СИНТЕЗ Nα-АЦИЛЬНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ D,L-ЛИЗИНА Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

РЕПЕЙКОВА Л.Ю., СТАСЬ И.Е.

перестройку, и потому эффективность полевого воздействия возрастает.

Причиной структурирования золя при воздействии электромагнитного поля может быть снижение степени гидратации противо-ионов в диффузном слое. О возможности дегидратации ионов при воздействии на водно-солевые системы внешними полями различной природы упоминается в ряде литературных источников [8,9]. В результате дегидратации ионов происходит сжатие диффузного слоя противоионов, т.е. противоионы из диффузного слоя переходят в адсорбционный. Заряд частиц уменьшается, и они приобретают склонность к агрегации. Поскольку явной коагуляции не обнаруживается, то в результате ВЧ воздействия слипания частиц не происходит, они лишь сближаются на расстояния, соответствующие второму минимуму на потенциальной кривой. Частицы лишаются подвижности, но не утрачивают своей индивидуальности - между ними сохраняются прослойки среды. Возможно, ВЧ поле способствует определенной ориентации коллоидных частиц в объеме, что облегчает процессы структурообразования.

Наблюдаемые изменения свойств золя происходят достаточно медленно - время установления стационарного состояния составляет 4-4.5 часа. Это свидетельствует о том, что система способна накапливать энергию электромагнитного поля. В результате происходит постепенное изменение свойств системы. Золь Fe(OH)3 поглощает энергию поля избирательно - максимальное поглощение, очевидно, соответствует наибольшему изменению свойств золя. Для исследуемого золя максимальные эффекты наблюдались при частотах 30 и 80 МГц.

Таким образом, проведенные исследования показали еще одну возможность управлять процессами структурообразования в гетерогенных системах. Варьируя частоту, время и кратность электромагнитного воздействия можно направленно изменять те или иные свойства дисперсных систем в широких пределах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. -2-е изд.

- М.: Химия, 1976.

2. Горленко Н.П. //Вестник ТГАСУ. - № 1. - 2002. -С. 12.

3. Горленко Н.П. и др. //Вестник ТГАСУ. - № 1. -2001. - С. 5.

4. Баран Б.А. // Журн. физич. химии. - 1999. - Т. 73. - № 11. - С. 2089.

5. М. Trau, S. Sankaran, D.A. Saville, I.A. Aksay // Nature (Gr. Brit.). - 1995. - Т. 374. - С. 437 - 439.

6. В.С. Комаров, Н.С. Репина, С.Л. Дулько // Весц АН Беларусь Сер. хiм. н. - 1995. - № 3. - С. 18 -22, 122.

7. В.С. Комаров, Н.С. Репина, Е.В. Карпинчик // Журн. прикладной химии. - 1995. - Т. 68. - № 5. -С. 854 - 856.

8. Мартынова О.И. //Журн. прикладной химии. -1968. - Т. 41. - № 12. - С. 2782 - 2784.

9. Зеленков В.Е. Изменение физико- химических свойств природной воды и раствора бикарбоната кальция при электромагнитном воздействии / В.К. Кульсартов, В.И. Классен, А.А. Мусина // Вопросы теории и практики магнитной обработки воды и водных систем. - Новочеркасск: Изд-во Новочеркасского политехнического института, 1975. - С. 62

- 67.

СИНТЕЗ №-АЦИЛЬНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ й.ЬЛИЗИНА

А.В. Григоренко, Р.Ю. Митрофанов, В.П. Севодин

Синтезированы некоторые Ыа-ацильные производные й,1-лизина. Разработан способ алкилирования натриевой соли п-толуолсульфамида этиловыми эфирами а-бром аминоалкановых кислот.

Ключевые слова: й,1-лизина, Ы^-аминоалкановые кислоты.

Известно, что ацильные производные а,ы-диаминокислот таких как лизин, аргинин, орнитин широко используются при изучении свойств и строения активных центров некоторых гидролитических ферментов. Так этиловый эфир №-бензоил^-аргинина использован [1] для изучения реакции гидролиза, катализируемой трипсином из поджелудочной железы свиньи, в водном буферном растворе

и в системе обращенных мицелл аэрозоля бис(2-этилгексил) сульфосукцината натрия в октане.

Достаточно подробно исследован гидролиз Me, Et, Pr эфиров №-арилсульфамидов аргинина при этом для гидролиза использовались тромбин и трипсин [2-6].

В виду потенциальной доступности N£-фталоил^^-лизина (1) представляет инте-

СИНТЕЗ 1Ча-АЦИЛЬНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ Р,1_-ЛИЗИНА

рес разработка простых и надежных методов синтеза ряда его Ыа-ацильных производных, что позволит изучить возможность препаративного гидролиза этих соединений с разделением на оптические изомеры, а так же изучить некоторые особенности биосинтеза 2-алкил и 2-ацетил пиперидина в природных объектах.

Ранее была показана возможность синтеза а-бром-е-фалоиламинокапроновой кислоты [7] и изучены ее некоторые химические свойства. Наибольший интерес с практической точки зрения представляют Ыа-замещенные производные (1).

Ацильные производные получали по схеме 1.

В качестве исходного соединения использовался Ые-фталоил лизин (1). Ыа-трифторацетильные производные аминокислот получают прямым действием трифторук-сусного ангидрида [8]. Однако применение этого метода для получения Ыа-трифторацетил-Ые-фталоил лизина (2) не удобно в виду ограниченной растворимости (1) в трифторуксусном ангидриде. Выход трифторацетильного производного по этому методу не превышает 40%. Для проведения реакции ацилирования в гомогенной фазе кислоту (1) растворяли в трифторуксусной кислоте и обрабатывали трифторуксусным ангидридом, что позволило повысить выход до 70%.

NHCCCF,

СССН

PhtN' NHTos

СССН

Схема 1

Получение Ыа-ацетил-Ые-фталоил лизина (3) проводили по аналогии, но в отличие от (2), соединение (3) выделяется в виде масла с выходом около 75%.

В литературе описаны методы ацилиро-вания аминокислот по Шоттену-Бауману то-зилхлоридом в растворе щелочи с нагреванием [9] и без нагревания [10]. Для синтеза Ыа-тозил-Ые-фталоил лизина (4) этот метод оказался непригоден, в следстие частичного гидролиза фталимида до фталамина [11]. Проведение реакции без нагрева требует как минимум 4 часовой выдержки, что приводит к конкурирующей реакции гидролиза тозилхло-рида, в результате чего выход кислоты (4) не превышает 36% и ее удается выделить толь-

ко в виде масла. Оптимизированным нами способом удалось получить (4) с выходом 70%. Реакцию проводят при каталитическом действии триэтиламина.

Кроме того нами был разработан альтернативный путь синтеза кислоты (4) из этилового эфира а-бром Ые-фталоиламинокапроновой кислоты (5). Метод заключается в алкилировании натрий този-ламида (6) этиловым эфиром а-бром-Ые-фталоиламинокапроновой кислоты по схеме 2.

Br

PhtN

п аэс^

PhtN

Тс^НШа

6

эмвс

N4^

^CCCEt + NaBr

п = 1 (7а), 2 (7Ь), 3 (7с).

Схема 2

Для определения оптимальных условий проведения реакции проведена серия экспериментов, результаты представлены в таблице 1. Полученные данные показали, что наибольший выход целевого соединения (7с) получен при использовании в качестве растворителя ДМСО, температуре 65 °С и времени реакции 3 часа.

Таблица 1

Зависимость выхода (7а-с) от условий проведения реакции

Раство-риель Температура, С Время, час Выход, %

ДМСО 65 3 82

ДМСО 70 2 62

ДМСО 70 3 54

ДМСО 70 4 40

ДМСО+ ДМФА 70 2 61

ДМСО+ ДМФА 75 2 60

ДМФА 75 3 57

Для проверки универсальности метода, получения тозильных производных были получены кристаллические этиловые эфиры Ыа-тозил-Ы^фталоил диаминоаминомасляной (7а) и Ыа-тозил-Ы5-фталоил диаминоамино-валерьяновой кислот (7Ь) и (7с).

+

5

7

2

3

4

ГРИГОРЕНКО А.В., МИТРОФАНОВ Р.Ю., СЕВОДИН В.П.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

№-трифторацетил-М£-фталоилли-зин (2). К раствору 0,56 г (0,002 моль) е-фталоиллизина в 6 мл трифторуксусной кислоты прибавляют 0,5 мл трифторуксусного ангидрида выдерживают при температуре 4 С в течение 20 минут. По окончании выдержки раствор упаривают досуха, остаток нейтрализуют 7,5 мл 4 % водного аммиака и снова упаривают досуха. Получают 0,54 г (72 %). №-фторацетил-М£-фталоиллизина с темпера-

о л

турой плавления 124-127 С. ИК-спектр, см" 3301,6 ^Н), 1747,6 (С=0), 1706 (С=0). 2926(СН2), 11723 №), 528

Ма-ацетил-М£-фталоиллизин (3). К раствору 0,9 г (0,003 моль) ^-фталоиллизина в 10 мл уксусной кислоты прибавляют 1,13 мл (0,01 моль) уксусного ангидрида и кипятят в течение 30 минут. После чего раствор упаривают досуха на роторном испарителе под вакуумом. Остаток 0,97 г растворяют в 20 мл воды и оставяют для кристаллизации на несколько суток. Выход №-ацетил-М£-фталоиллизина 0,75 г (75 %), Тпл= 70-72 °С. ИК-спектр, см-1 3365,1 ^Н), 1769,8 (С=0), 1708,4 (С=0), 2937 (СН2).

Ма-тозил-М£-фталоиллизин (4). К раствору 3 г (0,01 моль) ^-фталоил лизина в 16,3 мл воды при перемешивании прибавляют раствор 3,09 г (0,03 моль) триэтиламина в 8 мл тетрагидрофурана. К полученной смеси добавляют 2,95 г (0,01 моль) п-толуолсульфохлорида. Реакционную массу выдерживали 1 час при комнатной температуре и затем отгоняют тетрагидрофуран под вакуумом, оставшийся раствор промывают эфиром и упаривают досуха. Выход №-тозил-^-фталоиллизина в виде масла 3,3 г (70%). ИК-спектр, см-1 3367,5 ^Н), 1730,1 (С=0), 1340,4 и 1165 (Э02).

Общая методика алкилирования натриевой соли п-толуолсульфамида этиловыми эфирами а-бром-Ыш-фталоиламиноалкановыми кислотами. Смесь 0,058 моль этилового эфира а-бром-^-фталоиламиноалкановой кислоты (7а, 7Ь, 7с), 13,5 г (0,07 моль) натриевой соли п-толуолсульфамида и 100 мл ДМСО нагревают при 70 С в течение 2 часов. По окончании выдержки полученный раствор разбавляют 300 мл воды и оставляют на 12 часов для кристаллизации. Выпавшие кристаллы отфильтровывают и промывают водой. После перекристаллизации из смеси бензол-гексан, получают не менее 82 % этилового эфира №-тозил-^-фталоилдиаминокислоты.

Этиловый эфир №-тозил Nv-фталоилдиаминомасляной кислоты (7а).

Тпл. 151-153 °С. Найдено %: С 58,70; Н 5,09; N 6,52; S 6,87. C21H22N2O6S. Вычислено %: C 58,73; H 4,92; N 6,52; S 7,46. ИК-спектр (КВг), см-1 3265,7 (NH), 1773 (C=O), 1736,1 (C=O), 1701 (C=O). Спектр ЯМР 1Н (CDCI3), б, м.д.: 7,85 (4СН), 7,85 (5СН), 7,8 (3СН), 7,8 (6СН)-Pht, 7,74 (3СН), 7,74 (4СН), 7,25 (2СН), 7,25 (6СН), 2,4 (CH3)-Tos,1,02 (СН3), 4,00 (CH2)-Et, 4,05 (4СН2), 3,8 (2СН), 2,13 (3СН2)-углеродный скелет. Спектр ЯМР 13С (CDCI3), б, м.д.: 167,85 (С=О), 133,8 (4 СН), 133,7 (5 СН), 123,0 (2 и 5СН)-РМ, 143,43 (4 С), 136,4 (1 С), 131,6 (2 СН), 129,4 (6 СН)-^,170,52 (1 С=О),53,55 (2 СН), 31,07 (3 СН2), 33,89 (4 СН2)-углеродный скелет,61,73 ( СН2),13,53 ( СН3)-Е1

Этиловый эфир №-тозил^5-фталоилдиаминовалерьяновой кислоты (7Ь). Тпл. 126-128 °С. Найдено %: С 58,62; Н 5,37; N 6,53; S 7,78. C22H24N2O6S. Вычислено %: C 59,44; H 5,44; N 6,30; S 7,21. ИК-спектр (КВг), см-1 3259,5 (NH), 1769,8 (C=O), 1730,2 (C=O), 1704,4 (C=O). ЯМР 13С (СDCIз), б, м.д.: 168,12 (С=О), 133,8 (4 и 5 СН),123,07 (3 и 6 СН)-Pht, 143,48 (4 С), 136,37 (1 С), 131,78 (2 СН), 129,43 (6 СН),127,09 (3 СН),126,21 (5 С^-Tos, 171,19 (1 С=О),55,13 (2 СН),30,32 (3 СН2), 36,89 (4 СН2),24,19 (5 СН2)-углеродный скелет, 61,6 (СН2),13,66 (СНз)-Et.

Этиловый эфир. Na- тозил N£-фталоилдиаминокапроновой кислоты (7с). Тпл. 102-105 °С. Найдено %: С 60,20; Н 5,68; N 6,15; S 6,65. C23H26N2O6S. Вычислено %: C 60,25; H 5,71; N 6,11; S 6,99. ИК-спектр (КВг) , см-1 3284,1 (NH), 1772,2 (C=O), 1742 (C=O), 1709,6 (C=O). Спектр ЯМР 1Н (СDCI3), б, м.д.: 7,74 (4 СН), 7,73 (5 СН), 7,72 (3 СН), 7,71 (6 СН)-РМ, 7,6 (3 СН), 7,6 (5 СН), 7,1 (2 СН), 7,1 (6 СН), 2,3 (СН^-Tos, 1,002 (СН3)-Е^ ЯМР 13С ^DC^), б, м.д.: 168,15 (С=О),133,75 (4 и 5СН),123,00 (3 и 6СН)-Pht, 143,4 (4 С), 136,51 (1 С),131,83 (2 СН),129,39 (6 СН),127,05 (3 и 5СН)-Tos, 171,37 (1 С=О), 55,31 (2 СН), 27,63 (3 СН2),32,48 (4 СН2), 21,92 (5 СН2), 37,14 (6 СН2)-углеродном скелете, 61,46 (СН2), 13,68 (СН3)-Е1

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Захарченко Н.Л.,Ермакова Е.Ф., Зуев Ю.Ф. // Биоорг. Хим.- 2008.- №34 - с. 404.

2. Сийгур Э.П,, Сийгур Ю.Р., Аавиксаар А.А.,Кибирев В.К., Федоряк Д.М. // Биохим.- 1982.-№ 47.- с. 1730.

3. Кибирев В.К., Серейская А.А., Романова В.П., Серебряный С.Б. // Биохим.- 1979.-№ 44-с. 616.

СИНТЕЗ 1Ча-АЦИЛЬНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ й,1_-ЛИЗИНА

4. Кибирев В.К., Серейская А.А., Федоряк Д.М., Серебряный С.Б. // Биохим.- 1978.- №43.- с. 717.

5. Федоряк Д.М., Кибирев В.К., Серейская А.А., Серебряный С.Б. // Биохим.- 1977.- № 42 .- с. 1595.

6. Серебряный С.Б., Кибирев В.К., Серейская А.А., Федоряк Д.М. // Биохим.- 1975.- № 40 - с. 103.

7. Севодин П.В., Митрофанов Р.Ю., Верещагин А.Л., Севодин В.П. / Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Прикладные

аспекты совершенствования химических технологий и материалов»,- Бийск 1998,.- Ч. 1.- с.с 56-60.

8. Weygand Р., СБег^еБ Е. // Angew. СИет.- 1952.-№ 64.- с. 136.

9. Гринштейн Дж.., Виниц М. // Химия аминокислот и пептидов.- Издательство МИР- 1965.-с. 390.

10. ВеесИат А.Р. // и.Ат.СИет.Эсс.- 1957.- №79 .с. 3257

11. МакОми Дж. // Защитные группы в органической химии.- Издательство МИР- 1976.-с. 61.

СИНТЕЗ 2-БРОМ-4-ИОДЗАМЕЩЕННЫХ АЦЕТАЛЕЙ ТЕТРОЗ НА ОСНОВЕ ВИНИЛОВЫХ ЭФИРОВ

Е.В. Крюкова, Ю.В. Мороженко

Работа продолжает поиск путей полного синтеза модифицированных углеводов реакцией конденсации производных ацеталей с в-замещенными винилалкиловыми эфирами. В данном сообщении представлена возможность получения йодсодержащих полифункциональных й^-тетроз с отработкой методики диметилацеталя йодацетальдегида.

Ключевые слова: иодзамещенные ацетали, галогенсахара, модифицированные углеводы.

Ранее на кафедре ХТОВ БТИ Алт ГТУ была показана возможность конденсации бромацеталя уксусного альдегида с изомерами 2-бромвинилалкиловых эфиров, которая приводит к производным полизамещен-ного бутаналя [1]. Полученные соединения можно рассматривать как исходные в синтезе других полифункциональных биологически активных веществ. Экспериментально была определена различная устойчивость галогена во втором и четвертом положениях углерод-углеродной цепи в реакциях замещения [2]. С целью увеличения степени функциональности заместителя в 4 положении мы исследовали возможность синтеза 2-бром-4-йодпроизводного. Как известно из литературных источников йод легче вступает в реакции нуклеофильного замещения и является одной из лучших уходящих групп.

Конденсацию диметилацеталя йодуксус-ного альдегида (1) с р-бромвинилметиловом эфиром (2) пла снировали осуществить стандартным способом по схеме наращивания углерод-углеродной цепи: .оси,

"OCH,

+ Br-CH=CH-OCH

BF,

2

Br

(1)

OCH

ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА АЦЕТАЛЯ ИОДУКСУСНОГО АЛЬДЕГИДА

В отличие от хлорирования и бромиро-вания альдегидов в а-положение, прямое иодирование практически не используется в виду обратимости реакции и слабой реакционной способности йода [3]:

о . о

R-CH9-C

2 \

+ I,

solv

R-CH-C

+ HI

H

H

1 и (2)

Значительно шире используется реакция присоединения галогена по двойной углерод-углеродной связи енолацетатов. Если пользоваться этим методом, то для синтеза гало-гензамещенных модифицированных тетроз можно исходить из простых виниловых эфи-ров.

По этому способу получают бромпроиз-водные с выходом 65-86%. Однако синтезы с йодом протекают гораздо труднее (18-25%), ввиду сильной полимеризации енолацетатов и особенно виниловых эфиров в присутствии йода.

Ацетали ацетальдегида, пропионового альдегида и другие галогенируются также Ы-галогенсукцинимидом при 25-40°С на солнечном свету или при облучении лампой с образованием а-галогенацеталей. Этот способ позволяет получать с неплохим выходом более чистые продукты, чем по другим методи-

3

3

3