Регистрация / Вход
Прислать материал

ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ МЕТОДОВ СИНТЕЗА ФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ ФЕНОЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ ПИРИДИНОВЫЙ ФРАГМЕНТ

Сведения об участнике
ФИО
Скрипальщикова Алёна Вадимовна
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Химия и химические технологии
Раздел области наук
Органическая и элементоорганическая химия. Аналитическая химия органических соединений
Тема
ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ МЕТОДОВ СИНТЕЗА ФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ ФЕНОЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ ПИРИДИНОВЫЙ ФРАГМЕНТ
Резюме
В настоящей работе расширены препаративные возможности метода циклоароматизации, разработана методика синтеза новых, ранее неизвестных нитрозофенолов и аминофенолов, содержащих пиридиновый фрагмент. Строение синтезированных веществ изучали методами УФ, ИК, ЯМР 1Н спектроскопии. Полученные нитрозофенолы существуют в двух таутомерных формах: пара-нитрозофенол ‒ пара-бензохинонмонооксим. Для нитрозофенольной формы в растворе хлороформа при увеличении концентрации вещества наблюдается димеризация.
Ключевые слова
перзамещенный пара-нитрозофенол, пара-аминофенол, пиридиновый заместитель, таутомерия, пара-бензохинонмонооксим, димеризация, спектроскопия ЯМР1Н.
Цели и задачи
Цель: исследование новых методов синтеза функционализированных фенолов, содержащих пиридиновый фрагмент.
Задачи: 1. Синтез α-, β- и γ -пиридилзамещенных β – дикетонов в условиях конденсации Кляйзена. Поиск метода нитрозирования полученных β-дикетонов.
2. Проведение циклоароматизации пиридилзамещенных изонитрозо-β-дикетонов с эфирами ацетондикарбоновой кислоты.
3. Восстановление полученных нитрозофенолов до аминов.
4.Исследование таутомерного равновесия между нитрозофенольной и хиноноксимной формами, доказать возможность димеризации молекул нитрозофенола.
5. Доказательство строения полученных соединений с помощью спектральных методов анализа
Введение

Нитрозофенолы используются во многих областях: некоторые пара-нитрозофенолы используют как полупродукты в органическом синтезе [1]. Современные и часто используемые лекарственные препараты в качестве основной лекарственной субстанции содержат аминофенолы, которые легко синтезируют из нитрозофенолов [2]. Для получения лекарств нового поколения зачастую необходимы нитрозофенолы, в которых все положения будут заняты различными заместителями. Недавно появился метод синтеза нитрозофенолов, предусматривающий введение нитрозогруппы в ароматическое соединение: циклоконденсацией функционализированных b-дикетонов, с кетонами и эфирами некоторых кислот в щелочных средах [3].

Методы и материалы

Спектры ЯМР 1Н (600.13 МГц) и 13С (151.91 МГц) регистрировали в D2O и DMSO-d6 на приборе Bruker Avance III 600 в Красноярском региональном центре коллективного пользования СО РАН, масс-спектры – на приборе Finnigan MAT 8200, электронные спектры – на спектрофотометре Helios Omega с диапазоном измерения 190-1100 нм, фотометрический диапазон 0.3-3 Å, в кварцевых кюветах 1 см. Концентрация нитрозофенолов в 0.1 н. водной калиевой щелочи составляла 1*10-2 моль/л., а в этаноле 1*10-4. ИК спектры получены на ИК микроскопе SpecTRA TECH InspectIR на базе ИК Фурье спектрофотометра Impact 400, элементный анализ - на Analytischer Funktionstest vario El II Fab. Ход реакций и индивидуальность полученных соединений контролировали с помощью ТСХ на пластинах Sorbfil ПТСХ-АФ-В (Россия) с УФ индикатором, элюент – гексан – этилацетат 1:4, детектирование пятен в УФ свете.

Описание и обсуждение результатов

Нами были получены гексозамещенные пара-нитрозофенолы с пиридиновым заместителем в кольце, методом циклоконденсации изонитрозо-β-дикетонов с эфирами ацетондикарбоновой кислоты: в соответствующем абсолютном спирте растворяли едкое кали, вносили изонитрозо-β-дикетон и перемешивали до полного растворения, затем добавляли эфир ацетондикарбоновой кислоты при комнатной температуре. Реакционную массу выдерживали 75 минут. Обрабатывали абсолютным эфиром. Выпавшие кристаллы отфильтровывали, промывали сухим эфиром. Для установления оптимального времени осуществления синтеза нитрозофенолов изучали изменение степени их накопления спектрофотометрическим методом. Об изменении концентрации во времени целевого нитрозофенола судили по величине оптической плотности на аналитической длине волны 650 нм, так как нитрозофенолы имеют максимум поглощения n-  π* перехода в этой области длин волн. При достижении 75 минут концентрация нитрозофенола была максимальной, после чего стала снижаться, таким образом было найдено оптимальное время синтеза нитрозофенолов. Синтезировано 6 новых, ранее не известных калиевых солей перзамещенных нитрозофенолов, содержащих пиридиновый фрагмент. Соли полностью замещенных нитрозофенолов с пиридиновым заместителем существуют в нитрозоформе как в твердом состоянии, так и в водном растворе. 
Для дальнейшего изучения нитрозофенолов мы выделяли их в свободном виде: на калиевую соль прикапывали 1Н соляную кислоту до рН≈6,5. Выпадали кристаллы, которые перекристализовывали из спирта и отфильтровывали. Свободные нитрозофенолы в твердом состоянии не имеют зеленой окраски, по-видимому, из-за димеризации молекул по типу азодиоксидов [4].  В растворе хлороформа между димером и мономером устанавливается равновесие, в котором преобладает димер и лишь при сильном разбавлении появляется мономерная форма [4];  константа мономеризации составляет 0,11 ±0,02. В диметилсульфоксиде перзамещенные нитрозофенолы существуют исключительно в форме хиноноксимного таутомера, поэтому димеризация молекул невозможна. Выделено 6 новых нитрозофенолов в свободном виде. 
Проведено восстановление полностью замещенных пара-нитрозофенолов до аминофенолов с количественным выходом: нитрозофеноляты калия растворяли в спирте добавляли катализатор Pd/C и вносили гидразингидрат. Смесь выдерживали при перемешивании 16 часов. Отфильтровывали от отработанного катализатора. Маточный раствор продували углекислым газом, упаривали на роторном испарителе, сухой остаток промывали гексаном и перекристализовывали из абсолютного спирта. 
Строение и состав впервые синтезированных пара-нитрозо-(амино-)фенолов доказаны методами УФ, ИК, ЯМР 1Н и 13С спектроскопии, масс-спектрометрии и элементным анализом.

Используемые источники
1. Jacquet J., Huynh C. H., Boutibonnes P. Biological effects of nitroso derivatives // C. R. Acad. Sci. D. 1974. Vol. 278. №16. P. 2053-2054.
2. Мелентьева Г. А. Фармацевтическая химия. Т. 1. Изд. 2-е. М. : Медицина, 1976. 826 с.
3. Беляев Е. Ю., Горностаев Л. М., Еськин А. П., Субоч Г. А., Ельцов А. В., Товбис М. С. Исследование реакции образования нитрозофенолов путем ароматизации изонитрозо--дикарбонильных соединений с кетонами под действием алкоголятов металлов // ЖОрХ. 1977. Т. 13. Вып. 11. С. 2307-2311.
4. Семин И.В., Товбис М.С., Соколенко В.А. Димеризация пространственно-затрудненных пара-нитрозофенолов // Журн. орган. химии, 2007.- Т. 43.- № 4.- С. 545-548.
Information about the project
Surname Name
Skripalschikova Alena
Project title
A RESEARCH OF NEW METHODS FOR THE SYNTHESIS OF FUNCTIONALIZED PHENOLS CONTAINING PYRIDINE FRAGMENT
Summary of the project
In this work extended the preparative possibilities of the method of cycloaromatization, the developed method of synthesis of new, previously unknown nitrosophenol and aminophenols containing pyridine fragment. The structure of the synthesized substances was analizited by UV, IR, 1H and 13C NMR spectroscopy. The resulting nitrosophenol exist in two tautomeric forms: para-nitrosophenol ‒ para- benzoquinone monooksim. For nitrozofenolny form in chloroform solution when the concentration of the substance is observed dimerization.
Keywords
exhaustively substituted para-nitrosophenol, para-aminophenol, pyridine substituent, tautomerism, para-benzoquinonemonooxime, dimerization, NMR1H spectroscopy