Синтез N-арилметилен-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилинов и изучение их антиокислительного действия на бензин

The synthesis of N-arylmethylene-4-(7-cyclohepta-1,3,5-trienyl) anilines and the study of their antioxidant effect on petrol

Акентьева Т.А. Жданова И.А. Роор В.Н.

05.10.2016 1548

№ 10 (28)

03. Органическая химия

Цитировать:

Акентьева Т.А., Жданова И.А., Роор В.Н. Синтез N-арилметилен-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилинов и изучение их антиокислительного действия на бензин // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2016. № 10 (28). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/3663 (дата обращения: 19.04.2024).

Прочитать статью:

Keywords: N-arylmethylene-4-(7-cyclohepta-1,3,5-trienyl)anilines, antioxidizing activity, iodine number of gasoline

АННОТАЦИЯ

Взаимодействием альдегидов с N-4-метоксифенилметилен-4¹-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилином получены N-арилметилен-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилины, изучено их антиокислительное действие на бензин по йодному числу.

ABSTRACT

Due to the interaction of aldehydes with N-4-metoxiphenylmethylene-4¹-(7-cyclohepta-1,3,5-trienyl) anilin, N-arylmethylene -4-(7-cyclohepta-1,3,5-trienyl) anilines are produced; their antioxidant effect on petrol according to the iodine number is under study.

Известны различные методы синтеза [3, с. 47; 4,7,10] N-арилметилен-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилинов (тропилированных азометинов) (Схема 1), заключающиеся во взаимодействии азометинов с солями тропилия (направление 1) или с 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилином (направление 3), а также альдегидов с 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилином (направление 2).

Цель данной работы определить возможность синтеза N-арилметилен-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилинов ещё одним методом – известной реакцией взаимного вытеснения альдегидов из азометинов.

Схема 1.

Интерес к синтезу тропилированных азометинов определён, тем, что они могут проявлять различные виды активности [2, 4, 6, 7, 10].

В ходе исследований нами установлено, что взаимодействие тропилированных азометинов с альдегидами подчиняется общей закономерности подобных реакций – исходные азометины в альдегидном фрагменте должны содержать электронодонорные группы, а альдегиды – электроноакцепторные, поэтому синтез N-арилметилен-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилинов 2a-d осуществляли взаимодействием альдегидов 1a-d с N-4-метоксифенилметилен-4¹-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилином 2e, содержащим в пара положение альдегидного фрагмента донорную метокси-группу. Выход продуктов 2а-d (N-4-бензилиден-4¹-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилина 2а, N-4-нитрофенилметилен-4¹-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилина 2b, N-4-бромфенилметилен-4¹-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилина 2с, N-2-гидроксифенилметилен-4¹-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилина 2d) составил 8,3-87% (Схема 2).

Схема 2.

Можно отметить, что из известных методов синтеза N-арилметилен-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилинов (Схемы 1 и 2) наиболее удобным является метод, связанный с взаимодействием 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилина с альдегидами (Схема 1, направление 2), преимущество которого состоит в высоком выходе продуктов реакции практически не требующих очистки.

Исследование антиокислительной активности

Известно, что некоторые N-арилметилен-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилины проявляют антиоксидантную активность [6], поэтому было интересно узнать, способны ли указанные соединения проявлять антиокислительные свойства при введении их в качестве добавок к автомобильному бензину. Такую активность можно было бы ожидать, так как тропилированные азометины содержат структуры, способные определять антиокислительную активность. Так, соединения с циклом тропилидена связывают свободные радикалы, их используют как консерванты [8] для топлива, также известно об успешном применении азометинов в качестве антиокислительных присадок к топливу, повышающих химическую стабильность бензина [1,9].

Антиокислительная активность была исследована для тропилированных азометинов 2с, 2d и 2е, а также тропилированного вторичного амина 3 (N-2-гидроксифенилметил-4¹-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилина) (Рис 1).

Рисунок 1. Формулы исследуемых соединений 2с, 2d, 2е и 3

Опыты проводили в лабораторных условиях. Для исследования готовили растворы соединений 2с, 2d, 2е и 3 в автомобильном бензине марки Аи-92 (бензин каталитического крекинга без присадок) в концентрации 0,1%. Антиокислительное действие соединений на бензин оценивали по йодному числу – показателю, характеризующему потенциальную химическую стабильность бензинов. Йодное число определяли по методу [5], результаты исследований представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Йодное число

№ п/п	Вариант	Йодное число, г йода/100г бензина
1 (2с)		3,96
2 (2d)		1,4
3 (2e)		0,93
4 (3)		-
5	Бензин без добавок (контроль)	6,99

Нами установлено, что азометины 2с,d,е способствуют снижению йодного числа по сравнению с контролем в 1,8 - 7,5 раз (Табл. 1). Вторичный амин 3 не проявил антиокислительных свойств в исследованных условиях.

По результатам исследований можно предположить, что тропилированные азометины способствуют окислительной стабилизации бензина, так как известно, что чем выше йодное число бензина, тем ниже его химическая стабильность при хранении, что говорит о перспективности дальнейшего научного поиска.

Экспериментальная химическая часть

Общая методика получения соединений (2a-d). Альдегиды 1a-d и тропилированный азометин 2е в мольном отношении 1:1 растворяют в этаноле, кратковременно нагревают, охлаждают, осадок отфильтровывают, перекристаллизовывают из гексана. Контроль за чистотой полученных соединений осуществляли с помощью ТСХ на пластинах Silufol – UV-254. Физические константы и спектры соединений 2а-d соответствуют литературным данным [3, c. 72-75; 7, c. 156].

Список литературы:

1. Абу-Аммар В.М. Производные пространственно-затрудненных фенолов с CH=N-группировками: Синтез, свойства и применение. Диссертация на соискание учёной степени кандидата химических наук. – Москва, 2000. – 276 с.

2. Акентьева Т.А., Горохов В.Ю., Горохова С.М. Новые росторегулирующие вещества на основе 1,3,5-циклогептариена и 5Н-бензопирано[2.3-b]пиридина и влияние их микродоз на ростовую активность пше-ницы сорта «Иргина» // Агротехнологии XXI века. Часть 4.: тезисы доклада Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвящённой 85-летию основания пермской ГСХА и 150-летию со дня рождения академика Д.Н. Прянишникова (Пермь 11-13 ноября 2015). – Пермь. – 2015. – С. 232-235.
3. Акентьева Т.А. Синтез и свойства тропил-и дибензосуберенилзамещённых ароматических аминов. Диссер-тация на соискание учёной степени кандидата химических наук. – Иваново, 2013. – 102 с.
4. Акентьева Т.А., Роор В.Н., Жданова И.А. Синтез N-арилметилен-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилинов и изучение их фунгицидной активности на семенах пшеницы // Естественные и математические науки в со-временном мире: сб. ст. по матер. XLIV междунар. науч.-практ. конф. – Новосибирск: СибАК, 2016. – С. 153-158.
5. ГОСТ 2070 - 82. Нефтепродукты светлые. Методы определения йодных чисел и содержания непредельных углеводородов. Межгос. Совет по стандартизации, метрологии и сертификации; Москва: Изд-во стандар-тов, 1982. – С. 59-64.
6. Сайранова П.Ш., Дёмина А.А. Антикоррозионная и антиоксидантная активности производных 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилина // Научное сообщество студентов XXI столетия. Естественные науки: сб. ст. по мат. XL междунар. студ. науч.-практ. конф. № 4(39). г. Новосибирск, 12 апреля 2016 г. С. 152-156.
7. Синтез N-арилметилен-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилинов и исследование их иммуномодулирующей активности на пшенице сорта «Иргина» / И.А. Жданова, В.Н. Роор, С.М. Горохова, Е.А. Лысцова // сб. ст. по мат XLI Международная студенческая науч.- практ. конф. Новосибирск, № 5(40). С 153-157.
8. Соединения, связывающие радикалы. Заявка № 99870218.7.2001. Англ. Chiaradonna G., Ingrosso G., Cicogna F., Pinzino C., Franchi E., Del Duca V., Scialla S. // PЖхим. – 2001. №19. 01.19-19Н.64П.
9. Силин М.А. Азотсодержащие гетероциклические системы, включающие фрагменты пространственно-затрудненного фенола и гетерильные заместители, синтез, свойства, применение. Автореферат диссерта-ции на соискание ученой степени доктора химических наук. – Москва, 2005.– 48 с.
10. Юнникова Л.П., Акентьева Т.А., Александрова Г.А. Синтез и противомикробная активность аминов и ими-нов с циклогептатриенильным фрагментом // ХимФармЖурнал. – 2012 .Т.46. №12. – С. 27-29.

Информация об авторах