть исправно.

При поражении электрическим током пострадавшего необходимо освободить от воздействия тока. Если ток отключить быстро нельзя, надо отделить пострадавшего от токоведущих частей руками, изолированными резиной, сухой тканью. Пострадавшего уложить, обеспечить покой, приток свежего воздуха, начать искусственное дыхание.

Ток, проходящий через тело человека, может вызвать различные электрические травмы, ожоги, электролитическое разложение крови. Переменный и постоянный ток по-разному воздействуют на организм человека. На тяжесть поражения током оказывают влияние сила и частота тока, продолжительность его воздействия и пути прохождения. Переменный ток промышленной частоты с силой в 1 мА вызывает физиологические изменения в организме человека; для постоянного тока это значение равно. См. таблицу №1.

...