РЕАКЦИИ ВЗАИМНОГО ЦИКЛОПРИСОЕДИНЕНИЯ ПРОПАРГИЛОВОГО ЭФИРА МОНОХЛОРУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ И НЕКОТОРЫХ АРОМАТИЧЕСКИХ АЗИДОВ

MUTUAL CYCLOADDITION REACTIONS OF PROPARGYL ETHER OF MONOCHLOROACETIC ACID AND CERTAIN AROMATIC AZIDES
Цитировать:
РЕАКЦИИ ВЗАИМНОГО ЦИКЛОПРИСОЕДИНЕНИЯ ПРОПАРГИЛОВОГО ЭФИРА МОНОХЛОРУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ И НЕКОТОРЫХ АРОМАТИЧЕСКИХ АЗИДОВ // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Хожиматова Ш.Р. [и др.]. 2022. 11(101). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/14515 (дата обращения: 20.07.2024).
Прочитать статью:
DOI - 10.32743/UniChem.2022.101.11.14515

 

АННОТАЦИЯ

Синтезирован пропаргиловый эфир монохлоруксусной кислоты путем этерификации монохлоруксусной кислоты с пропаргиловым спиртом. Проведена реакция 1,3-биполярного циклоприсоединения полученного пропаргилового эфира с фенилазидом и пара-бромфенилазидами в присутствии катализатора. В качестве катализаторов использовали галогениды меди (I). В результате были синтезированы 1,4-изомеры производных 1,2,3-триазола. Структура полученных веществ подтверждены ИК- и ЯМР -спектрами.

ABSTRACT

Propargyl ester of monochloroacetic acid was synthesized by esterification of monochloroacetic acid with propargyl alcohol. A 1,3-bipolar cycloaddition reaction of the resulting propargyl ether was carried out with phenylazide and para-bromophenylazides in the presence of a catalyst. Copper(I) halides were used as catalysts. As a result, 1,4-isomers of 1,2,3-triazole derivatives were synthesized. The structure of the obtained substances was confirmed by IR and NMR spectra.

 

Ключевые слова: монохлорпропаргилацетат, 1,3-диполярное циклоприсоединение, галогениды меди (I), (1-фенил-1Н-1,2,3-триазол-4-ил)метил 2-хлорацетат, пара-бромфенилазид, пропаргиловый эфир.

Keywords:monochloropropargyl acetate, 1,3-dipolar cycloaddition, copper (I) halides, (1-phenyl-1H-1,2,3-triazol-4-yl)methyl 2-chloroacetate, para-bromophenylazide, propargyl ether.

 

Введение. В настоящее время весьма распространены исследования на основе производных триазола, относящиеся к классу гетероциклических соединений. Это связано с тем, что среди пятичленных триазольных соединений, содержащих три атома азота, обнаружено множество веществ, обладающих фармакологической и биологической активностью. Синтезированные вещества привлекают химиков-органиков своей высокой биологической активностью и низкой токсичностью.

Одним из важных вопросов является успешное применение производных 1,2,3-триазола в сельском хозяйстве и медицине против различных заболеваний. В частности, на основе 1,2,3-триазолов создаются препараты с высокой активностью против микробов, рака, воспаления, лейшмании, туберкулеза, малярии [1-7]. Исследования в области 1,2,3-триазолов начались гораздо раньше, и в настоящее время исследования на основе соединений этого класса проводятся во многих странах мира. Это можно узнать также из статей, которые были опубликованы в последние годы в авторитетных журналах. Ранее ученые из Узбекистана (Максумов А.Г., Мадиханов Н., Абдугафуров И.А.) также осуществили синтез и модификацию 1,2,3-триазолов; некоторые из полученных веществ проявили положительный противовоспалительный эффект [8-9]. Данные, приведенные в этих источниках, свидетельствуют о том, что исследования по синтезу и биологической активности новых производных 1,2,3-триазолов являются актуальными.

Материалы и методы

Использовались растворители: этилацетат, этиловый спирт, гексан, ацетон, бензол, толуол. Структура синтезированных соединений была надежно проанализирована с помощью современной ИК-, 1Н и 13С ЯМР-спектроскопии. За ходом реакций наблюдали методом тонкослойной хроматографии (ТСX). В качестве элюента использовали смесь гексан:этилацетат в соотношении 3:1. Температуры плавления синтезированных соединений определяли в приборе "MEL-TEMP" (США).

Синтез  (1-фенил-1Н-1,2,3-триазол-4-ил)метил 2-хлорацетата (2)

В круглодонную колбу, объемом 100 мл вносили 0.595 г (0.005 моль) фенилазида, 0.66 г (0.005 моль) пропаргилового эфира монохлоруксусной кислоты (1), 0.05 г (0.16 ммоль) йодида меди(I) и 25.0 мл толуола. Колбу, снабженную обратным холодильником, устанавливали в масляную ванну и нагревали при температуре кипения толуола (~110°C) в течение 6 часов. Ход протекания реакции контролировали с помощью тонкослойной хроматографии. Со временем из реакционной смеси начал выпадать желтый осадок. Через 6 часов реакцию остановили и оставили на ночь при комнатной температуре. Толуол выпарили и осадок перекристаллизовали в гексане. Масса полученного продукта (2) 105 г, выход 74%.Тплавл=82-84оС. Rf 0.44 (система: гексан:этилацетат – 3:1).

1Н ЯМР(600 MHz, CDCl3): 4.09 (2Н, с, Cl-CH2-), 5.40 (2Н, c, -СОО-СН2-), 7.44 (1H, т, J=7.43, Ar-H- 4), 7.52 (2H, т,J=7.89, Ar- H- 3, 5), 7.71 (2H, д, Ar-H- 2, 6), 8.09 (1H, с, Het-CH).

13C ЯMР(CDCl3): 40.85, 59.11, 120.75, 122.72, 129.17, 129.93, 136.90, 167.47.

ИК-спектр (KBr, ν, cм-1): 3153 (Ar C-H), 3061(C=C-H), 2960 (CH2), 1751(˃C=O), 1636 (С=С), 1595 (N=N), 1501 (Ar-NO2), 1321 (C-O-),  1231 (C-N),1173 (C-O-C).

Синтез (1-(4-бромфенил)-1Н-1,2,3-триазол-4-ил)метил 2-хлорацетата (3)

По вышеуказанному способу было взято 0.99 г (0.005 моль) пара-бромфенилазида (5), 0.66 г (0.005 моль) пропаргилового эфира монохлоруксусной кислоты (1), 0.05 г (0.16 ммоль) йодида меди(I) и 25.0 мл толуола. Перекристаллизовали в гексане. Получили продукт массой 1.33 г, с выходом  81% (3). Тплавл=136-138оС.

1Н ЯМР (600 MHz, CDCl3): 4.10 (2Н, с, Cl-CH2-), 5.38 (2Н, c, -СОО-СН2-), 7.14 (2H, д, J=7.32, Ar-H- 2, 6), 7.68 (2H, д, J=7.64, Ar- H- 3, 5), 8.06 (1H, с, Het-CH).

13C ЯMР (CDCl3): 41.36, 57.43, 119.14, 121.91, 129.33, 131.47, 137.24, 167.58.

ИК-спектр (KBr, ν, cм-1): 3151 (Ar C-H), 3058 (C=C-H), 2962 (CH2), 1743 (˃C=O), 1641 (С=С), 1597 (N=N), 1508 (Ar-NO2), 1317 (C-O-),  1234 (C-N), 1169 (C-O-C).

Полученные результаты и их анализ. Анализируя научную литературу, изданную в последние годы, мы поставили перед собой цель синтезировать пропаргиловый эфир монохлоруксусной кислоты и провести каталитические реакции циклоприсоединения с некоторыми ароматическими азидами. Первоначально, на первом этапе, из монохлоруксусной кислоты и пропаргилового спирта реакцией этерификации был синтезирован соответствующий пропаргилхлорацетатный эфир (3). Для удаления воды из реакционной среды использовали пара-толуолсульфокислоту (ПТСК). Полученный эфир тщательно промывали водой, высушили и очистили перегонкой в вакууме.

На второй стадии проведена реакция циклизации пропаргилхлорацетата с помощью реакции Хюсгена. Необходимые фенилазид и пара-бромфенилазиды синтезированы с помощью методов, приведенных  в литературе [10].

Проведена взаимная реакция синтезированного пропаргилхлорацетата и ароматических азидов. Реакцию циклизации проводили путем нагревания смеси реагентов в соотношении 1:1 в присутствии катализатора и растворителя. В качестве катализаторов использовали галогениды меди(I). В качестве растворителя использовали толуол. Реакцию проводили при температуре кипения толуола в присутствии разных количеств катализатора в течении раличного времени.

Наибольший выход реакции был достигнут, когда в качестве катализатора использовали йодид меди (I), а реакцию проводили при температуре кипения толуола в течение 6-8 часов. После завершения эксперимента реакционную смесь охлаждали, толуол удалили перегонкой, а твердую остаточную часть перекристаллизовали из гексана. Выделенные вещества высушили и изучили физические константы (таблица 1). Результаты показали, что получены новые производные 1,4-изомера 1Н-1,2,3-триазолов (2-3) с более высокими выходами.

Таблица 1.

Некоторые физические характеристики и выход реакции синтезированных веществ

Структурная формула

Значение Rf

(гексан:этилацетат - 3:1)

Температура плавления.0С

Выход реакции, %

2

0.44

82-84

84

3

0.41

136-138

81

 

Структуру полученного производного триазола (1-фенил-1Н-1,2,3-триазол-4-ил)метил-2-хлорацетата (2) анализировали с помощью 1Н ЯМР-  и 13С ЯМР-спектров (рисунки 1-2. ). В его 1Н – ЯМР (CDСl3) спектре протоны метиленовых групп в остатке уксусной кислоты и связанные c триазольным кольцом, находятся в относительно слабом поле - 4,09 и 5,40 м.д. и имеют химический сдвиг в виде двухпротонного синглета (4.09 2H, c, ClCH2-; 5.43 2H, c, -СOO-СН2-Het).

 

Рисунок 1. 1Н ЯМР  спектр  (1-фенил-1Н-1,2,3-триазол-4-ил)метил 2-хлорацетата

 

Протоны бензольного кольца в молекуле имеют химический сдвиг в области  7.44 м.д. (1H, т, J=7.43, Ar-H- 4), 7.52 м.у. (2H, т,J=7.89, Ar-H- 3,5) 7.71 м.у. (2H, д, J=7.24, Ar-H- 2,6).  Протон триазольного кольца (C-H) в слабом поле при 8.09 м.д имеет химческий сдвиг в виде однопротонного синглета (1H, с).

 

Рисунок 2.13С ЯМР спектр (1-фенил-1Н-1,2,3-триазол-4-ил)метил 2-хлорацетата (2)

 

При анализе ИК-спектра вещества 2 можно увидеть соответствующие частоты колебаний поглощения, характерные для ароматической углерод-водородной связи (Ar C-H), которые находятся в области 3153 см-1, для углерод-водородной связи (C=C-H) в триазольном кольце в области 3061 см-1, для карбонильной группы (˃C=O) находится в области 1751 см-1, для двойной углерод-углерод связи частоты поглощения наблюдаются в областях 1231 см-1, в то время как соответствующие колебания в связях углерод-кислород-углерод (С-О-C) имели частоты поглощения в области 1173см-1. Структура (1-(4-бромфенил)-1Н-1,2,3-триазол-4-ил) метил 2-хлорацетата (3) также была изучена и проанализирована с помощью ИК-, ЯМР-спектров. Согласно результатам полученного спектра было полностью доказано полное соответствие веществ этим структурам. Синтезированные производные триазола являются новыми соединениями, и биологическая активность этих веществ в настоящее время изучается.

Выводы

Путем взаимной этерификации монохлоруксусной кислоты и пропаргилового спирта был синтезирован пропаргилхлорацетат. Были проведены реакции циклизции полученного пропаргилхлорацетатного эфира с фенилазидом и пара-бромфенилазидом. В качестве катализаторов использовали галогениды меди (I). Наибольший выход реакции был достигнут, когда использовали йодид меди (I). В результате были выделены новые производные 1Н-1,2,3-триазолов в 1,4-изомерном состоянии (2, 3). Эти исследования могут быть успешно применены в будущем для целенаправленных реакций. Простота и удобство этих методов обусловливают их преимущества.

 

Список литературы

  1. Kothare S, Kluger G, Sachdeo R, Williams B, Olhaye O, et al. Dosing
  2. considerations for rufinamide in patients with Lennox-Gastuat syndrome: phase
  3. III trial results and the real world clinical data // Seizure. -2017.-Vol 47. -P. 25-33.
  4. Menendez C, Gau S, Lherbet C, Rodriguez F, Inard C, et al. Synthesis and biological activities of triazole derivatives as inhibitors of InhA and antituberculosis agents //Eur J Med Chem. -2011.-Vol. 46. -P. 5524-5531.
  5. Wang Q, Zhang J, Damu GLV, Wan K, Zhang HZ, et al. Synthesis and biological activities of thio-triazole derivatives as novel antibacterial and antifungal agents // Sci China Chem. -2012. -Vol. 55. –P. 2134-2153.
  6. Nadeem H, Mohsin M, Afzaal H, Riaz S, Zahid A, et al. Synthesis and in vitro biological activities of 4,5-disubstituted 1,2,4-triazol-3-thols //Adv Microbiol. 2013. - Vol. 3. -P. 366-375.
  7. Asif M. A mini review on antimalarial activities of biologically active substituted triazole derivatives //Int J Adv Res Chem Sci. -2014 Vol. 1 22-28.
  8. Li L, Zhang Z. Development and applications of the copper-catalyzed azide-alkyne cycloaddition (CUAAC) as a bioorthogonal reaction //Molecules-2016.-Vol. 21.–P. 1-22
  9. Martinelli M., Milcent T., Ongeri S., Crousse B. Synthesis of new triazole-based trifluoromethyl scaffolds // Beilstein Journal of Organic Chemistry. -2008. -Vol. 4. No. 19. –P. 1–4.
  10. 8.Абдугафуров И.А., Махсумов А.Г., Мадиханов Н.1,3-Диполярное циклопри соединение фенилазида к 3-(2-R-фенокси)-1- пропинам и ИК-, ПМР- спектры изомеров 1,2,3-триазолов // Журн.орг.хим.-1987. -Т. 23,-№ 9. - С. 1986-1990.
  11. Патент. Яллиғланишгақарши«Фентриазолин» суртмадориси. -УзР. IAP. -№ 01960, 2000. / Мадиханов Н., Жураев А.Дж., Абдугафуров И.А., Махсумов А.Г., Зокиров У.Б. /
  12. Аbdugafurov I.A., Qirgizov F.B., Ortikov I.S. Synthesisof 1,2,3-triazolederivativesbasedonpropargylesterofasaturatedsingle-basiccarbonic acid and para-azidobenzoic acid // European Journal of Chemistry-2021. -№ 12 (1). -P. 13-17.
Информация об авторах

докторант Андижанского машиностроительного института, Республика Узбекистан, г. Андижан

Doctoral student Andijan Machine-Building Institute, Republic of Uzbekistan, Andijan

PhD, ст. науч. сотр. института Химия растительных веществ, АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент

PhD, senior researcher, Institute of the Chemistry of Plant Substances, Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent

д-р хим. наук, и.о. профессора, Национальный университет Узбекистана им. Мирзо Улугбека, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Doctor of Chemical Sciences, Acting Professor. National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek, Republic of Uzbekistan, Tashkent

DSc, профессор, Отдел органического синтеза, ИХРВ АН РУз, Республика Узбекистан, Ташкент

DSc, prof., Department of organic synthesis, Institute Chemistry of Plant Substances AS RUz, Republic of Uzbekistan, Tashkent

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ларионов Максим Викторович.
Top