Synthesis and Chemical Transformations of Substituted 2,2-Dimethyl-2H-1-benzopyrans; Development of a Novel and Efficient Column Chromatography Method

Abstract

My dissertation mainly deals with the syntheses and chemical transformations of 2,2-dimethyl-2H-1-benzopyrans. These research works aim at the development of ’biorational pesticide’ with new mode of actions and the development of new antihypertensive agents (Cromakalim analogues). Development of column chromatography was also a part of my reasearch activities. Major new scientific results of the dissertation:

We prepared many new compounds with potential insecticidal and antihypertensive activity by chlorination and bromination reactions of 2,2-dimethyl-4-chromanones. We proved that the formation of 4-chloro-2H-chromenes and their further chlorination at C-3 as the formation of 3-chloro-2,2-dimethyl-4-chromanones are involved in the pathway of this reaction. We prepared new, selenium-containing derivatives of 2,2-dimethyl-2H-chromenes with sterically and electronically modified Δ3,4 double bonds: we synthesized 1,2,3-selenadiazolo-benzopyran derivatives as new ring systems. We synthesized 3-chloro-2,2-dimethyl-2H- chromene derivatives by reaction of 2,2-dimethyl-2H-chromenes with phenylselenyl chloride. To our best knowledge this is the only synthetically useful pathway to the derivatives of 3-chloro-2,2-dimethyl-2H-chromene. We developed a combined TLC mesh column chromatographic system that unifies the advantages of the vacuum-driven and low-pressure methods. Our procedure was found to be efficient for separations of mixtures showing  Rf  0.05 by TLC. In comparison with Taber’s low-pressure method we achieved the same or better separation. Selected compounds obtained by via oxidative ring-closure of the corresponding semicarbazone derivatives by treatment with selenium dioxide. showed superior non-specific toxic activities on P. brassicae and L. decemlineata larvae in a comparative study vs. P1 and P2, respectively Disszertációmban 2,2-dimetil-2H-1-benzopiránok körében végzett szintéziseket és kémiai átalakításokat mutatom be. Ezek a kutatási munkák új hatásmechanizmusú, ‘bioracionális inszekticidek’ előállítására valamint új hatásmechanizmusú vérnyomáscsökkentő hatóanyagok (Cromakalim analógok) szintézisére irányultak elsődlegesen. Munkám részét képezte továbbá oszlopkromatográfiás módszerfejlesztés is.

A dolgozat fontosabb új tudományos eredményei:

4-kromanon származékok brómozási és klórozási reakciójával nagyszámú , potenciálisan inszekticid és vérnyomáscsökkentő hatású, új vegyületet állítottunk elő. Bizonyítottuk, hogy 4-klór-2,2-dimetil-2H-kromének képződése és azok további klórozódása C-3 pozícióban hasonlóan 3-klór-2,2-dimetil-2-kromanonok képződéséhez a reakcióút részét képezi.

2,2-dimetil-2H-kromén olyan szelén- tartalmú új származékait állítottam elő, ahol a Δ3,4 kettős kötés sztérikusan és elektronikusan módosulva van; megvalósítottuk 1,2,3-szelenodiazolo-benzopirán származékok szintézisét új gyűrűrendszerként.

2,2-dimetil-2H-kromén származékok és fenilszelenil-klorid reakciójával 2,2-dimetil-3-klór-2H-kromén származékokat allítottunk elő, amely a legjobb tudásunk szerint az egyetlen szintetikusan hasznosítható módszer.

Az előállított analógok hatékony és gyors szétválasztására egy kombinált oszlopkromatográfiás módszer fejlesztettünk ki. Módszerünk effektívnek bizonyult olyan keverékek szétválasztására, ahol a  Rf  0.05 vékonyréteg-kromatográfiánál. A Taber-féle alacsony nyomású módszerrel összehasonlítva ugyanolyan vagy jobb elválasztásokat értünk el.

Kiválasztott vegyületek, amelyeket oxidatív gyűrűzárással alakítottunk ki a megfelelő szemikarbazon származékokból szelén-dioxiddal, egy nagyságrenddel jobb nem-specifikus toxikus aktivitást mutattak P. brassicae and L. decemlineata lárváin, mint a megfelelő P1 és P2 egy összehasonlító vizsgálatban.