АЛКИЛИРОВАНИЕ 4-НИТРО-1,2,3-ТРИАЗОЛА ВТОР-БУТИЛОВЫМ СПИРТОМ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ИЛЬЯСОВ С.Г., ЧИКИНА М.В., ТОЛСТИКОВА Т. Г.

ность, защищая от повреждения слизистой желудка, вызванное нестероидным противовоспалительным препаратом индометаци-ном, на 31 %. Соединение 6 активности не проявило.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кравченко А.Н., Сигачев А.С., Максарева Е.Ю. и др. // Изв. АН. Сер. хим. - 2005. - № 3. - С. 680.

2. Кравченко А.Н., Газиева Г.А., Сигачев А.С. и др. // Изв. АН. Сер. хим. - 2007. - № 1. - С. 140.

3. Бакибаев А.А., Яговкин А.Ю., Вострецов С.Н. // Успехи химии. - 1998. - № 67 С. 333.

4. Лобанова А.А., Сатаев Р.Р., Попов Н.И., Ильясов С.Г. // ЖОргХ. - 2000. - Т. 36, вып. 2. - С. 188.

5. Хлебников А.И., Бакибаев А.А., Ахмеджанов Р.Р. и др. // Хим.-фарм. журн. - 1997. - Т. 31. - № 6. -С. 44.

АЛКИЛИРОВАНИЕ 4-НИТРО-1,2,3-ТРИАЗОЛА ВТОР-БУТИЛОВЫМ

СПИРТОМ

Г.Т. Суханов, Ю.В. Филиппова, А. Г. Суханова

Учреждение Российской академии наук Институт проблем химико-энергетических технологий

Сибирского отделения РАН

Впервые показано, что алкилирование 4-нитро-1,2,3-триазола втор-бутиловым спиртом в концентрированной серной кислоте приводит к образованию смеси изомерных N втор-бутил-4-нитро-1,2,3-триазолов с преимущественным содержанием в смеси М2-изомера. Зафиксирована значительная доля продукта замещения по атому азота М3. Мольное соотношение N(1)-, Ы(2)- и Ы(3)-изомеров по данным ЯМР 1 Н-спектроскопии составляет 3,0 : 67,4 : 29,6.

Ключевые слова: 4-нитро-1,2,3-триазол; втор-бутиловый спирт; алкилирование; изомерные Nвтор-бутил-4-нитро-1,2, 3-триазолы

ВВЕДЕНИЕ

Алкилирование втор-бутиловым

спиртом в средах с высокой кислотностью изучено на примере 3-нитро-5-Р-1,2,4-триазолов (3НР). Показано, что при взаимодействии 3-нитро-5-Р-1,2,4-триазолов с втор-бутиловым спиртом происходит преимущественное образование 2- втор-бутил-3-нитро-5-Р-1,2,4-триазолов [1]. Сведения по алкилированию 4-нитро-1,2,3-триазола (В3Н) в средах с повышенной кислотностью в литературе отсутствуют.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

При алкилировании В3Н втор-бутиловым спиртом в качестве реакционной среды, также как и в случае алкилирования 3НК использовалась концентрированная серная кислота, обеспечивающая образование из втор- и третичных спиртов устойчивых карбкатионов, полное протонирование нитро-триазольных гетероциклов по наиболее основным атомам азота Ы4 (для 3НР) и Ы3 (для

В3Н) с соответствующим образованием 1Н,4Н-3-нитро-5-Р-1,2,4- и 1 Н,3Н-4-нитро-1,2,3- триазолиевых солей [1-3]. Таким образом, свободным для атаки образующимся карбкатионом остается положение Ы2-гетероцикла как 3НК так и В3Н, что подтверждено экспериментальными данными процессов алкилирования 3НР и В3Н изо- и п-пропиловыми спиртами, а также 3НР втор-бутиловым спиртом. Продуктом реакции в начальный период реакции является только 2-замещенный алкилнитротриазол. Кроме того, в продуктах реакции для обоих нитро-триазолов зафиксировано образование изомерных Ы-алкилнитротриазолов, что связано с процессами изомеризации

Ы2-алкилнитротриазолов в Ы1-изомеры в средах с высокой кислотностью [1-3].

При взаимодействии 4-нитро-1,2,3-триазола с втор-бутиловым спиртом в среде концентрированной серной кислоты происходит образование смеси Ы-втор-бутил-4-нитро-1,2,3-триазолов по всем трем атомам азота Ы(1), Ы(2) и Ы(3) триазольного цикла:

АЛКИЛИРОВАНИЕ 4-НИТРО-1,2,3-ТРИАЗОЛА втор-БУТИЛОВЫМ СПИРТОМ

02К

8-ВыОИ

02К

/=\

- V

N У

02К

+

п.

N

+

г\

N0

'2

Выход смеси региоизомеров составляет 52 %. По данным ЯМР1Н-спектроскипии основным продуктом в смеси Ы-втор-бутил-

4-нитро-1,2,3-триазолов является Ы2-замещенный нитротриазол (2-втор-бутил-4-нитро-1,2,3-триазол) и присутствует малая доля Ы1-изомера (1-втор-бутил-4-нитро-1,2,3-триазол). Кроме того, в смеси обнаружено значительное количество другого изомера, который на основании сравнения результатов ЯМР1Н-спектров Ы-алкил-4-нитро-1,2,3-триазолов, вероятнее всего относится к Ы3-замещенному нитротриазолу (1-втор-бутил-

5-нитро-1,2,3-триазол).

Смесь изомерных Ы2- и Ы3-замещенных втор-бутил-4-нитро-1,2,3-триазолов, обладающих близкими физико-химическими свойствами, представляет собой жидкость, трудноразделимую классическими

препаративными методами. Производные алкил-3-нитро-1,2,4-триазолов, являющиеся аналогами Ы-алкил-4-нитро-1,2,3-триазолов, разделены методами ГЖХ и ТСХ. Комплекс проведенных исследований по разделению Ы2- и Ы3-замещенных производных В3Н методами ГЖХ и ТСХ в сопоставимых условиях не дал положительного результата. Зафиксировать образование региоизомеров удалось в условиях ЯМР1Н-спектроскипии.

Соотношение изомерных Ы-алкил-4-нитро-1,2,3-триазолов определяли по характерным синглетным сигналам протонов атома углерода гетероцикла в спектре ЯМР1Н. Соотношение Ы1 : Ы2 : Ы3 составляет 3,0 : 67,4 : 29,6 (мольн. %).

Спектр ЯМР1Н смеси Ы1- (1-втор-бутил-4-нитро-1,2,3-триазол), Ы2- (2-втор-бутил-4-нитро-1,2,3-триазол) и Ы3-изомеров (1-втор-бутил-5-нитро-1,2,3-триазол) содержит сигналы протонов при циклическом атоме углерода С5 гетероцикла в характерной для каждого изомера области: при 9.41, 8.64 и 8.66 м.д., соответственно. Кроме того, в областях, характерных для Ы2- и Ы3-изомерных 4-нитро-1,2,3-триазолов в спектре наблюдаются вы-

раженные сигналы протонов втор-бутильного заместителя. Регистрируются мультиплеты протонов СН-групп, связанных с циклическими атомами азота, при 4.75 и 5.23 м.д., протонов СН2-групп втор-бутильного заместителя при 1.90 и 2.01 м.д., а также дуплеты при 1.52 и 1.58 м.д. и триплеты при 0.74 и 0.82 м.д. СН3-групп втор-бутильного заместителя, для Ы2- и Ы3-изомеров, соответственно. Сигналы протонов втор-бутильного заместителя для Ы1-изомеров в виду их малой интенсивности и частичного наложения проявляются слабо.

Отнесение N-1-, Ы2- и Ы3-изомеров втор-бутил-4-нитро-1,2,3-триазолов в спектре ЯМР1Н проводили на основании характеристичных сигналов протонов в положении С5 гетероцикла и алкильных групп при атомах азота Ы1-, Ы2- и Ы3-гетероцикла. Синглет протона атома углерода С5 гетероцикла Ы2-изомера находится в более сильном поле в сравнении с сигналом протона Ыгизомера и более слабом по сравнению с сигналом протона Ы2-изомера, о чем свидетельствуют литературные данные [4]. Таким образом, сигнал протона при 9.41 м.д. соответствует изомеру втор-бутил-4-нитро-1,2,3-триазола, при 8.64 м.д. - Ы2-изомеру и при 8.66 м.д. -Ы2-замещенному втор-бутил-4-нитро-1,2,3-триазолу.

Такое распределение сигналов протонов в спектре ЯМР1Н наблюдается также для этилированных производных В3Н [4]. Следует также отметить, что Ы2-и Ы3-изомеры имеют близкие сигналы протонов при циклическом атоме углерода, отличающиеся на 0.04 м.д. для Ы-этил-4-нитро-1,2,3-триазолов и на 0.02 м.д. для синтезированных 2-втор-бутил-4-нитро- и 1-втор-бутил-5-нитро-1,2,3-триазолов [4].

СУХАНОВ Г.Т., ФИЛИППОВА Ю.В., СУХАНОВА А.Г.

Таблица 1

Спектральные характеристики М-втор-бутил-4-нитро-1,2,3-триазолов

Формула Наименование ЯМР'Н (ДМСО-С6), м.д. ЯМР13С (ДМСО-С6), м.д.

О2К N \ N 7 1-втор-бутил-3-нитро-1,2,4-триазол (ЫН-изомер) 9,41 (С5-Н) -

О2^-V II \\ N 2-втор-бутил-4-нитро-1,2,3-триазол (Ы2-изомер) 0,74 (т., 3Н, -СН3) 1,52 (д., 3Н, -СН3) 1,90 (м., 2Н, -СН2-) 4,75 (м., 1Н, СН-Ы) 8,64 (С5-Н) 10,30 (-СН3) 20,09(-СН3) 29,60 (-СН2-) 65,20 (Ы1-СН) 131,50 (С4-Ы02) 153,17 (С5-Н)

.N02 / \ " 7 1-втор-бутил-5-нитро-1,2,3-триазол (Ыэ-изомер) 0,82 (т., 3Н, -СН3) 1,58 (д., 3Н, -СН3) 2,01 (м., 2Н, -СН2-) 5,23 (м., 1Н, СН-Ы) 8,66 (С5-Н) 10,35 (-СН3) 20,23 (-СН3) 29,46 (-СН2-) 59,81 (Ы1-СН) 133,38 (С4-Ы02) 153,21 (С5-Н)

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Спектры ЯМР Н регистрировали на спектрометре АМ-400 фирмы Вгикег (400 МГц) в ДМСО-с1а.

Подготовка компонентов и реагентов. Триазол 1 перекристаллизовывают из этил-ацетата, т. пл. °С [5].

Взаимодействие 3-нитро-1,2,4-

триазола с втор-бутиловым спиртом.

Раствор 2,85 г (0,025 М) триазола 1 в 18 мл 96 % серной кислоты и 2 г (0,027 М) втор-бутилового спирта выдерживают 3 ч при 20 0С. По окончании выдержки реакционную массу выливают в 100 г льда, продукт экстрагируют хлористым метиленом. Органический экстракт промывают водным раствором Ыа2С03 и водой до нейтрального рН, высушивают с помощью МдЭ04, растворитель от-

гоняют при пониженном давлении. Выход смеси Ы-втор-бутил-4-нитро-1,2,3-триазолов 2,4 г, 52 % (от теории).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Суханов Г.Т., Босов К. К., Суханова А. Г., Калмыков П.И. // Вестник КГТУ. - 2008. - С. 93-98.

2. Суханова А.Г., Суханов Г.Т., Филиппова Ю.В. // Материалы докладов международной научно-технической и методической конференции «Современные проблемы технической химии». -2004. - Казань.- С. 307-315.

3. Суханов Г.Т., Сакович Г.В., Суханова А.Г. // ХГС. - 2008. - № 11. - С. 1680-1688.

4. Ивашкевич О. А., Матулис Вадим Э., Гапоник П. Н., Суханов Г. Т., Филиппова Ю.В., Суханова А.Г. // ХГС. - 2008. - №12. - С. 1816-1829.

5. Верещагин Л.И., Никитин В.М., Мещеряков В.И., Гареев Г.А., Кириллова Л.П., Шульгина В.М. // ЖОрХ. - 1989. -Т. 25., вып. 8. - С. 1744-1746.