سنتز و اکسایش برخی از2-اکسو-4،3،2،1-تترا هیدروپیریمیدین -5-کربوکسامیدهای جدید تحت شرایط حرارتی، تابش امواج فراصوتی، امواج ریزموج و امواج فرابنفش

در سال 1893 برای اولین بار یک واکنش چند جزئی توسط پی یترو بیگینلی کشف شد که شامل سنتز دسته ای مهم از ترکیبهای آلی هتروسیکل موسوم به 2-اکسو-4،3،2،1-تتراهیدروپیریمیدینها بود که از تراکم یک آلدهید، اوره و ?- کتواستر در حضور مقادیر کاتالیتیکی از هیدروکلریک اسید و در حلال اتانول بدست آمدند. این ترکیبها و محصولهای بدست آمده از اکسایش آنها از اهمیت بیولوژیکی زیادی برخوردار هستند. در این پروژه، ابتدا برخی 2-اکسو-1،3،2،4-تترا هیدروپیریمیدین-5-کربوکسامیدها تحت شرایط گرمایی و تابش امواج ریزموج در حضور کاتالیست زیرکونیوم (iv) کلراید و در حلال استونیتریل سنتز شد. در مرحله بعد اکسایش این ترکیبها به وسیله تترابوتیل آمونیوم پراکسی دی سولفات تحت شرایط گرمایی، تابش ریزموج، تابش امواج فراصوتی به همراه گرما و همچنین رفتار فتوشیمیائی آنها مورد بررسی قرار گرفت. اکسایش 2-اکسو-4،3،2،1-تترا هیدروپیریمیدین-5-کربوکسامیدها در حلال استونیتریل خشک تحت شرایط گرمایی، تابش ریزموج، تابش امواج فراصوت به همراه حرارت منجر به تشکیل محصولهای 2-اکسو-1،2-دی هیدروپیریمیدین-5-کربوکسامیدهای مربوطه شد. مقایسه نتایج واکنشها نشان می دهد که تابش ریزموج و یا امواج فراصوت باعث کاهش نسبت اکسیدان به ماده اولیه و همچنین کاهش زمان واکنش گردید. در ادامه رفتار فوتوشیمیایی این ترکیبات نیز مورد بررسی قرار گرفت. بر خلاف واکنش نوری این ترکیبات در فاز جامد، اکسایش نوری آنها در حلال استونیتریل منجر به تشکیل محصولاتی مشابه واکنش گرمایی شد. سرعت اکسایش گرمایی و نوری بسته به طبیعت استخلافهای روی موقعیتهای 4 و 5 حلقه هتروسیکل می باشد. رفتار الکتروشیمیایی این ترکیبها نیز مورد بررسی قرار گرفت و پتانسیل اکسایش آنها به وسیله ولتامتری چرخه ای اندازه گیری شد. نتایج بدست آمده نیز نشان داد که پتانسیل اکسایش بیشتر تحت تاثیر استخلاف موقعیت 4 حلقه هتروسیکل قرار می گیرد. ساختار بهینه 2-اکسو-4،3،2،1-تترا هیدروپیریمیدین-5-کربوکسامیدها و نیز 2-اکسو-2،1-دی هیدروپیریمیدین-5-کربوکسامیدها، با استخلاف های گوناگون به وسیله روش محاسباتی b3lyp/6-31++g**، مورد بررسی قرار گرفت. یافته های بدست آمده نشان می دهد که حلقه هتروسیکل در 2-اکسو-4،3،2،1-تترا هیدروپیریمیدین-5-کربوکسامیدها به صورت شبه قایقی می باشد که گروه آریل در موقعیت 4 حلقه هتروسیکل به صورت شبه محوری جهت گیری کرده است. همچنین، میزان انحراف اتم های نیتروژن موقعیت 1 و کربن موقعیت 4 از حلقه هتروسیکل، گشتاور دوقطبی الکتریکی، گرمای تشکیل و گرمای واکنش اکسایش محاسبه شد. در مورد بعضی از ترکیبها ساختار بهینه واسطه های کاتیون رادیکالی و رادیکالی که در مسیر واکنش اکسایش تولید می شوند، نیز بدست آمد و مشخص شد که در واکنش اکسایش انتقال الکترون از اتم نیتروژن موقعیت 1 صورت می گیرد.