ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ ОРТО-ТОЛУИДИНА С ОРТО-МЕТОКСИФЕНИЛХЛОРАЦЕТАТАМИ

АННОТАЦИЯ

Изучены реакции орто-толуидина с орто-метоксифенилхлорацетатом в растворе ацетона. Осуществлен синтез новых комплексных соединений с орто-метоксифенилхлорацетатом.  Высокие выходы целевого продукта достигнуты в реакции орто-толуидина в присутствии ацетона в качестве растворителя. Строение полученных веществ установлено методами ИК- и ПМР- спектроскопии.

ABSTRACT

A study of the reaction of the ortho-toluidine with ortho-methoxyphenylchloracetate in presence of asetone. New complexes with ortho-methoxyphenylchloracetates have been synthesired.  The experiments attained the best exposures in the presence of asetone. The structure of the obtained materials are installed by means of IR and NMR spectroscopy.

Ключевые слова: орто-толуидин, орто-метоксифенилхлорацетат, нуклеофильное замещение, ацетон, спектроскопия.

Keywords: ortho-toluidine, ortho-methoxyphenylchloracetate, nucleophilic substitution, asetone, spectroscopy.

Введение

В настоящее время одной из важнейших задач является синтез биологически активных веществ, использование их в медицине для лечения и профилактики вирусных заболеваний, разработка новых лекарственных средств для лечения и профилактики различных видов иммунодефицита, защита сельскохозяйственных культур и создание новых эффективных биостимуляторов. Основу большинства средств, применяемых в медицинской практике и в сельскохозяйственных целях, составляют химически модифицированные производные биологически активных веществ. Развитие современных отраслей органической, биоорганической, медицинской химии и фармакологии позволяют создавать менее вредные для генофонда живого организма препараты, применяемые против различных заболеваний [1]. При этом особое внимание уделяется поиску растительных источников, заведомо богатых биологически активными соединениями, а также определению их химического состава, выделению содержащихся в них основных биологически активных форм и их модификации [2].

Такое внимание исследователей к растительному сырью объясняется тем, что производные, полученные путем модификации природных биологически активных веществ, например, тритерпеновых кислот, содержащихся в растениях, имеют меньше побочных эффектов на организм по сравнению с синтетическими веществами [1,3].

В то же время проведение лабораторного органического синтеза веществ, сходных по биологическому действию с природными источниками, позволяет глубже понять механизмы такого воздействия на живой организм.

Таким примером может служить реакция взаимодействия о-толуидина и его замещенных с карбоновыми кислотами, продуктом которого являются четвертичные аммониевые соли и анилиды кислот, нашедших свое широкое применение в изготовлении фармацевтических препаратов и  средств борьбы с сельскохозяйственными вредителями [4-6]. К таким препаратам можно отнести N-ариламиды хлорэтилфосфоновой кислоты, анальгин, стрептоцид, новокаин, лидокаин, парацетамол, фалиминт и другие.

Анализ литературных источников показывает, что реакции толуидинов с карбоновыми кислотами и их производными систематически не изучены и не установлены соответствующие закономерности их протекания [7-10].

Ранее нами было показано, что в результате реакции 2,4- динитрофенилгидразина с орто-метоксифенилхлорацетатами в зависимости от мольного соотношение реагентов 1:1 и 1:2 возможно получение двух четвертичных аммониевых солей, различающихся строением. Строение полученных солей было подтверждено рентгеноструктурным анализом и предложена схема образования продуктов [11].

Несмотря на это, некоторые вопросы, поднятые в этих исследованиях, требуют уточнений.

Целью настоящего исследования является изучение реакции взаимодействия орто-толуидина с монохлоруксусной и монойодуксусной кислотами.

Экспериментальная часть

Синтез орто-метоксифенилхлорацетат толуидиния. В стакане смешивали раствор 0.01 моль толуидина в 25 мл этанола с раствором 0.01 моль орто-метоксифенилхлорацетатев 25 мл этанола. Реакционную смесь оставляли при комнатной температуре на 3 дня. После испарения этанола выпадали жёлтоватые кристаллы, которые высушивали над хлористым кальцием в эксикаторе. Кристаллы перекристаллизовывали из абсолютного бензола. Выход продукта 1.37 г (90%).

Орто-метоксифенилхлорацетат толуидиния– жёлтоватые кристаллы. Т_пл.=85⁰С из абсолютного бензола. ИК-спектр, см^-1: 2617, 3205- широкая полоса валентного колебания N⁺-H связи, 1335-1542 симметричные, 1596- асимметрические валентные колебания COO^- группы, 1658 валентные колебания С=О связи СОО^- группы, 1201- валентного колебания С-О связи СОО^- группы, 1466- валентные колебания С=С связи ароматического кольца, 691, 746- деформационные колебания ароматического кольца, 1325 – валентные колебания С-Nсвязи.

Синтез 2-хлор-N-фенилацетамида. В круглодонную колбу, снабжённую обратным холодильником и ловушкой Дина-Старка, помещали раствор 0.13 моль толуидина в 20 мл толуола и раствор 0.13 мольмонохлоруксусной кислоты в 20 мл толуолаи реакционную смесь кипятили 3 часа. Отгоняли толуол, оставшийся жёлтый густой остаток, сушили в эксикаторе над хлористым кальцием. Продукт реакции перекристаллизовывали из абсолютного толуола. Выход продукта 18.8 г (94%).

2-Хлор-N-фенилацетамид – светло-желтые кристаллы. Т._пл.=85⁰С из абсолютного толуола. R_f=0.75 (этилацетат и бензол=3:1). ИК-спектр, см^-1: 1645 – сильные валентные колебания амидной связи, 3250 – сильные валентные колебания NH связи амидной группы, 1387- валентные колебания С=С связи ароматического кольца, 767- деформационные колебания ароматического кольца, 1089- валентные колебания С-N связи.

ЯМР ¹Н- спектр, d, м.д.: 3.9 т (2Н), 6.95-7.6 м (5Н), 9.358 с (1Н).

Идентификацию исходных веществ и получаемых продуктов реакции осуществляли методами ИК- и ЯМР- спектроскопии. ИК-спектры регистрировали на спектрофотометре Specord-20 в интервале 400-4000 см^-1. Спектры ЯМР ¹Н регистрировали на приборе UNITY 400 plus Varian с рабочей частотой 400 МГц в CCl₄ + ДMCO.

Результаты и обсуждение

Для получения соответствующей соли орто-толуидина с монохлоруксусной кислотой реакция проводилась при комнатной температуре и мольном соотношении реагентов 1:1 в абсолютном спирте и получена соль монохлорацетат фенил аммония.

На рисунке 1 представлены спектры исходных веществ и полученного продукта.

Рисунок 1. ИК-спектры: а) толуидин б) орто-метоксифенилхлорацетат с) орто-метоксифенилхлорацетат толуидиния

Сопоставление ИК-спектров (рис. 1) исходных веществ и полученного продукта показало, что хлорорто-метоксифенилхлорацетат присоединяется к атому азота толуидина.

Исчезновение полосы поглощения в ИК-спектре, соответствующей cвободной NH₂ группе и появление при 1335-1542, 2617-3205 см^-1 новых полос поглощения, соответствующие -N⁺H₃ и COO^- группами подтверждают, что в результате реакции образовалась соль толуидина - орто-метоксифенилхлорацетат толуидиния с выходом 90%.

Проведение реакции при нагревании в растворе бензола и толуола приводит к образованию анилида монохлоруксусной кислоты- 2-хлор-N-фенилацетамида с выходом, соответственно 83 и 96%. При использовании ловушки для воды выходы целевых продуктов достигали 93%.

При проведении реакции в октане вместо 2-хлор-N-фенилацетамида получена густая масса. Причину этого можно обяснить тем, что при высокой температуре, по-видимому, идёт циклизация с образованием лактида монохлоруксусной кислоты.

Строение полученных веществ подтверждено современными физико-химическими методами исследований: ИК- и ЯМР ¹Н-спектроскопией. Индивидуальность и чистота полученного вещества контролировали методом тонкослойной хроматографии. R_f=0.66 (этилацетат и бензол=3:1). Установлено, что температура плавления 2-хлор-N-фенилацетамида 85⁰С отличается от литературных данных. Некоторое отличие температуры плавления от справочных данных объясняется полиморфным состоянием 2-хлор-N-фенилацетамида [12].

Заключение

Изучены условия протекания реакции взаимодействия орто-толуидина с орто-метоксифенилхлорацетатом и осуществлен синтез новых комплексных соединений с орто-метоксифенилхлорацетатом с высоким выходом целевых продуктов. Индивидуальность веществ и их строение доказаны методами тонкослойной хроматографии, ИК- и  ¹Н ЯМР – спектроскопией.

Список литературы:

1. Машковский М.Д. Лекарственные средства. –М.: Медицина, 1977, 274.
2. Ахмедов К.Н., Таджимухамедов Х.С., Ахмедов У.Ч. и др. Реакции N,N-диэтилгидразина с алкилгалогенидами, карбоновыми кислотами и ангидридами кислот. // ЖОХ. 2007, 77, 8, 1256.
3. Выпова Н.Л., Джаббарова Г.М., Атхамова З.И., Махмудов Л.У., Эсанов Р.С., Юлдашев Х.А. Изучение противовоспалительной активности новых амидов 3-ацетоксиглицирретовой кислоты // Инфекция, иммунитет и фармакология. 2020 г. Ташкент. №1. С.35-40.
4. Эсанов Р.С., Тилябаев З., Мамадрахимов А.А., Махсумханов А.А., Алимова Б.Х., Пулатова О.М., Гафуров М.Б. Синтез и исследование антибактериальной и антигрибной активности гетероциклических аминосолей глицирризиновой кислоты // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. 2020 г. № 7(73).
5. Esanov R.S., Gafurov M.B., Babaev B.N., Tilyabayev Z., Turabov N.T., Yuldashev Kh.A. Supramolecular complexes of monoammonium salt of glycirrizinic acid with sulfur-containing heterocyclic amines // Journal of Critical Reviews. 2020. 7(6): 1242-1248.
6. Якубов Э.А., Нуриддинова Д.З., Чориев А.У. Комплексные соединения кобальта(II), меди(II) и цинка с 2-тиоксо- и 2-алкилтиохиназолоном-4 // Universum: химия и биология, - 2017. - № 7 (37). - С. 24-27.
7. Бурихонов Б.Х., Т.С Холиков., Ҳ.С.Тожимухамедов., У.А Қурбонов., Н. Г. Валеева. Реакция диметилбензиламина с пентиловым и бензиловым эфирами монохлоруксусной кислоты. // UNIVERSUM: химия и биология (Россия) № 10 (79) 2020 г
8. Юлдашева М.Р. Амидоалкилирование толуола, диметилового эфира резорцина и ксилолов β-гидроксиэтилимидами // Universum: химия и биология. Россия, 2017. -№ 1 (31). –С. 1-3.
9. Esanov R.S., Matchanov A.D., Gafurov M.B., Yuldashev Kh.A. Supramolecular complexes of heterocyclic amines with glycyrrhizinic acid and its monoammonic salt and the study of some physico-chemical properties // World Journal of Pharmaceutical and Medical Research. 2020. 6(2): 115-120.
10. Yuldasheva M.R. Synthesis and analysis of aryl methyl amines // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. Austria, 2016. -№9-10. -pp.104-107.
11. Чориев А.У., Хамраева З.Б., Тохирова С.О., Абдушукуров А.К. Синтез 4-метоксифенилхлорацетата и 4-хлорфенилхлорацетата и его реакции с диэтилдитиокарбамат натрия и дифенилтиокарбазонами // Universum: химия и биология. - 2017. - № 5 (35). - С. 32-35.
12. Бурихонов Б.Х., Холиков Т.С., Таджимухамедов Х.С. Получение четвертичных солей 2-амино-3-метилпиридина. // СИМПОЗИУМ «ХИМИЯ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ» 12 февраля 2020 г. Москва, Россия С.20.