Lev Moiseevich Yagupolsky | |||||
---|---|---|---|---|---|
Datum narození | 6. února 1922 | ||||
Místo narození | Uman | ||||
Datum úmrtí | 5. dubna 2009 (87 let) | ||||
Místo smrti | Kyjev | ||||
Země | SSSR → Ukrajina | ||||
Vědecká sféra | chemie organofluorových sloučenin | ||||
Místo výkonu práce | |||||
Alma mater | Kyjevská státní univerzita pojmenovaná po T. G. Ševčenkovi | ||||
Akademický titul | Doktor chemických věd | ||||
Akademický titul | Profesor | ||||
vědecký poradce | A. I. Kiprianov | ||||
Známý jako | výzkumník v oblasti barviv , léků a dalších sloučenin obsahujících fluor ; vývojář metod syntézy organofluorových sloučenin | ||||
Ocenění a ceny |
|
Lev Moiseevich Yagupolsky ( ukrajinský Lev Musijovich Yagupolsky , 6. února 1922 , Umaň - 5. dubna 2009 , Kyjev [1] ) - sovětský a ukrajinský vědec , organický chemik , specialista v oboru chemie organofluorových sloučenin , zakladatel kyjevské školy chemie fluoru . Doktor chemických věd , profesor , pracoval jako vědecký pracovník v Ústavu organické chemie Národní akademie věd Ukrajiny , Ctěný vědecký pracovník Ukrajinské SSR . Člen Velké vlastenecké války , nositel Řádu 2. stupně vlastenecké války, Řád za zásluhy (Ukrajina) III. stupně, laureát státních cen SSSR a Ukrajiny.
Lev Moiseevich Yagupolsky se narodil 6. února 1922 v Umani (nyní Čerkaská oblast , Ukrajina ). V roce 1938 nastoupil na katedru chemie Kyjevské univerzity . V roce 1941 odmítl odklad stanovený pro studenty posledního ročníku a přihlásil se dobrovolně do armády. V říjnu 1941 - květnu 1942 studoval na Vojenské akademii chemické obrany , poté byl jmenován náčelníkem chemické služby střeleckého pluku, který bojoval v rámci Kalininského frontu . Účastnil se bojů, ukončil válku v hodnosti kapitána .
Po válce pokračoval ve studiu na Kyjevské univerzitě a v roce 1947 promoval s vyznamenáním. Ve stejném roce nastoupil na postgraduální studium v oboru „Organická chemie“ a v roce 1951 pod vedením akademika A.I. Kiprianova obhájil dizertační práci na téma „Fluor benzothiazolové deriváty a cyaninová barviva obsahující fluor “. Po obhajobě odešel L. M. Yagupolsky pracovat jako mladší vědecký pracovník v Kyjevském institutu organické chemie Akademie věd Ukrajinské SSR (IOC), kde pokračoval ve výzkumu v tehdy nové a perspektivní vědecké oblasti organické chemie fluoru. . V letech 1955-1965 působil jako vedoucí vědecký pracovník v Ústavu organické chemie. V roce 1965 vedl oddělení chemie organofluorových sloučenin vytvořené v ústavu a byl ve funkci vedoucího. oddělení do roku 1987. V roce 1965 obhájil L. M. Yagupolsky doktorskou disertační práci na téma „Aromatické sloučeniny se substituenty obsahujícími fluor“, v roce 1967 mu byl udělen titul profesor.
V letech 1969-1973 působil L. M. Yagupolsky jako zástupce ředitele Ústavu organické chemie pro vědeckou práci a podílel se také na práci na pilotní výrobě ústavu. V letech 1987-2009 byl vedoucím vědeckým pracovníkem Ústavu organické chemie [2] .
Lev Moiseevich Yagupolsky zemřel 5. dubna 2009 v Kyjevě.
Syn vědce Jurije Lvoviče Jagupolského (nar. 1949) je rovněž známým fluoroorganickým chemikem, od roku 1988 je vedoucím oddělení chemie organofluorových sloučenin Ústavu organické chemie Národní akademie věd Ukrajiny. [3] .
L. M. Yagupolsky prováděl výzkum v oblasti syntézy organických sloučenin se substituenty obsahujícími fluor, včetně organoprvkových sloučenin - fosfor , selen , telur , vícemocný jód . Komplexní studium vlastností syntetizovaných sloučenin umožnilo přispět k rozvoji základních teorií organické chemie. Několik velkých cyklů vědcových prací bylo věnováno látkám, které jsou důležité z praktického hlediska - organická barviva , léky , pesticidy , sloučeniny s vlastnostmi tekutých krystalů .
Prvním úkolem vědce během doktorandské práce bylo zavedení atomu fluoru do benzenového kruhu benzothiazolu . K tomu se využívá Shimanova reakce - tepelný rozklad suchých aryldiazoniumtetrafluorboritanů . V tomto případě však nejprve nebylo možné izolovat pevný tetrafluorborát kvůli vysoké rozpustnosti v kyselinách (za podmínek diazotační reakce ) kvůli tvorbě soli na heterocyklickém atomu dusíku. Krystalickou sraženinu bylo možné získat provedením diazotizace v roztoku kyseliny tetrafluorborité , ve výsledku se z 2-methyl-6-fluorbenzothiazolu získal 2-methyl-6-fluorbenzothiazol, který se dále používá k získání kyaninových barviv . Tato technika se začala používat k nahrazení aminoskupiny fluorem v jiných dusíkatých heterocyklech. Následně s N.V.Pavlenkem byla vyvinuta modifikace Shimanovy reakce - místo tetrafluorborátů byly použity aryldiazoniumtris(perfluoralkyl)trifluorfosfáty, jejichž rozklad probíhá při nižších teplotách a s vysokými výtěžky fluorovaných arenů [5] .
Studie Swartsovy reakceK získání organofluorových sloučenin se široce používá Swartsova reakce - nahrazení atomů jiných halogenů fluorem působením fluoridu antimonitého nebo fluorovodíku za přítomnosti chloridu antimonitého . Touto reakcí byly získány sloučeniny s trifluormethylovou skupinou z trichlormethylových derivátů, zejména trifluormethyl- a trifluormethylthiobenzothiazolů. L. M. Yagupolsky spolu s I. V. Troitskaya, N. V. Kondratenko, M. I. Dronkina poprvé zavedli do organických sloučenin trifluormethoxyskupinu -OCF 3 a skupiny -O-CF 2 -O- a -CF 2 -O -CF 2 -, četné byly také získány a studovány aromatické sloučeniny s nenasycenými substituenty obsahujícími fluor a s trifluormethylovou skupinou oddělenou od jádra heteroatomy ( O , N , S ). Byl studován vliv heteroatomů a substituentů v aromatickém jádru na průběh Swartsovy reakce. Bylo zjištěno, že schopnost heteroatomů poskytovat elektrony přispívá k substituci chloru za fluor v trichlormethylové skupině, to znamená, že snadnost substituce klesá v řadě ArN(R) CCl3 > ArSCCl3 > ArOCCl3 . Substituenty poskytující elektrony v jádře také usnadňují výměnu, zatímco substituenty přijímající elektrony jí brání. Spolu s G. I. Matyushecheva byla objevena reakce hydrazidů karboxylových kyselin s chloridem fosforečným , která umožňuje získat trichlormethylderiváty vycházející ze Swartsovy reakce alternativním způsobem (dříve se získávaly přímou chlorací methylových skupin). Praktickým výsledkem těchto studií byl vývoj technologie syntézy herbicidu „ Treflan “, zavedeného do průmyslové výroby ( Navoi , Uzbekistán , PA „ Navoiazot “, výrobní kapacita 2000 tun za rok) [6] .
Vývoj syntetických metod využívajících nová fluorační činidlaKromě studia již známých reakcí pro přípravu organofluorových sloučenin bylo prováděno hledání nových činidel. Poprvé byl syntetizován fenyltetrafluorantimon , který se ukázal jako velmi silné fluorační činidlo. Série prací realizovaných společně s pracovníky Oděského polytechnického institutu byla věnována studiu nových fluoračních činidel - fluorid sírový ve fluorovodíkovém prostředí a systému fluorid sírový - fluorovodík - halogenační činidlo ( chlór , brom , dithiodichlorid ) . . Použití fluoridu sírového umožňuje nahradit atomy kyslíku fluorem, zejména převést karboxylové skupiny na trifluormethylové skupiny. V přítomnosti fluorovodíku se ukázalo, že je možné získat benzotrifluoridy nejen z odpovídajících karboxylových kyselin, ale také z jejich methylesterů (v nepřítomnosti fluorovodíku probíhá reakce esterů při vysoké teplotě a poskytuje nízkou výtěžky cílových produktů). Trifluoracetoxyskupina CF3COO- se působením tohoto činidla převede na pentafluorethoxyskupinu C2F50- . Pomocí této metody byly získány odpovídající poly(pentafluorethoxy)-substituované sloučeniny z tri-, tetra-, penta- a hexa(trifluoracetoxy)benzenů. Systém halogenačního činidla SF 4 - HF, vyvinutý společně s B. V. Kunšenkem, umožňuje nahradit atomy vodíku fluorem na sp 3 - hybridizovaném atomu uhlíku [7] .
Vývoj metod difluormethylacePřímá difluormethylace („freonace“) fenolů a thiofenolů za vzniku difluormethoxyarenů a aryldifluormethylsulfidů byla prováděna působením dostupného činidla chlordifluormethanu (chladone-22). Metoda syntézy se ukázala jako zajímavá v tom, že když se do ní zavedou hydroxybenzaldehydy , nedojde k Cannizzarově reakci , přestože freonace probíhá v alkalickém prostředí. Následně ze sloučenin s difluormethoxyskupinou byly chlorací získány difluorchlormethoxybenzeny a oxidací thioetherů difluormethylsulfoxidy a sulfony. Merkaptoazoly dávají v závislosti na podmínkách syntézy různé produkty - difluormethylované na atomu síry merkaptoskupiny, atomech síry a dusíku nebo na dvou atomech dusíku ( deriváty imidazolu a benzimidazolu ). Touto metodou se jako první získaly benzimidazolové deriváty se substituenty obsahujícími fluor na obou atomech dusíku. Sulfamidy se také zavádějí do freonační reakce , což vede k N-difluormethylovým derivátům. Studie difluormethylační reakce byly provedeny společně s S. V. Shelyazhenko, K. I. Petko [8] .
Objev radikálového iontu a kationtové perfluoralkylaceDříve se věřilo, že perfluoralkyljodidy, na rozdíl od alkyljodidů, nevstupují do alkylačních reakcí kvůli obrácené polaritě svých molekul. Studie L. M. Yagupolského a V. N. Boyka ukázaly, že perfluoralkylaci thiofenolů lze provádět mechanismem radikálových iontů při ultrafialovém ozařování v kapalném amoniaku nebo polárních rozpouštědlech. Perfluoralkylace radikálových iontů umožnila získat perfluoralkylsulfidy s libovolnou délkou řetězce normálního nebo rozvětveného perfluoralkylového substituentu, které byly považovány za obtížně získatelné. Dosud neznámé perfluoralkyl selenidy a teluridy byly získány ze seleno- a telurofenolů podobným způsobem. C - nukleofily , jako jsou β-diketony , také vstupují do radikálové iontové perfluoralkylační reakce .
L. M. Yagupolsky byl první, kdo získal arylperfluoralkyljodoniové soli (viz Oniové sloučeniny ), které se ukázaly jako vhodná činidla pro alkylaci kationtovým mechanismem. Reagují s nukleofily při teplotách -50 ... +20 ° C v dimethylformamidu . Metodou kationtové perfluoralkylace, podobně jako radikálový ion, lze získat perfluoralkylsulfidy a selenidy a sekundární a terciární deriváty anilinu dávají s těmito činidly alkylační produkty v para-poloze . Arylperfluoralkyljodoniové soli také reagují s anorganickými solemi - dusitany , kyanidy , thiokyanáty , selenokyanáty , přičemž vznikají nitro-, kyano-, kyanothio- a kyanozelenoperfluoralkany. Podobně jako jodoniové sloučeniny, diarylperfluoralkylsulfoniové soli, které poprvé syntetizoval L. M. Yagupolsky [9] , se také ukázaly být perfluoralkylačními činidly .
Další výzkum syntézy organofluoruKyselina chlordifluoroctová se běžně používá v syntézách (jako sůl) jako zdroj difluorkarbenu :
Spolu s V. A. Korinkem byly nalezeny podmínky pro jeho kondenzaci s fenoly a thiofenoly se zachováním karboxylové skupiny. Kyselina monochlorfluoroctová byla zavedena do podobné reakce; arylmonofluormethylsulfony byly získány oxidací a dekarboxylací kondenzačních produktů (estery kyseliny arylthiofluoroctové) [10] :
L. M. Yagupolsky našel vhodné činidlo, které umožňuje nahradit atomy jódu nebo bromu trifluormethylovou skupinou - trifluormethylměď. Syntézy s trifluormethylmědí lze provádět ve skleněném nádobí při atmosférickém tlaku za použití dostupných činidel. Podobná metoda - nahrazení halogenu trifluormethylthioskupinou působením trifluormethylsulfidu mědi - byla vyvinuta společně s N. V. Kondratenkem a A. A. Kolomeitsevem. Ukázalo se, že toto činidlo je zvláště vhodné pro zavedení trifluormethylové skupiny do aromatických sloučenin se substituenty přitahujícími elektrony, například s nitroskupinou . Spolu s V. P. Samburem byla nalezena další metoda pro zavedení trifluormethylthioskupiny - reakce diazoniových solí s trifluormethylsulfidem stříbrným AgSCF 3 [11] .
Perfluor - terc - butylcesium (CF3 ) 3CCs bylo použito k nahrazení atomů fluoru v substituovaných fluorbenzenech perfluor- terc -butylovou skupinou, stejně jako k syntéze arylperfluor - terc -butylsulfidů a selenidů [12] .
Spolu se Zh. M. Ivanovou byla objevena reakce fluoridu antimonitého s fenyldichlorfosfinem a poprvé byla syntetizována organická sloučenina pětikoordinačního fosforu , fenyltetrafluorfosforan :
Pomocí fluoridu antimonitého byly také získány kyselé fluoridy arylfosfonových a thiofosfonových kyselin.
L. M. Yagupolsky, V. Ya Semeny a K. I. Bildinov vyvinuli metodu elektrochemické fluorace trialkylfosfinoxidů za vzniku tris(perfluoralkyl) difluorfosforanů . Hydrolýza těchto produktů umožňuje získat odpovídající fosfonové a fosfinové kyseliny, které byly považovány za "exotické", stejně jako další sloučeniny fosforu s perfluoralkylovými skupinami. Před touto studií byly takové reakce považovány za nemožné kvůli otravě elektrod fosforem [12] .
Způsoby přípravy sloučenin polyvalentního jodu byly vyvinuty společně s V. V. Lyalinem, I. I. Maletinou a V. V. Ordou. Aromatické sloučeniny s difluorjodovou skupinou (ArIF 2 ) byly získány reakcí fluoridu sírového s jodosyl- (ArIO) nebo bis(trifluoracetoxy)jodderiváty, jakož i interakcí jodoarenů s xenondifluoridem. Organické sloučeniny pentakoordinačního jodu byly poprvé získány z jodyl- a difluorjodilarenů – tetrafluorjodovaných působením fluoridu sírového a tetrakis(perfluoracyloxy)jodovaných působením anhydridů perfluoralkylkarboxylových kyselin [13] .
LM Yagupol'skii věnoval během celé své vědecké kariéry značnou pozornost studiu barviv obsahujících fluor. Hromaděním vědeckého materiálu - syntézou nových barviv různých struktur a substituentů různé elektronické povahy - bylo možné cíleně ovlivňovat nejen spektrální charakteristiky barviv, ale také jejich zásaditost , světlostálost a senzibilizační schopnost. Postupně byly stanoveny zákonitosti pro vliv atomů fluoru a substituentů obsahujících fluor na vlastnosti většiny tříd organických barviv. Zjištěné korelační závislosti batochromního nebo hypsochromního účinku substituentů, halochromie , zásaditosti na elektronové struktuře substituentů a molekuly jako celku umožnily syntetizovat prakticky užitečné látky - barviva pro textilní průmysl, acidobazické indikátory , fotosenzibilizátory, fosfory . Nejpodrobněji byla studována kyaninová barviva s atomy fluoru a substituenty obsahujícími fluor jak v aromatickém jádru, tak v polymethinovém řetězci . V letech 1950-1978 byla v „Journal of Organic Chemistry“ publikována série více než 40 článků pod obecným názvem „Cyanine dyes added fluorine“ [14] .
Spolu s Yu.A. Fialkovem a M. M. Kremlevem byla objevena reakce sloučenin polyfluorvinyllithia s polyfluorolefiny, za vzniku konjugovaných perfluorpolyenů. Na základě této reakce byla vyvinuta metoda syntézy α,ω-diarylperfluorpolyenů, které se staly klasickými předměty pro teorii barev . Některé sloučeniny tohoto typu mají vlastnosti tekutých krystalů [15] .
Na téma sloučenin kapalných krystalů byla provedena velká série prací společně s Yu. Ya. Fialkovem a S. V. Shelyazhenko. U derivátů difenylu , benzylidenanilinu , organických kyselin a jejich esterů byl studován vliv náhrady koncových atomů vodíku fluorem na vlastnosti fázových přechodů a termodynamické parametry této skupiny látek. Ukázalo se, že zavedením skupin obsahujících fluor do molekuly je možné cíleně měnit vlastnosti kapalně krystalických sloučenin [16] .
Významným přínosem L. M. Yagupolského do teorie organické chemie je studium elektronové a prostorové struktury získaných sloučenin. Elektronová povaha a vliv substituentů obsahujících fluor na vlastnosti aromatických sloučenin byly studovány různými metodami. Pro více než 60 substituentů jsou σ-konstanty Hammettovy rovnice určeny poprvé . Mezi skupinami obsahujícími fluor byly nalezeny silné akceptory elektronů, jako je trifluormethylsulfonylová skupina -S02CF3 , pro kterou je konstanta Hammettovy rovnice pro para -polohu ap = 1,04 . Později se ukázalo, že pokud je kyslík nahrazen v takových substituentech, jako je -SO 2 CF 3 nebo -SO 2 F a dalších, trifluormethylsulfonimidovou skupinou =NSO 2 CF 3 , pak vznikají supersilné skupiny přitahující elektrony, pro které σ p = 1,4 ... 1,75, což odpovídá účinku dvou nebo tří nitroskupin na molekulu . R. Taft , který navrhl vlastní modifikaci Hammettovy rovnice, nazval tento princip konstrukce supersilných akceptorů elektronů „Jagupolského princip“.
Studium silných elektron přitahujících substituentů se ukázalo být cenné i pro praxi organické syntézy. Bylo zjištěno, že imidoylchloridy R(Cl)=NS02CF3 vstupují do aza- Curtiova přesmyku , který není charakteristický pro deriváty chloridů karboxylových kyselin, ve kterých je kyslík nahrazen jinými =NR-skupinami. Produkty tohoto typu Curtiusovy reakce jsou karbodiimidy RN= C = NS02CF3 . Zavedení skupiny =NSO 2 CF 3 (náhradou atomu karbonylového kyslíku) do cyaninových barviv a některých dalších donor-akceptorových systémů vede k silnému batochromnímu posunu - absorpční maxima takových produktů jsou posunuta do oblasti dlouhých vlnových délek o 150 -200 nm . Takto získaná barviva mají sytou barvu a absorbují v blízké infračervené oblasti. Nahrazením dvou atomů vodíku na aminoskupině anilinu trifluormethylsulfonylovými skupinami bylo možné změnit orientační účinek aminoskupiny v elektrofilních substitučních reakcích , takže nitrace N,N-bis(trifluormethylsulfonyl)anilinu jde o 80 % meta pozice. Se zavedením pouze jedné silné skupiny přitahující elektrony je zachován ortho- , para -orientační vliv atomu dusíku poskytujícího elektrony [17] .
Zavedení supersilných akceptorů elektronů do molekuly může vést k produkci supersilných kyselin zvýšením kyselosti vazeb C–H, N–H nebo O–H. Bylo tedy prokázáno, že nahrazení atomů kyslíku v p - toluensulfonamidu H3C-C6H4 - SO2NH2 trifluormethylsulfonimidovými skupinami zvyšuje kyselost v plynné fázi o 25 řádů a v roztoku o 13 jednotky pK a . Předpokládá se, že aplikací Yagupolského principu na kyselinu trifluormethansulfonovou , která je sama o sobě superkyselinou, lze získat nejsilnější ze všech známých kyselin. Byly získány deriváty (soli a fluoridy kyselin) takových kyselin [18] .
Dříve se věřilo, že pouze nitroderiváty aromatických sloučenin jsou schopny tvořit σ-komplexy Meisenheimerova typu L. M. Yagupolsky byl první, kdo získal a studoval takové komplexy trifluormethylsulfonylarenů. Jako nový objekt pro studium aniontových komplexů byl vzat 1,3,5-tris(trifluormethylsulfonyl)benzen, který tvoří stabilní σ-komplexy s alkoholáty , fenoláty , thiofenoláty , kyanidy , siřičitany a dalšími anionty. Získaná data byla zahrnuta do učebnice vydané Moskevskou univerzitou Reutov OA, Kurts AL, Butin KP Organická chemie. - 1999. - T. II. — ISBN 5-211-03491-0 . [18] .
Mnoho prací L. M. Yagupolského a jeho spoluautorů se věnuje syntéze nových biologicky aktivních látek a studiu vlivu skupin obsahujících fluor na fyziologickou aktivitu.
Společně s G. Ya.Dubursem ( RIGA Institute of Organic Synthesis ) bylo získáno a do lékařské praxe zavedeno antihypertenzivum ( blokátor kalciového kanálu ) foridon , derivát 1,4-dihydropyridinu obsahující difluormethoxyskupinu -OCHF2 . Další studie prokázaly proveditelnost zavedení difluormethoxyskupiny do jiných léčiv jako nového farmakoforu .
Spolu s Ju. A. Fialkovem, M. M. Kremlevem a pracovníky Ústavu farmakologie a toxikologie Akademie lékařských věd Ukrajiny V. S. Danilenkem a K. A. Černoshtanem byl vyvinut a do výroby uveden do výroby nesteroidní protizánětlivý lék difluorant. Chemický a farmaceutický závod Borshchahiv . Diftorant se používá v dermatologii a otolaryngologii , zejména při léčbě lupénky , ekzému , lichen planus , otitis externa .
Společně s I. I. Maletinou a K. I. Petkem bylo získáno kardiotonické léčivo ( aktivátor draslíkového kanálu ) flokalin , který se vyznačuje nízkou toxicitou. D. V. Fedyuk pod vedením Yagupolského syntetizoval řadu benzimidazolů obsahujících fluor, které vykazují aktivitu blokátorů receptoru angiotensinu II , spolu s Yu. A. Fialkovem byly N-aryl-substituované 2-aminoimidazoliny, analogy klonidinu . získané . Na počátku 21. století byla syntetizována molekula, která kombinuje vlastnosti foridonu a flocalinu, což umožňuje v budoucnu vytvořit novou třídu hybridních léků [19] .
L. M. Yagupolsky byl členem redakční rady a vědeckým redaktorem " Ukrajinského chemického časopisu ", členem redakční rady meziresortního sborníku " Fyziologicky aktivní látky ", členem redakční rady mezinárodního časopisu " Dyes and pigments ". ". Účastnil se šestnácti ukrajinských konferencí organické chemie (od roku 1955), byl členem organizačních výborů těchto konferencí, účastnil se také mezinárodních konferencí o chemii organofluorových sloučenin, konferencí o chemii barviv, fosforů, léčiv. L. M. Yagupolsky přednášel chemii organofluorových sloučenin na univerzitách v Německu a Izraeli. Připravil 75 kandidátů věd, 10 jeho studentů obhájilo doktorské disertační práce [20] .
Dne 24. listopadu 2012 byla na budově Ústavu organické chemie Národní akademie věd Ukrajiny v Kyjevě otevřena pamětní deska Lva Moiseeviče Jagupolského. Autoři: Krylov Boris , Sidoruk Oles.
Lev Moiseevich Yagupolsky publikoval na jeho jméno 10 monografií , více než 800 vědeckých článků, 15 recenzí, asi 160 abstraktů zpráv z vědeckých konferencí, sympozií a kongresů, 220 autorských certifikátů a 40 patentů [21] [3] [4] . Vědecké články L. M. Yagupolského byly publikovány v ruštině, ukrajinštině a angličtině v následujících periodikách: