Սարգսյան, Անուշ Ալիկի

Քիմիա

Աշխատությունը նվիրված է բազմաֆունկցիոնալ տեղակալված կարբոցիկլային և ազացիկլային միացությունների ստացման նոր սինթետիկ մոտեցումների մշակմանը՝ ացետոքացախաթթվի N-արիլամիդների և էլեկտրոֆիլ ալկենների փոխազդեցությունների հիման վրա։ Հիմնական ուշադրությունը կենտրոնացված է ելանյութերի կառուցվածքային առանձնահատկությունների, դրանց ռեակցիոնունակության, փոխազդեցությունների ուղղության և ցիկլային վերջանյութերի առաջացման օրինաչափությունների ուսումնասիրության վրա։ Հետազոտության կարևոր խնդիրներից է այնպիսի ռեակցիոն պայմանների ընտրությունը, որոնք հնարավորություն են տալիս արդյունավետ կերպով ձևավորել ածխածնային կամ ազոտ պարունակող ցիկլային համակարգեր և միաժամանակ մոլեկուլում պահպանել հետագա քիմիական ձևափոխումների համար արժեքավոր ֆունկցիոնալ խմբեր։ Ացետոքացախաթթվի ամիդային ածանցյալները դիտարկվում են որպես օրգանական սինթեզի բազմակողմանի կառուցվածքային միավորներ, քանի որ դրանց մոլեկուլներում առկա ռեակցիոն կենտրոնները կարող են մասնակցել ածխածին-ածխածին և ածխածին-հետերոատոմ կապերի ձևավորմանը։ Էլեկտրոֆիլ ալկենների հետ դրանց փոխազդեցությունը հնարավորություն է տալիս ուսումնասիրել նոր կապերի առաջացման, միջանկյալ բաց շղթայով միացությունների ձևավորման և հետագա ներմոլեկուլային ցիկլացման գործընթացները։ Քննության են առնվում տարբեր էլեկտրոնային և տարածական հատկություններ ունեցող տեղակալիչների ազդեցությունները ռեակցիայի ընթացքի, արագության, ընտրողականության և վերջանյութերի կառուցվածքի վրա։ Առանձին ուշադրություն է հատկացվում N-արիլային հատվածի կառուցվածքային փոփոխություններին։ Արոմատիկ օղակում էլեկտրոնատու կամ էլեկտրոնակցեպտոր տեղակալիչների առկայությունը կարող է փոփոխել ելանյութի էլեկտրոնային բնույթը և դրանով պայմանավորել փոխազդեցության արդյունավետությունն ու ուղղությունը։ Նման համեմատական ուսումնասիրությունը հնարավորություն է տալիս բացահայտել «կառուցվածք–ռեակցիոնունակություն» կապերը և կանխատեսել տարբեր ածանցյալների վարքը ընտրված պայմաններում։ Ուսումնասիրվում է նաև էլեկտրոֆիլ ալկենի կառուցվածքի ազդեցությունը։ Ակտիվացնող խմբերի բնույթը, դրանց քանակը և դիրքը կարող են որոշիչ նշանակություն ունենալ նուկլեոֆիլային միացման և հետագա ցիկլացման գործընթացների համար։ Ռեակցիաների համակարգված ուսումնասիրությունը հնարավորություն է տալիս սահմանել ելանյութերի այն կառուցվածքային պահանջները, որոնց դեպքում առավել արդյունավետ է համապատասխան կարբոցիկլային կամ ազացիկլային համակարգերի առաջացումը։ Կարևոր տեղ է հատկացվում ռեակցիաների մեխանիզմների պարզաբանմանը։ Դիտարկվում են հնարավոր միջանկյալ փուլերը, սկզբնական միացման գործընթացները, պրոտոնների վերաբաշխումը, ներմոլեկուլային փոխազդեցությունները և օղակի փակման հնարավոր ուղիները։ Ստացված տվյալների համադրումը կարող է հնարավորություն տալ բացատրելու, թե ինչու որոշ պայմաններում գերակշռում է որոշակի կառուցվածքով վերջանյութի առաջացումը, մինչդեռ պայմանների կամ ելանյութերի փոփոխությունը հանգեցնում է այլ ուղղությամբ ընթացող փոխակերպման։ Մեխանիզմների ուսումնասիրությունը կարևոր է ոչ միայն առանձին ռեակցիաների բացատրության, այլև նմանատիպ նոր սինթետիկ գործընթացների նպատակային նախագծման համար։ Առանձին նշանակություն է տրվում ռեակցիայի պայմանների օպտիմալացմանը։ Ուսումնասիրվում է լուծիչի, ջերմաստիճանի, ռեակցիայի տևողության, ելանյութերի հարաբերակցության և անհրաժեշտության դեպքում կատալիտիկ կամ հիմնային միջավայրի ազդեցությունը վերջանյութերի ելքի ու ընտրողականության վրա։ Օպտիմալ պայմանների հայտնաբերումը հնարավորություն է տալիս նվազեցնել կողմնակի գործընթացների դերը և բարձրացնել նպատակային նյութերի ստացման արդյունավետությունը։ Քննության են առնվում նաև մեկ փուլում մի քանի նոր կապերի ձևավորման հնարավորությունները, որոնք սինթետիկ տեսանկյունից առանձնապես արժեքավոր են, քանի որ թույլ են տալիս համեմատաբար պարզ ելանյութերից ստանալ կառուցվածքային առումով բարդ ցիկլային համակարգեր։ Ստացված նոր միացությունների կառուցվածքի հաստատումը հետազոտության կարևոր բաղադրիչներից է։ Այդ նպատակով կարող են կիրառվել միջուկային մագնիսական ռեզոնանսի սպեկտրոսկոպիա, ինֆրակարմիր սպեկտրոսկոպիա, զանգվածային սպեկտրաչափություն, տարրային անալիզ և կառուցվածքային քիմիայում ընդունված այլ ֆիզիկաքիմիական մեթոդներ։ Սպեկտրային տվյալների համադրումը հնարավորություն է տալիս հաստատել ֆունկցիոնալ խմբերի առկայությունը, ցիկլային համակարգի ձևավորումը և տեղակալիչների դիրքերը մոլեկուլում։ Այն դեպքերում, երբ ռեակցիայի ընթացքում հնարավոր է մի քանի իզոմերային կառուցվածքների առաջացում, հատուկ նշանակություն է ստանում կառուցվածքային և տարածական առանձնահատկությունների մանրամասն վերլուծությունը։ Առանձին ուշադրություն է հատկացվում ստերեոքիմիական հարցերին, քանի որ ցիկլացման գործընթացների ընթացքում կարող են ձևավորվել նոր ստերեոգեն կենտրոններ կամ տարբեր տարածական կառուցվածք ունեցող արտադրանքներ։ Ռեակցիայի դիաստերեոսելեկտիվության կամ այլ ընտրողական առանձնահատկությունների գնահատումը հնարավորություն է տալիս առավել ամբողջական պատկերացում կազմել գործընթացի մեխանիզմի մասին։ Կարբոցիկլային միացությունների ստացման ուղղությամբ ուսումնասիրվում է ածխածնային օղակների ձևավորման հնարավորությունը և դրանց հետագա ֆունկցիոնալացման հեռանկարները։ Բազմաթիվ ֆունկցիոնալ խմբերի միաժամանակյա առկայությունը ստացված մոլեկուլները դարձնում է հարմար միջանկյալ նյութեր հետագա օրգանական սինթեզների համար։ Դրանք կարող են ենթարկվել ընտրողական վերականգնման, օքսիդացման, հիդրոլիզի, տեղակալման, կոնդենսացման և այլ փոխակերպումների՝ հնարավորություն տալով կառուցել ավելի բարդ մոլեկուլային համակարգեր։ Ազացիկլային միացությունների դեպքում առանձնահատուկ ուշադրություն է դարձվում ազոտի ատոմ պարունակող օղակների ձևավորմանը։ Ազոտային հետերոցիկլերը լայնորեն ներկայացված են կենսաբանական ակտիվություն ունեցող բնական և սինթետիկ նյութերում, ինչի պատճառով դրանց ստացման արդյունավետ մեթոդների մշակումը կարևոր ուղղություն է օրգանական և դեղագործական քիմիայում։ Հետազոտությունը կարող է ընդլայնել կառուցվածքային բազմազան ազոտային ցիկլային համակարգերի սինթեզի հնարավորությունները և ստեղծել նոր ելանյութեր հետագա ֆունկցիոնալացման համար։ Բազմաֆունկցիոնալ բնույթը դիտարկվում է որպես ստացված միացությունների կարևոր առավելություն։ Միևնույն մոլեկուլում մի քանի տարբեր ռեակցիոն կենտրոնների առկայությունը հնարավորություն է տալիս իրականացնել ընտրողական հետագա ձևափոխումներ և կառուցել տարբեր կառուցվածքային դասերի ածանցյալներ։ Այս հանգամանքը մեծացնում է մշակված մեթոդների սինթետիկ արժեքը և հնարավորություն է տալիս դրանք օգտագործել բազմափուլ օրգանական սինթեզի ռազմավարություններում։ Քննության են առնվում նաև նոր միացությունների հնարավոր կիրառական հեռանկարները։ Կարբոցիկլային և ազացիկլային կառուցվածքային հատվածները հանդիպում են բազմաթիվ կենսաբանորեն ակտիվ նյութերում, դեղագործական նշանակություն ունեցող մոլեկուլներում և ֆունկցիոնալ օրգանական նյութերում։ Հետևաբար նոր բազմաֆունկցիոնալ ածանցյալների ստացումը կարող է հետաքրքրություն ներկայացնել հետագա կենսաբանական, դեղաքիմիական կամ նյութագիտական ուսումնասիրությունների համար։ Միաժամանակ հիմնական շեշտադրումը դրվում է սինթետիկ մեթոդաբանության, ռեակցիոն օրինաչափությունների և կառուցվածքային բազմազանության ընդլայնման վրա։ Հետազոտության գիտական նշանակությունը պայմանավորված է նոր ցիկլացման գործընթացների բացահայտման, դրանց մեխանիզմների պարզաբանման և բազմաֆունկցիոնալ ցիկլային միացությունների նպատակային սինթեզի մեթոդների զարգացման հնարավորությամբ։ Կիրառական նշանակությունը կապված է համեմատաբար մատչելի ելանյութերից կառուցվածքային բարդություն ունեցող օրգանական միացությունների ստացման արդյունավետ ուղիների ստեղծման հետ։ Ստացված արդյունքները կարող են նպաստել հետերոցիկլային քիմիայի, դեղանյութերի սինթեզի և նոր օրգանական կառուցվածքային միավորների մշակման հետագա զարգացմանը։ Նյութը կարող է օգտակար լինել օրգանական և դեղագործական քիմիայի, հետերոցիկլային միացությունների քիմիայի, նուրբ օրգանական սինթեզի և կենսաբանորեն ակտիվ նյութերի ստեղծման ոլորտների հետազոտողների, քիմիկոսների, դասախոսների և ուսանողների համար։