Synthesis of barbituric acid derivatives with chromophore groups.

The presented research included the syntheses of barbituric acid derivatives with chromophoric properties. The compounds with prospects for grooving crystals having nonlinear optical properties were selected. The carried out syntheses yielded 31 compounds, including 23 hitherto unknown. The new compounds were purified and spectrally characterised to determine the molecular structure of 17 of them. The resulting compounds can be divided into four groups: Schiff bases 1, benzo[g]pteridine 2, Knoevenagel condensation products 3, and derived therefrom 5-alkyl barbituric acids 4.Schiff bases 1 were obtained from alloxan (5-oxobarbituric acid) and aromatic amines having electron withdrawing groups (EWG) in their molecules. Carrying the reactions in glacial acetic acid with an addition of a catalytic amount of boric acid proved to give the best results.A reaction of alloxan with 4-nitro-o-phenylenediamine under similar conditions gave a mixture of two isomeric benzo[g]pteridines 2.Knoevenagel condensations of barbituric acid and N-monosubstituted barbituric acids with heterocyclic carbonyl compounds gave 5-arylidene derivatives 3.Reductions of compounds 3 provided 5-alkyl barbituric acid 4.An important part of this study was finding suitable conditions for obtaining the aimed products with good yields and their purification.

Przeprowadzone badania obejmowały syntezę pochodnych kwasu barbiturowego o właściwościach chromoforowych. Ich struktura została zaplanowana pod kątem możliwości wystąpienia nieliniowych własności optycznych ich kryształów. Przeprowadzone syntezy doprowadziły do otrzymania 31 związków, w tym 23 wcześniej nieznanych. Związki nowe oczyszczono i scharakteryzowano spektralnie, ustalając budowę cząsteczek 17 z nich. Uzyskane związki można podzielić na 4 grupy: zasady Schiffa 1, benzo[g]pterydynę 2, produkty kondensacji Knoevenagla 3 oraz otrzymane z nich 5-alkilopochodne kwasu barbiturowego 4. Związki z grupy zasad Schiffa 1 otrzymano z alloksanu (kwasu 5-oksobarbiturowego) i amin aromatycznych posiadających w cząsteczce podstawniki elektronoakceptorowe. Najlepsze wyniki dały reakcje prowadzone w lodowatym kwasie octowym z dodatkiem katalitycznej ilości kwasu borowego.Reakcja alloksanu z 4-nitro-o-fenylenodiaminą dała w analogicznych warunkach mieszaninę dwóch izomerycznych benzo[g]pterydyn 2.Kwas barbiturowy i N-monopodstawione kwasy barbiturowe dały 5-arylidenopochodne 3 w wyniku kondensacji Knoevenagla z heterocyklicznymi związkami karbonylowymi. Związki 3 po redukcji dostarczyły 5-alkilopochodne kwasu barbiturowego 4.Istotną częścią pracy było znalezienie właściwych warunków otrzymywania zamierzonych produktów z dużą wydajnością oraz ich oczyszczania.