ИЗУЧЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ РЕАКЦИЙ МОНОХЛОРУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ С МЕТИЛДИЭТАНОЛАМИНАМИ

АННОТАЦИЯ

На основе солей четвертичного аммония синтезированы многие биологически активные соединения. Примеры их включают гербициды, фунгициды и наиболее важные устойчивые соединения. С учетом этого монохлоруксусная кислота направлена на синтез виннокислой аммониевой соли на основе метилдиэтаноламина с этиловым эфиром. На основании проведенных экспериментов изучали параметры, влияющие на реакцию, такие как температура реакции, влияние растворителей, продолжительность реакции. Спектры полученной соли четвертичного аммония анализировали методами ИК- и ПМР-спектроскопии из физико-химических методов.

ABSTRACT

Many biologically active compounds have been synthesized on the basis of quaternary ammonium salts. Examples of these include herbicides, fungicides, and the most important retortant compounds. Taking this into account, monochloroacetic acid is aimed at synthesizing tartrate ammonium salt based on methyldiethanol amine with ethyl ether. Based on the conducted experiments, parameters influencing the reaction, such as the temperature of the reaction, the influence of solvents, and the duration of the reaction were studied. Spectra of obtained quaternary ammonium salt were analyzed using IK and PMR spectroscopy methods from physico-chemical methods.

Ключевые слова: Ацетон, этилацетат, спирты, этиловый эфир монохлоруксусной кислоты, метилдиэтаноламин, инфракрасный спектр.

Keywords: Acetone, ethylacetate, alcohols, monochlorinated bisphosphonates, methyldiethanolamine, infrared spectrum.

Введение

В последние годы большое значение приобрело антимикробное использование полимерных соединений, содержащих четвертичную аммониевую группу. Китайские ученые синтезировали соли четвертичного аммония на основе акрилатных полимеров и представили их применение против бактерий, патогенных и фитопатогенных грибов. Из этих исследований видно, что синтез четвертичных солей аммония является одной из наиболее перспективных задач.

Польские ученые синтезировали соли четвертичного аммония на основе фенотиозинов и изучили их биологическую активность. Синтезированные соединения нашли применение в сельском хозяйстве и медицине. [1; 2;] С целью усиления антиоксидантных и антибактериальных свойств хитозана и его производных синтезированы четвертичные аммониевые соли на основе 6-О-имидазола.[3, 4, 5]

Цель исследования

Изучение биологической активности четвертичной аммониевой соли, полученной взаимодействием этилового эфира монохлоруксусной кислоты с метилдиэтаноламином, и физико-химический анализ полученных соединений.

Результаты и их обсуждение

Для изучения реакций этилового эфира монохлоруксусной кислоты с третичными аминами в качестве примера была рассмотрена реакция этилового эфира монохлоруксусной кислоты с метилдиэтаноламином. Уравнение реакции может быть представлена следующим образом:

Реакции проводили в различных растворителях с целью изучения влияния растворителей на выход продукта этой реакции. Эти результаты приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Влияние растворителей на выход хлорида метил-ди-2-гидроксиэтил-карбэтоксиметиламмония

Как видно из соотношений продуктов, представленных в таблице выше, при взятии в реакцию этилового эфира третичного амина и монохлоруксусной кислоты 1:1 из ацетона, этилацетата и этилацетата с высоким выходом были получены соли четвертичного аммония. спирт, получаемый в качестве растворителей в реакциях с этиловым спиртом.

 Таблица 2.

Влияние мольных соотношений реагентов на выход хлорида метил-ди-2-гидроксиэтил-карбэтоксиметиламмония

Как видно из результатов таблицы, выход продукта составил 79% при проведении реакции в случае мольного соотношения реагентов 1:2.

Реакции проводили в течение более длительного времени при мольном соотношении реагентов 1:2 в растворе спирта этиловом (абсолют). Результаты этих экспериментов представлены в таблице -3.

Таблица 3.

Влияние времени реакции на выход хлорида метил-ди-2-гидроксиэтил-карбэтоксиметиламмония (растворитель этилацетат)

При проведении реакции при комнатной температуре при смешивании веществ стенки сосуда нагревались и образовывался белый дым. Когда эту реакцию проводили при 50-60°С, выход реакции резко увеличивался, и была выделена белая соль хлорида метил-ди-2-гидроксиэтил-карбэтоксиметиламмония. Полученную соль помещали в предварительно взвешенную емкость и помещали в эксикатор.

По результатам проверенных опытов растворимость полученной соли при 50-60 ⁰С и летучесть реагентов снижаются, что позволяет получить хлоридную соль метил-ди-2-гидроксиэтил-карбэтоксиметиламмония с высоким выходом.

Найдены альтернативные условия синтеза полученного соединения и определена температура плавления хлорида метил-ди-2-гидроксиэтил-карбэтоксиметиламмония 227-229°С. Агрегатное состояние — белое кристаллическое гигроскопичное вещество. Методы физического и химического анализа были использованы для подтверждения того, что продукт представляет собой хлорид метилди-2-гидроксиэтил-карбэтоксиметиламмония.

Физико-химический анализ полученных соединений

ИК-спектры снимали в таблетках KBr на спектрометрах SPECORD-75 и Avator 360, спектры ЯМР 1H – на спектрометре "Unity 400plus (Varian)" – получали растворителем CD₃OD, внутренний стандарт - HMDSO.

В области поглощения ИК спектра 2678-2650 см^-1 наблюдаются линии поглощения умеренной интенсивности, характерные для четвертичного азота. Область поглощения при 2956 см^-1 показывает асимметричную связь CH₃-, что указывает на присутствие пентильного радикала, присоединенного к сложному эфиру. В области поглощения 1720 см^-1 наблюдается сильное интенсивное валентное колебание связи С=О.

Спектр ЯМР ¹H (400 МГц, CD₃OD, d, м.д., J/Гц): 0.87 (3Н, т, CH₃CH₂), 1.69 (2Н, м, CH₂), 3.12 (3Н, с, CH₃N), 3.27 (2Н, м, CH₂), 3.48 (4Н, м, OCH₂CH₂N), 3.84 (4Н, т, OCH₂), 5.4 (2Н, с, OH).

Выводы

Предложены методы синтеза солей четвертичного аммония на основе этилового эфира монохлоруксусной кислоты и этилового эфира диэтаноламина, предложены оптимальные условия проведения реакций на основе этих методов.

Полученные новые четвертичные аммониевые соли проанализированы физико-химическими методами, изучается биологическая активность этих солей.

Список литературы:

1. Huijun Zhang, Fanghao Ye, Wei Li, Jiaxu Yaob, Robert S. Gurney, Dan Liua, Chuanxi Xiong, Tao Wang. Bright perovskite light-emitting diodes with improved film morphology and reduced trap density via surface passivation using quaternary ammonium salts Organic Electronics 67 (2019) 187–193.
2. Бурихонов Б., Жалилов А.., Шодмонов Б.., Холиков Т. Синтез четвертичных аммониевых солей на основе эфиров монохлоруксусной кислоты и диэтиланилина // электрон. научн. журн «Universum: Химия и биология» № 11 (101). 2022. – С. 59-64./
3. Бурихонов Б., Холиков Т., Таджимухамедов Х., Курбонов У. Реакция диметилбензиламина с эфирами пентила и бензила, с монохлоруксусной кислотой // электрон. научн. журн «Universum: технические науки». № 10 (79). – С.52-53.
4. Харитонова Е.В., Журавлев О.Е., Червинец В.М., Ворончихина Л.И., Демидова М.А. Синтез и антимикробная активность тетрахлорферратов четвертичного аммония, пиридиния и морфолиния //Химико-фармацевтический журнал. 2012 г. Том 46. №5. С-8.
5. Якубов Э.Ш. Тожиев С.М Умарова С.Р. Шокиров Ж.Н. Координационные соединения кобальта (II), меди(II) и цинка с 2-аминохиназолоном-4. UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ Выпуск: 5(95) Май 2022. Стр.66-70.
6. Novoselova N. V. et al. Synthesis and colloid-chemical properties of new quaternary ammonium compounds //Theoretical Foundations of Chemical Engineering. – 2007. – Т. 41. – №. 5. – С. 649-659.