CC BY
14
Байрамов Г.И.
Бакинский Государственный Университет
СИНТЕЗ НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ПУРИНА НА ОСНОВЕ АЛКОКСИМЕТИЛХЛОРИРОВАННЫХ 4-ВИНИЛЦИКЛОГЕКСЕНА И ХЛОРАЗОНА И ИХ ИСCЛЕДОВАНИЕ
На основе алкоксиметилхлорированных 4-винилциклогексена и хлоразона были синтезированы их 4 новых производных пурина, ранее неизвестных в литературе. Во время исследования V-VШ соединений было установлено, что каждое из них содержащие несколько функциональных групп и 7 атомов азота обладают свойствами высокоэффективных ингибиторов даже при малой концентрации 2.5; 5; 10 мг/л.
Ранее нами были синтезированы новые производные органических азотсодержащих соединений, а так же дифенилгуанидина и гуанидина и исследованы их ингибиторные способности. На основании полученных данных [1-2] можно утверждать, что органические соединения, содержащие нес-колько функциональных групп и много атомов азота могут использоваться как экономически, так и экологически высокоэффективные ингибиторы коррозии [3].
С этой точки зрения на основе считающихся самым дешевым сырьем в нефтехимической промышленности и промышленности органической химии октил, десил и ундесиловых спиртов, а так же полученного на основе отхода производства синтетического каучука 2-хлорбутен-2-ола-4 были синтезированы а-хлор-алкил и алкенилоксиметиловые эфиры. Далее проведением алкоксиметилхлорирования 4-винилциклогексена, а так же на основе хлор-азона были синтезированы их 4 новых производных пурина (органических соединений У-УШ) ранее неизвестных в литературе.
Процентный выход, физико-химические константы и элементный анализ синтезированных 1-УШ новых органических соединений приведены в таблице 1. Синтез новых органических соединений 1-УШ был проведен нижесле-дующими этапами: I. На первом этапе известными в литературе [4-6] способами были получены а-хлор-алкил и алкенил эфиры
Структуры, составы, физико-химические константы и элементные анали-зы были определены известными методами.
Полученные данные соответствуют известным в литературе [4-6] показателям.
II. На втором этапе была проведена реакция между 4-винилциклогек-сена а-хлоралкил и алкенилоксиметил эфирами по известным в литературе [6] методами:
chj=CH ■
+ ROCH3Cl
И; 1 pi сна-сн-
Ч/
Ч/
ci
м
где, R= -CSII17; -CiGH21; -C:H = CCI -CH3
III. На третьем этапе была проведена реакция между 1-винил-3,4-(хлор, алкоксиметил) циклогексанами, а так же 1-винил-3,4-[хлор,(2-хлор-5-оксо-гексен-2)] циклогексаном с хлоразоном:
ïiBTa
ci
N
Ri-R
Г
л N
O N7 CÎH5
где,
.Cl
+ 2Ri ZnCb,t,ùC
Cl
VR;-R
R
■У
N
2HC11
С N
I
Ш
CH3=Cfc-
CH20-
R = -CSH17 (I)i ЭШ-îoBI (П); -Q2H25 (Ш);
-сн2 -сн = cci -сн3 (iv).
IV. На четвертом этапе была проведена реакция между производными хлоразона новыми соединениями I - IV с пурином:
fl j
N¡-1
N
N
Cl
Ri-R
XRi-R
О
4
N
CnH5
N
JT.
R]-R
ZnCb, t, 1-1 :
f ni
Vw
^-Ri-R
9
N
Г
C6H,
■+ hciT
CH3=CH--.
; R = -CSH17 (V); -ClcH21 (VI); tvnfc
-сн2 -си = cci -сн3 (vin).
Было проведено исследование ингибиторной эффективности синтезированных новых производных пурина (соединения V - VIII).
Исследовательские работы по определению ингибиторной эффективности новых производных пурина (соединения V-VШ) были проведены на основе известного в литературе [8] «гравиметрического» метода потери массы металла.
В целях исследования ингибиторной эффективности соединений У-УШ в лабораторных условиях была создана очень сильно коррозионная среда. В таблице 2 приведены полученные показатели ингибиторной эффективности этих соединений.
Как видно из таблицы 2, каждое из соединений У-УШ по своей ингибиторной эффективности превышает известное в литературе [9] условно обозначенное нами А ингибиторное вещество, получившее авторское свидетельство.
Было установлено что, действительно много атомов азота соединения У-УШ являются экономически и экологически высокоэффективными инги-биторами.
Вероятнее всего, новые синтезированные соединения У-УШ адсорбируются на поверхности стали и, проявляя свою ингибиторскую активность, положительно действуют на сталь, делая ее поверхность пассивной для коррозии. За счет наличия в составе новых соединений двойных связей, функциональных групп, атомов азота и за счет повышения плотности электронов в их составе поверхность стали становится пассивной к коррозии.
На основании исследовательской работы можно заявить, что синтезированные новые производные пурина (соед. У-УШ,) могут использоваться как высокоэффективные ингибиторы защиты от коррозии стального технологического оборудования в нефтегазодобывающей, перерабатываю-щей промышленности, а так же и в нефтехимической промышленности.
Как видно из строения и состава соединений У-УШ можно вести исследования для использования их в разных направлениях, поэтому очень актуален синтез таких соединений в нефтехимической промышленности, а так же в промышленности органической химии.
Экспериментальная часть Синтез N,,N,-ди(1-винил-3,4-октоксиметил)циклогексан-3,4-N,,N,-хлор-aзона (I)
В колбу для синтеза помещают 2 г ZnCl2, 11,075 г (0,05 г-моль) хлоразона и добавляют 100 мл метилового спирта. При температуре 600С в течение 0,5 часа ведется перемешивание до полного растворения хлоразона. Затем из капельной воронки добавляется 14,325 г (0,05 г-моль) 1-винил-3,4-(хлор, ок-токсиметил)циклогексановый эфир и в течение 8 часов продолжается переме-шивание при температуре 750С.
При комнатной температуре реакционную смесь нейтрализуют 100 мл 10 % раствора КаОН и промывают 200 мл дистиллированной воды. Органический слой извлекается диэтиловым эфиром, затем растворитель отгоняют водоструйным вакуумом и органический слой сушат над СаСЬ.
Затем синтезированный №,К'-ди(1-винил-3,4-октоксиметил)циклогексан- -3,4-№,№-хлоразона (I) отгоняется на вакуумной установке.
Синтез соединений №,№-ди(1-винил-3,4-десоксиметил)циклогексан-3,4- -№,№-хлоразона (II), №,№-ди(1-винил-3,4-ундесоксиметил)циклогексан-3,4- -№,№-хлоразона (III) и №,К'-ди[1-винил-3,4-(2-хлор-5-оксогексен-2)]цикло-гексан-3,4-К',№-хлоразона (ГУ) был проведен аналогично синтезу соедине-ния I.
Структуры синтезированных новых соединений хлоразона ЫУ были установлены на основании элементного анализа, ИК и масс спектров.
В ИК спектре этих соединений ЫУ интенсивно проявляются полосы характеризующие винильную, простую эфирную, метиленовую, метиловую КН, С-К группы соответственно 910, 990; 1050, 1080; 2950; 1380, 1460, 1647,2800, 2850, 3000; 3080, 3250; 3325, 3340; 1310, 1350 см-1; в группе азона С=С связь 1680 см-1; СН=К группу 1670 см-1; С=О связь 1705 - 1720 см-1; С6Н5 группу 700-780 см-1; в бензольном кольце С=С связь 1440, 1465, 1500, 1510, 1590-1600 см-1.
В ИК спектре соединений !У наряду с перечисленными выше характеристиками структуры интенсивно проявляются и относящиеся к 2-хлор-5-оксогексен-2 группе С-С1 связь 680 см-1; связь С=С 1640 см-1.
В масс спектрах соединений ЫУ было определено, что их молекулярным массам соответствуют молекулярные ионы 721,5 т/е; 777,5 т/е; 835,5 т/е и 674,5т/е.
Синтез №,№-ди(1-винил-3,4-октоксиметил)циклогексан-3,4-№,№-азон--^-пурина
В реакционную колбу для синтеза помещают 2 г ZnCl2, 11,075 г (0,05 г-моль) хлоразона и добавляют 100 мл метилового спирта. До полного растворения хлоразона производится перемешивание в течение 0,5 часа при температуре 600С. Затем из капельной воронки периодически подается 36,075 г (0,05 г-моль) №,№-ди(1-винил-3,4-октоксиметил)циклогексан-3,4-К',№- хлоразон и при температуре 600С перемешивается 8 часов.
При комнатной температуре реакционную смесь нейтрализуют 100 мл 10 % раствора КаОН и промывают 200 мл дистиллированной воды. Органи-ческий слой извлекается диэтиловым эфиром, растворитель отгоняют водос-труйным насосом и органический слой сушат над СаСЬ.
Затем синтезированное соединение У перегоняется на вакуумной установке.
Аналогично синтезу №,К'-ди(1-винил-3,4-октоксиметил)циклогексан-3,4- -К',К'-азон-^-пурина (У) проводится синтез соединений №,№-ди(1-винил- -3,4-
десоксиметил)циклогексан-3,4-К',К'-азон-К1-пурина (У!), №,№-ди(1-ви-нил-3,4-ундесоксиметил)циклогексан-3,4-К',№-азон-К1-пурина (УП) и К',№- -ди[1-винил-3,4-(2-хлор-5-оксогексен-2)]циклогексан-3,4-К',К'-азон-К1-пури-на (УШ).
Структуры синтезированных соединений У-УШ были установлены на основании элементного анализа, ИК и масс спектров.
В ИК спектре этих соединений интенсивно проявляются полосы харак-теризующие СН2=СН- группу 910, 990 см-1; простую эфирную группу С-О-С 1050, 1080 см-1; С-К связь 1310, 1350 см-1; СНэ группу 1380, 1400, 2990, 3030 см-1 ; СН2 группу 2950 см-1; в составе группы азона С=С связь 1680 см-1; СН=К группу 1670 см-1; С=О связь 1705 - 1720 см-1; относящуюся к бензолному ядру С=С связь 1440 - 1465, 1500 - 1510, 1590 - 1610 см-1; С6Н5 группу 700 - 780 см-1.
В масс спектрах соединений У-УШ их молекулярные ионы имеют массы соответственно 805 т/е, 861 т/е, 917 т/е и 758 т/е.
Таблица 1. Процентный выход, физико-химические константы и элементный анализ синтезированных новых органических соединений 1-УШ ______
Химическая формула соединения и условный номер Выход, % т "■■КИП; ^ (мм рт. ст) п-" МРф найдено вычислено Брутто формула, мол вес Элементный анализ, % Вычислено/ Найдено
С Н N С1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
:) 1 I 96.26 201-202 (2) 1.0804 1.5604 216.04 215.88 С44НЙ8№:ОзС1 721,5 73,18 12,91 9,42 9,22 5,82 5,64 4,92 4,70
сУ А V 1 П 96.29 208-209 (2) 1.0898 1.5716 234.61 234.46 С40Н7бП3О3С1 777,5 74,08 73,86 9,77 9,58 5,40 5,22 4,56 4,35
1 С;НГ Ш 96.25 223-224 (2) 1.0997 1.5827 253.19 253.05 СиНмМзОзС! 833,5 74,86 74,65 10,08 9,86 5,04 4,85 4,26 4,03
сн3=сн-
где, ш=
.■ сн30-
Таблица 2.
Показатели результатов исследования ингибиторной эффективности синтезированных новых производных пурина на основе алкоксиметил-хлорированных 4-винилциклогексена и хлоразона (новые соед. V - VIII)__
Условный 3% №С1+нефт (10:1) 0.3 N НС1 +бензин (1:7)
номер Концентрация H2S 500 мг/л H2S 1000 мг/л
соединения ингибитора, Скорость Эффек- Скорость Эффективность
мг/л коррозии, г/ тивность коррозии, ингибитора,
см2 час ингиби- г/см2 час %
тора, %
Без - 2.56 - 3.65 -
ингибитора
2.5 0.0012 99.95 0.007 99.80
V 5 0.0003 99.99 0.002 99.94
10 0,0001 100 - 100
2.5 0.0009 99.96 0.0051 99.86
VI 5 0.0001 100 0.0021 99.94
10 - - 100
2.5 0.0001 100 0.0034 99.91
VII 5 - 0.0009 99.97
10 - 100
VIII 2.5 - 100 0.0008 99.98
5 - 100
10
А [13] 200 98.5 98
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Байрамов Г.И. Синтез новых азотсодержащих органических соединений на основе 2,6-дихлор-5оксогексен-2 эфира и их исследование. НАН Азербайджана. Азерб. хим. журн. №3. 2008. С.174
2. Байрамов Г.И. Синтез серо-, а также азот и серосодержащих новых органических соединений на основе 1-метил-1-хлор-2-октоксиметил-циклогексана. // Жур. Химические проблемы. НАН Азербайджана. №1. 2008. С.96
3. Рачев Х., Стефанова С. Справочник по коррозии. М.: Мир, 1982. С.62
4. Байрамов Г.И. Синтез новых гуанидиновых органических соединений на основе эфиров а-хлор-алкоксиметила, 2,6-дихлор-5-оксогексена-2, 1-метил и 4-винилциклогексенов и их исследований. Вестник СамГУ - Естественнонаучная серия. 2008. №8/2/(67)
5. Поконова Ю.В. Химия и технология галоген эфиров - Л.: ЛГУ, 1982. С.243
6. Байрамов Г.И. Дисс. .. .канд.хим.наук. Баку, ИНХП АН Азерб. ССР. 1988. С.80, 82, 90
7. Байрамов Г.И. Синтез новых производных дифенилкарбазона на основе а-хлор-метил-алкил и алкенил эфиров и хлоразона и их исследование. Молодой ученый ежемесячный журнал. Чита. 2009. № 5. С.13, 15.
8. Жук Н.П. Курс коррозии и защита металлов. М.: Изд. Металлургия, 1968. С.361
9. Шихмамедбекова А.З., Мамедьярова И.Ф., Байрамов Г.И., и др. N, N' -дифенил - N' октокситметил-гуанидина в качестве ингибитора коррозии стали в двухфазной системе. Автор. Свид. СССР, №1031141, 1983 г., А С07 С129/12; С23 F 11/14.
Synthesis and researches of new derivatives of purine on the basis of alkoksimethylchlorinated 4-vinylcyclohexene and chlorazone Q.I.Bayramov
Baku State University
On the basis of alkoksimethylchlorinated 4-vinylcyclohexene and chlorazone were synthesized their 4 new derivatives not known in the literature before. During the researches of V-VIII compounds was determined that each of them which contain several functional groups and 7 nitrogen atoms even at low concentration 2.5; 5; 10 mg/l have the characteristics of high-performance inhibitors.
