CC BY
10Journal of Siberian Federal University. Chemistry 1 (2014 7) 36-41
УДК 547.564.2 + 547.584
Получение и свойства новых ариламидов 2-гидрокси- 5-нитрозо-4,6-диметилизофталевой кислоты
Н.А. Комара*, Д.Г. Слащинина, И.В. Петерсон®, М.С. Товбиса
аСибирский государственный технологический университет, Россия, 660049, Красноярск, пр. Мира, 82, бИнститут химии и химической технологии СО РАН Россия, 660036, Красноярск, Академгородок, 50/24
Received 04.06.2013, received in revised form 12.09.2013, accepted 22.12.2013
Проведена циклизация ариламидов ацетондикарбоновой кислоты с изонитрозоацетилацетоном. Синтезированы и охарактеризованы калиевые соли ариламидов 2-гидрокси- 5-нитрозо-4,6-диметилизофталевой кислоты, на их основе выделены соответствующие нитрозофенолы в свободном виде и охарактеризованы свойства. Методом ЯМРН-спектроскопии установлено, что в растворе ffMCO-d6 эти соединения полностью находятся в оксимной форме.
Ключевые слова: ариламиды, циклизация, перзамещенные нитрозофенолы, изофталевая кислота, ЯМР-спектроскопия, таутомерия.
Относительно недавно были получены перзамещенные нитрозофенолы (I), содержащие сложноэфирные заместители в орто-положениях по отношению к гидроксильной группе [1-3]. Эти нитрозофенолы были восстановлены до перзамещенных аминофенолов (II) с помощью реакции каталитического гидрирования (рис. 1) [4].
В основе некоторых лекарственных средств, обладающих противоаритмическими свойствами, лежат производные таких перзамещенных аминофенолов [5].
Поэтому целью настоящей работы стало получение ранее неизвестных перзамещенных нитрозофенолов сходного строения, содержащих ариламидные группы вместо сложноэфир-ных, и изучение их свойств.
© Siberian Federal University. All rights reserved
Corresponding author E-mail address: [email protected], [email protected]
*
NO NH2
R = Me, Et, Pr, Bu
Рис. 1
Экспериментальная часть
1. Синтез
Получение калиевых солей ариламидов 2-гидрокси-5-нитрозо-4,6-диметилизофталевой кислоты и выделение димерных нитрозофенолов
Исходные пара-замещенные (-H, -Br, -Cl, -CH3) ариламиды ацетондикарбоновой кислоты получали при нагревании диэтилового эфира ацетондикарбоновой кислоты с соответствующими анилинами в запаянной ампуле в течение 24 ч по методике [6].
Полученные ариламиды ацетондикарбоновой кислоты подвергли циклизации с изонитро-зоацетилацетоном. Для этого растворяли 0,25 ммоль гидроксида калия в 2 мл абсолютного этилового спирта, добавляли 0,25 ммоль изонитрозоацетилацетона и приливали 0,5 ммоль ари-ламида ацетондикарбоновой кислоты в 0,5 мл ДМСО. Полученную смесь выдерживали 6-48 ч (в зависимости от заместителя) при 18-20 °С. За это время раствор менял цвет от оранжевого до зеленого. Калиевую соль выделяли добавлением абсолютного диэтилового эфира до помутнения. Фильтровали ярко-зеленые кристаллы выпавших калиевых солей нитрозофенолов, перекристаллизовывали из этанола, сушили в вакууме над Na2SO4. Для выделения димерных нитрозофенолов в свободном виде полученные соли растворяли в минимальном количестве воды и подкисляли разбавленной соляной кислотой (1:3).
Дианилид 2-гидрокси-5-нитрозо-4,6-диметилизофталевой кислоты
Время реакции 6 ч. Выход 0,071 г (74 %), светло-желтые кристаллы. В УФ-спектре в этаноле имеются два максимума поглощения нитрозофенолов на длине волны 248 и 397 нм (е = 20260 и 17480). В ИК-спектре присутствуют две сильные полосы поглощения, характерные для валентных колебаний карбонильной группы, в области 1627 и 1648 см-1. Масс-спектр, m/z (/0Тн., %): 119(6) CÄNCO; 91 (11) CHN 77 (19) CÄ; 51 (7) C4H3; 39 (18) C3H3. Спектр ЯМР 1Н 5, м.д.: 2.24 с (3H, CH3), 2.45 с (3H, CH), 7.10 м (2НароМ), 7.35 м (4НароМ), 7.65 м (4НароМ), 10.38 уш.с (2H, 2-NH), 14.19 с (H, NOH).
Ди(и-хлоранилид) 2-гидрокси-5-нитрозо-4,6-диметилизофталевой кислоты
Время реакции 24 ч. Выход 0,036 г (32 %), светло-желтые кристаллы. УФ-спектр в этаноле ^макс., нм (е): 255 и 397 (35160 и 25840). В ИК-спектре также присутствуют две полосы поглощения карбонильных групп в области 1602 и 1651 см-1. Масс-спектр, m/z (1отн., %): 153(7) QC6H(NCO; 125 (12) ClC6H4N; 111 (11) ClC6H4; 76 (7) C6H4; 50 (32) C4H2; 38 (47) C3H2.. Спектр ЯМР 1Н, 5, м.д.: 2.24 с (3H, CH3), 2.43 c (3H, CH3), 7.41 д (4Наром), 7.68 д (4Наром), 10.54 уш.с (2H, 2-NH), 14.26 c (H, NOH).
R=C6H5, п-C6H4Cl, п-C6H4Br, п-C6H4CH3
Рис. 2
Ди(и-бромашилид) 2-гидрокси-5-шитрозо-4,6-димгтилизофталевой кислоты
Время реакции 48 ч. Выход 0,054 г (37 %), светло -желтые кристаллы. УФ-спектр в этаноле ^ма-с., нм (е):257 и 3-9)7 (38428 и 29476). В ИК-спектре присутствуют две полосы поглощения карбонильных групп в области 1603 и 1650 см-1. Масс-спектр, m/z (7отн., %): 197 (19), 199 (19) BrC6H4NCO; 169 (100)), 171 (97) BrC6H4N; 90 (28) C6H4N; 76 (8) C6H4; 50 (45) C4H2; 38 (93) C3H2.. СпектрЯМР Щ, 5, м.д.: 2. 23 с (3H, CH3), 2 44 c (3H, CH3), 7.54 д (4^^.), "7.6:3 д (4H!l)0M.), 10.54- уш.с (2H, 2-N3H), 1-4.27 c (H, NOH).
Ди(и-толуидид) 2-гидрокси-5-шитроео-4,6-диметилизофталевой кислоты
Время реакции 24 ч . Выход 0,071 г (63 %), све тло-желтые кристаллы. УФ-спектр в гтаноле ^макс., нм (е): 252 и 397 (265(500 и 22900). 1В ИК-спектре этого соединения также присуествуют две интенсивных полосыпоглощееия карбонильных групп в области 1605 и 1644 см-1 . Масс-спектр, m/z (/отн, %): 13( (5) CH3C6H4NCO; 105 (90) CH3C6H4N; 91 (9) CH3C(H4; (55 (10) CH3C4H2; 53 (8) CH3C3H2; 41 (6) CH3C2H2. Спеетр ЯМР 1H, 5, м.д.: 2.44 ; (67H, 2-CH3), 2.27 с (3H, CH3), 2.42 c (3H, CH3), 7.14 д (4Иаром.),7.53 д (4^^.), 10.28 уш.с (2H, 2-NH), 14.15 c (H, NOH).
2. Условия записи ЯМР Н, УФ, ИК- и масс-спектров
Спектры ЯМР 1Н получены на приборе Bruker Avance III 600 (600.13 МГц) в среде ДМСО-^6 (Красноярский ре гиональный центр коллективного пользования СО РАН).
Масс-спектры регистрировали на приборе Finnigan MAT 8200.
УФ-спектры записывали на спектрофотометре «Helios» Omega с диапазошм измерения 190-1100 нм, фотометрический диапазон 0,3-35 А, в кварцевых кюветах 1 см.
ИК-спектры получали на ИК-микроскопе фирмы «SpecTRA TECH» модель «InspectlR» на базе «ИК Фурье» - спектрофотометра «oImpact -400».
Результаты и обсуждение
Все ариламиды 2-гидрокси-5-нитрозо-4,6-диметилизофталевой кислоты были получены впервые по реакции, показанной на рис. 2. Для доказательства строения были записаны масс- 38 -
спектры, данные по которым приведены в экспериментальной части. Как видно, все осколки молекулы после электронного удара соответствуют предполагаемым формулам ариламидов. Молекулярные ионы в масс-спектрах не обнаружены из-за легкости их распада на фрагменты.
В ИК-спектрах полученных веществ обращают на себя внимание сильные полосы поглощения карбонильных групп в области 1602 и 1651 см-1. Оказалось, что для ариламидов изо-фталевой кислоты полосы поглощения карбонильной группы находятся в области меньших частот, чем полосы поглощения карбонильной группы для соответствующих эфиров изофтале-вой кислоты (1650-1675 и 1725-1740 см-1) [2], что согласуется с данными ИК-спектроскопии для карбонильных групп сложных эфиров и амидов [7].
В УФ-спектре в этаноле имеются два максимума поглощения, характерные для нитрозо-фенолов, на длинах волн 248 и 397 нм (е = 20260 и 17480 соответственно).
В ЯМР 1Н-спектрах всех ариламидов присутствуют сигналы протонов метильных групп ароматического кольца в области 2,23-2,45 м.д., сигналы протонов фенильных колец в области 7,10-7,68 м.д., сигналы протонов аминогруппы в области 10,38-10,54 м.д. и сигналы «кислых» протонов в области 14,15-14,27 м.д. Появление сигналов в области столь слабого поля можно объяснить тем, что все ариламиды находятся в оксимной форме. Ранее было отмечено, что перзамещенные нитрозофенолы со сложноэфирными группами находятся в растворе почти полностью в нитрозофенольной форме [2, 3].
Еще одним потдверждением, нахождения нитрозофенолов с ариламидными группами в оксимной форме стал тот факт, что сигналы метильн ых групп в ЯМРЩ-спектре « двоятся», т. е. дают два сигнала с одинаково й интенсивноотью. Это хорошо обнясняется тем, что одна из метильных групп ароматического кольца распологается в син-положении по отношению к ок-симной группе, а другая оказывается в анти-положении, поэтому метильные группы становятся неэквивалентными. Таутомерное равновесие нитрозофенол - иора-бензохинонмонооксим представлено нарис. 3.
Для однего из синте зированных нами нитрозофенолов - дианилида 2-гидрокси-5-нитрозо-4,6-диметилизофталевой кислоты приведен ЯМР Щ-спектр», записанный в ДМСО-йО (рис. 4).
В ЯМР Щ-спектре видны сигналы протонов метильных групп аноматичесного нольца с химическим сдвигом 2,24 и 2,45 м.д., сигналы протолов фенильных колем с химическим сдвигом 7,10-7,65 м.д., сигналы протонов аминогруппы с химическим сдвигом 10,38 м.д., сигнал в области 14,19 м.д. принадлежит "кислому" протону оксимной группы.
Рис. 3
S5
V
t- t- i- t- t- t- b- fr-
iJJu
JUW
....... л « J « .Ц . ... f » » ., ■ f .............. , ...,,,,,.,...,,,... ,.....1 ■ ■ « « 1 " » »I = « ■ » Г 1 ■ 1 1 Г ■ ■ ■ ■ I ■ ■ ■ ■ I ■ ■ ■ ■ I ■ ■ ■ ■ I ■ ■ ■ ■ I .... | .... | ... . Ч « Ш . . , .
Iii HD IM Uoffl LU 11* IIJ II* I0J ЮЛ M У HJ ИЛ 7S ТЛ *3 4.D SJ 5.« 4S 4Л 53 Jj» 13 ppir
k
Ш
Рис. 4. ЯМР 'Н-спектр дианилида 2-гидрокси-5-нитрозо-4,6-диметилизофталевой кислоты
Таким образом, в результате исследования впервые получены ранее неизвестные ари-ламиды 2-гидрокси-5-нитрозо-4,6-диметилизофталевой кислоты. Доказано их строение с использованием методов ЯМР 2Н, УФ, ИК-спектроскопии и масс-спектрометрии и показано, что в растворе ДМСОи6 для этих ариламидов таутомерное равновесие нитрозофенол-п-бензохинонмонооксим полностью смещено в сторо1ту оксимного таутомера .
Работа выполнена в рамках госзаказа Министерства образования и науки РФ.
Список литературы
1. Беляев Е.Ю., Товбис М.С., Ельцов А.В. Синтез нитрозофенолов циклизацией изонитрозо-ß-дикарбонильных соединений с кетонами // Журнал органической химии. 1978, 14. 2375-2380.
2. Сёмин И.В., Соко ленко В.А., Теабис М.С. Димеризация пространственноузатрудненных пара-нитрозофенолов // Журнал органической химии. 2007. 43. 545-548.
3. Alemasov Yu.A., Slaschinin D.G., Tovbis M.S., Kirik S.D. X-Ray Diffraction and Spectroscopic Veriication of Dimerization in Hexasubstituted Para-Nitrosophenols // Journal of Molecular Structure, 2011. 985. 184-190.
4. Слащинин Д.Г., Товбис М.С., Роот Е.В., Задов В.Е., Соколенко В.А. Каталитическое гидрирование перзамещенных п-нитрозофенолов // Журнал органической химии. 2010. 46. 527-529.
5. Eiden F., Leister H.P., Mayer D. 5-Aminoacetamido-4,6-dimethyl-2-hydroxy-isophta^ure-diethylester: Synthese und Untersuchung antiarrhythmischer Eigenschaften // Arzneimittel-Forschung. 1983. 33. 101-105.
6. Besthorn E., Garden E. Ueber die Einwirkung von Acetondicarbonsaureester auf Anilin // Chemische Berichte. 1903. 33. 3439-3443.
7. Тарасевич Б.Н. ИК спектры основных классов органических соединений. Справочные материалы // МГУ имени М.В. Ломоносова. М., 2012. 54с.
Preparation and Properties of new Arylamides of 2-Hydroxy-5-Nitroso-4,6-Dimethylisophtalic Acid
Natalia A. Komara, Dimitri G. Slaschinina, Ivan V. Petersonb and Mikhail S. Tovbisa
aSiberian State Technological University, 82 Mira, Krasnoyarsk, 660049 Russia bInstitute of Chemistry and Chemical Technology Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences 50/24 Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036 Russia
The cyclization of arylamides acetonedicarboxylate with isonitrosoacetylacetone was carried out. Arylamides of potassium salts of 2-hydroxy-5-nitroso-4,6- dimethylisophtalic acid were synthesized and characterized. Relevant nitrosophenols in a free form were preparated from these salts and their properties were investigated. 1H NMR spectroscopy showed that DMSO-d6 solutions of these compounds are entirely in the oxime form.
Keywords: arylamides, cyclization, persubstituted nitrosophenols, isophtalic acid, NMR spectroscopy, tautomerism.
