Синтез натриевых солей 4-(4-(R-оксиметил)-1H-1,2,3-триазол-1-ил) бензойной кислоты

АННОТАЦИЯ

Синтезированы пропаргиловые эфиры одноосновной насыщенной монокарбоновой кислоты и производные 1,2,3-триазола на основе

1,3-биполярного соединения пара-азидобензойной кислоты. Получена водорастворимая форма производных триазола – его натриевые соли. Строение синтезированных соединений подтверждено физико-химичекими методами исследования. С целью изучения фармакологической активности синтезированных соединений образцы последних переданы на исследования в соответствующие лаборатории.

ABSTRACT

Synthesized propargyl esters of a monobasic saturated monocarboxylic acid and derivatives of 1,2,3-triazole on the basis of a 1,3-bipolar compound of para-azidobenzoic acid. Received a water-soluble form of the obtained derivatives of triazole - its sodium salts. The structure of the synthesized compounds was confirmed by physical and chemical research methods. To study the pharmacological activity of the obtained compounds, samples were given for preliminary research.

Ключевые слова: 4-(4-(R-оксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) бензойная кислота, пара-азидобензойная кислота, пропаргиловый эфир, 1-3 биполярное циклоприсоединение, йодид меди (I).

Keywords: 4- (4- (R-oxymethyl) -1H-1,2,3-triazol-1-yl) benzoic acid, para-azidobenzoic acid, propargyl ether, 1-3 bipolar cycloaddition, copper (I) iodide.

Введение. В последнее десятилетие интерес химиков к синтезу 1,2,3-триазолов и их производных существенно возрос, что обусловливается привлекательными свойствами и потенциально биологической активностью этих веществ.

В самом деле, 1,2,3-триазолы устойчивы к реакциям окисления, гидролиза и восстановления, что открывает широкое применение этих веществ в фармацевтике [1], биохимии [2], в химии полимеров [3], материаловедении [4].

Синтез 1,2,3-триазолов реакцией циклоприсоединения азидов и алкинов проводят в присутствии катализаторов соли меди. Эта реакция впервые была проведена Шарплессом и Мельдалем и было подтверждено образование 1,4-изомера. Данные по циклоприсоединению органических азидов по тройной связи приведятся и в других литературных источниках. Такой тип реакций получил свое название: 1,3-биполярное циклоприсоединение [5]. При синтезе производных 1,2,3-триазолов образуются 1,4- и 1,5 -изомеры. Однако, в последнее время было установлено, что при реакции в присутствии катализаторов, содержащих соли меди (I) возможно образование только только 1,4-изомера, а при использовании солей рутения только 1,5-изомеры [6-8].

Ранее мы сообщали об осуществлении синтеза бензойных кислот 4-(4-(R-оксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) на основе пропаргиловых эфиров насыщенных высших монокарбоновых кислот [9].

В настоящей статье описан процесс получения 4-(4-(R-оксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) бензойной кислоты на основе насыщенных низкомолекулярных монокарбоновых кислот пропраргилового эфира и пара-азидобензойной кислоты и синтеза их натриевых солей. Мы проводили реакции циклоприсоединения с участием йодида меди (I) в качестве катализатора с образованием одного 1,4 - изомер триазола. Для этого смесь пара-азидобензойной кислоты и пропаргиловых эфиров, взятых в соотношении 1:1 в толуоле и присутствии небольшого количества катализатора йодида меди (I), нагревали при температуре 110°С в течение 6 часов. Ход реакции контролировали методом тонкослойной хроматографии. В качестве элюента использовалась система 5:1 (бензол:метанол). В результате были выделены производные триазола в 1,4-положении (1-6) с высоким выходом (75-87 %) .

Образовавшиеся производные 1,2,3-триазола помещали в фарфоровую чашку, заливали 1 нормальным раствором едкого натрия (триазол и NaOH в соотношении 1:1 моль) и выпаривали на водяной бане до полного удаления растворителя при перемешивании. Чистоту полученного сухого остатка исследовали с помощью тонкослойной хроматографии, показавшей образование только одного индивидуального вещества.

Синтезировано новое вещество-натриевая соль 4-(4-(R-оксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) бензойной кислоты. При этом водород карбоксильной группы производного 1,2,3-триазола, замещаясь на натрий, образует соответствующую натриевую соль 4-(4-(R-оксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) бензойной кислоты (Таблица 1).

Таблица 1.

Температуры плавления и выход реакции синтезированных натриевых солей 4-(4-(R-оксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) бензойной кислоты

С веществом (1) натриевую соль получить неудалось, так как, согласно применяемому методу синтеза, твердого осадка не образовывалось. Методу. То есть не удалось получить натриевую соль 4-(4-(формилоксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) бензойной кислоты (1). Это можно объяснить строением вещества (1):

а) так как в веществе имеется формильная группа, возможно протекает реакция Канницаро;

б) так как вещество (1) является начальным представителем гомологического ряда 4--(4-(R-оксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) бензойные кислоты, её натриевая соль находятся в жидком агрегатном состоянии.

Из остальных кислот (2-6) были получены натриевые соли с более высокими выходами.

Была изучена растворимость синтезированных солей в воде и соли оказались очень хорошо растворимыми в воде.

Синтез солей дал возможность изучить биологическую активность гетероциклических кислот 1,2,3-триазолов, так как основной проблемой изучения биологической активности органических соединений является их плохая растворимость в воде. Впервые были получены водорастворимые формы свежесинтезированных солей (7-12) с выходом 85-78 %. Уравнение реакции имеет следующий вид:

Результаты исследований натриевой соли 4-(4-(ацетооксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) бензойной кислоты методом ИК-спектроскопии показал, что в составе этой соли имеются следующие функциональные группы, имеющие полосы поглощения в области: (KBr, ν, cм^-1): 2937 (CH₃), 1601 (O-C=O) 1555 (N=N), 1402 (C-O-), 1234 (C-N), 1103 (С-Н арил).

Рисунок 1. ИК-спектр натриевой соли 4-(4-(ацетоксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) бензойной кислоты

Методика эксперимента

Синтез натриевой соли 4-(4-(ацетоксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) бензойной кислоты (2).

Для проведения реакции в фарфоровую чашку вносили1.305 г ( 0,005 моля) 4-(4-(ацетоксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) бензойной кислоты (2), далее добавили 5 мл 1 н. раствора гидроксида натрия (0,005 моля) и перемешивали реакционную смесь. Осторожно выпаривали раствор в водяной бане до тех пор, пока не остался твердый остаток. Было замечено, что полученный твердый остаток очень хорошо растворяется в воде. Масса полученного остатка 1,20 г. Был получен продукт (1) с выходом 85% . Т_пл=406-407 ⁰С.

ИК-спектр (KBr, ν, cм^-1): 2937 (CH₃), 1601 (O-C=O) 1555 (N=N),

1402 (C-O-), 1234(C-N), 1103 (С-Н арил) (Рис.1.).

Синтез натриевой соли (4-(прапионоксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) бензойной кислоты (2). Аналогично вышеуказанному методу было взято 1,375 г (0,005 моля) 4-(4-(прапионоксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) бензойной кислоты и 5 мл 1 н раствора гидроксида натрия (0,005 моля). Масса 1,25 г. Продукт (2) получен с выходом 84 %. Т_пл=403-404 ⁰С. ИК-спектр (KBr, ν, cм^-1): 2921 (CH₃) 1687 (O-C=O), 1516 (N=N), 1311 (C-O-), 1238 (C-N), 1114 (С-Н арил).

Синтез натриевой соли 4-(4-(бутирилоксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) бензойной кислоты (3). Как уже отмечалось выше было взято 1,445 г (0,005 моля) 4-(4-(бутирилоксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) бензойной кислоты (3) и 5 мл 1 н раствора гидроксида натрия (0,005 моля). Масса 1,37 г. Продукт (3) получен с выходом 82%. Т_пл=400-401 ⁰С. ИК-спектр (KBr, ν, cм^-1): 2927 (CH3) 1680 (O-C=O), 1516 (N=N), 1318 (C-O-), 1236 (C-N), 1116 (С-Н арил).

Синтез натриевой соли 4-(4-(валерианоксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) бензойной кислоты (4). Согласно вышеописанному методу было взято 1.515 г (0.005 моля) 4-(4-(валерианоксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) бензойной кислоты (4) и 5 мл 1 н раствора гидроксида натрия (0,005 моля). Масса 1.3 г. Продукт (4) получен с выходом 80 %. Т_пл=394-395 ⁰С. ИК-спектр (KBr, ν, cм^-1): 2964 (CH₃) 1602 (O-C=O), 1556 (N=N), 1307 (C-O-), 1234 (C-N), 1107 (С-Н арил).

Синтез натриевой соли 4-(4-(гексаноилоксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) бензойной кислоты (5). Согласно вышеописанному методу было взято 1.585 г (0.005 моля) 4-(4-(гексаноилоксиметил)-1Н-1,2,3-триазол-1-ил) бензойной кислоты, и 5 мл 1 н раствора гидроксида натрия (0,005 моля). Масса 1.24 г. Продукт (4) получен с выходом 78 %. Тпл=391-392 ⁰С. ИК-спектр (KBr, ν, cм^-1): 2954 (CH₃) 1602 (O-C=O), 1562 (N=N), 1409 (C-O-), 1230 (C-N), 1066 (С-Н арил).

Список литературы:

1. Tron G.C., Pirali T., Billington R.A., P. Canonico P.L., G. Sorba G. and Genazzani A.A. Click Chemistry Reaction in Medicinal Chemistry: Applications of the 1,3-dipolyar Cycloaddition Between Azides and Alkynes // Med. Res. Rev.. – 2008-.vol. 28. – Р. 278-308.
2. Voit B. The potential of cycloaddition reactions in the synthesis of dentritic polymers // New Jоurnal. Chemistry.-2007. -vol. 31. – Р.1139.
3. Fournier D., Hoogenboom R and Schubert U. S. Clicking polimers :a straight forward approach to novel macromolecular architectures // Chem. Soc. Rev.- 2007. vol. 36.- Р.1369-1380.
4. Hanni K. D and Leigh D. A. The application of CuAAC click chemistry to catenane and rotaxane synthesis.// Chem. Soc. Rev. -2010. -vol. 39. – Р.1240 -1251.
5. Vikas. N., Kulbhushan. A. Simple and Efficient Method for the Preparation of Aryl azides using Sonication. Novel Synthetic Methodologies for Bioactive Molecules. // J. Synthetic Communications. -2009. -vol. 28. - P.175-176.
6. Brаse S., Gil C., Knepper K., and Zimmermann V. Organic Azides: An Exploding Diversity of a Unique Class of Compounds. // Angew. Chem. Int. Ed. -2005. -vol. 44. – Р. 5188–5240.
7. Hein J.E., Fokin V. V. Copper-catalyzed azide-alkyne cycloaddition(CuAAC) and beyond: New reactivity of copper (I) acetylides.// Chem.Soc.Rev.- 2010. -vol. 39. – P. 1302-1315.
8. Мамажонов Ж.Ш., Абдугафуров И.А., Ортиков И.С. Каталитический синтез 1-(4-нит- рофенил)-4- (R-феноксиметил)-1H-1,2,3-триазолов // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2021. 5(83). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/11667
9. Абдугафуров И. А., Қиргизов Ф.Б., Мадиханов Н. Ортиков. И. С.Тўйинган бир асосли юқори карбон кислота пропаргил эфирлари ва пара-азидобензой кислота асосида 1,2,3-триазол хосилалари синтези // Ўзбекистон кимё журнали. -2020 . № 4. - 76-85 б.