РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ СИНТЕЗА АМИНОЛУПИНИНА

АННОТАЦИЯ

Статья посвящена разработке методов синтеза аминолупинина из алкалоида лупинина, выделенного из растения Anabasis aphylla L., произрастающего в регионе Приаралья и нахождению оптимального условия реакции.

ABSTRACT

The article is devoted to the development of methods for the synthesis of aminolupinin from the alkaloid lupinin isolated from the plant Anabasis aphylla L., growing in the Aral Sea region and finding the optimal reaction conditions.

Ключевые слова: аминолупинин, синтез, алкалоид, лупинин, хлорлупинин, аминирующий агент, температура, гидролиз.

Keywords: aminolupinine, synthesis, alkaloid, lupinine, chlorlupinine, aminating agent, temperature, hydrolysis.

Введение. Алкалоид лупинин относится к семейству широко распространенных хинолизидиновых алкалоидов. В значительных количествах лупинин содержится в растений Anabasis aphylla L. Ядовитые и лекарственные свойства этого растения известны с давных времен.

Данное растение применяли при лечении ран и различных заболеваний, в том числе туберкулеза. Отвары растения применялись для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур [1,2,7,11]. Лупинин является вторым алкалоидом по содержанию в растении Anabasis aphylla L. и отходом при производстве анабазина-гидрохлорида.

Доступность лупинина позволяет на его основе синтезировать различные биологически активные вещества с заданными свойствами.

Цель работы. Аминолупинин является ключевым продуктом при синтезе производных с амидной связью, обладающих широким спектром физиологических свойств [3-6]. Поэтому разработка оптимального способа получения аминолупинина имеет важное теоретическое и практическое значение.

Материал и методы. Для проведения реакции использовались кристаллы лупинина, фталимид калия и 9% ный раствор HCI. В качестве растворителя применялись бензол, диметилформамид и 75% ный раствор этилового спирта. Проведение реакции контролировали методом ТСХ в системе хлороформ:этанол (2:1) на пластинках марки Silufol UV 254.

Хлорлупинин. В трехгорлую колбу поместили раствор 250 г (1,2 моль) PCl₅ в 300 мл бензола, выдерживали при комнатной температуре 12 часов, затем перемешивали и охлаждении в течение 1 часа добавляли 128 г (0,75 моль) лупинина, растворенного в бензоле. Полученную смесь подщелачивали 20% -ным NaOH до pH 9-10. Продукт экстрагировали бензолом, сушили прокаленным Na₂SO₄. Растворитель отгоняли.

Остаток перегоняли в вакууме. Продукт – маслообразное вещество желтого цвета. На свету темнеет. Выход 109,6 г (77,4%), Т. кип. 121-124ºС/14 мм рт.ст. R_f 0,77

 Фталимид калия. К раствору 20 г фталимида в 400 мл абсолютного этилового спирта приливали раствор 7,6 г KOH в 30 мл 75% -ного спирта, быстро охлаждали и отфильтровывали выделившийся фталимид калия. Фильтрат нагревали, добавляли еще 20 г. фталимида и 7,6  г KOH  в 30 мл 75% -ного спирта, снова охлаждали и отфильтровывали. Фталимид калия перекристаллизовывали из ацетона, отфильтровывали и сушили на воздухе. Выход – 42 г (93,3%), [8].

N-лупинилфталимид. К 18,5 г (0,1 моля) фталимида калия, суспен-дированного в 80 мл диметилформамида, при перемешивании и нагревании до 60-70  ºС добавляли 20,6 г (0,11 моль) хлорлупинина.

Реакционную смесь нагревали в течение 4-6 часов при температуре 130-140 ºС. После охлаждения реакционную массу перемешивали с холодной водой и отфильтровывали образовавшиеся кристаллы. Продукт перекристал-лизовывали из бензола. Выход 26,2 г (80,1%). Т пл. 162-164 ºС. R_f  0,80, .

Аминолупинин.    10г (0,03 моля) N-лупинилфталимида и 300 мл 9% -ного раствора соляной кислоты нагревали с обратным холодильником в течение 8 часов. Смесь охлаждали до комнатной температуры, подщелачивали 30%-ным раствором едкого натрия  pH 9-10, экстрагировали бензолом или эфиром и сушили прокаленным сульфатом натрия.

После отгонки растворителя получили 5,40 г (95,5%) аминолупинина (светло-коричневое масло).  Т кип. 122-124  ºС /14 мм рт.ст. R_f  0,85.

Результаты и обсуждение. Известно, что для получения аминов применяются такие методы как аминирование амидами металлов, карбонатом аммония и водными растворами аммиака в обычных условиях [8,9].

Схему реакции синтеза аминолупинина из хлорлупинина различными аминирующими агентами (амидом лития, карбонатом аммония, 25%-ным раствором аммиака) можно представить следующим образом:

Используя вышеперечисленные методы синтеза аминолупинина из хлорлупинина при различных молярных соотношениях реагентов, продолжительности реакции, при различных температурных режимах нам удалось получить аминолупинин с низким выходом (таблица 1) .

Таблица 1.

Условия реакции аминирования хлорлупинина

Для получения первичных аминов широко применяется метод Габриэля, в котором исходными соединениями является фталимид калия и алкилгалогениды, образующие N-алкилфталимиды [9].

По этой методике нами были синтезированы аминолупинин (IV)  c лупинина  (I) по следующей схеме:

Известно, что N-лупинилфталимид (III) получают взаимодействием бромлупинина с фталимидом калия в диметилформамиде [10].

При этом максимальный выход продукта составляет 46,4%.

Для выявления оптимальных условий проведения реакции и увеличения выхода продукта реакции нами изучена реакции сочетания хлорлупинина с фталимидом калия и натрия в различных молярных соотношениях и продолжительности реакции (таблица 2).

Таблица 2.

Зависимость выхода N-лупинилфталимида от молярных соотношений исходных реагентов, продолжительности реакции и температуры

*Фталимид натрия

Из таблицы видно, что наибольший выход N-лупинилфталимида (80,1%) наблюдается при использовании хлорлупинина – фталимида калия    в молярном соотношении 0,11:0,1 при температуре 130-140 ºС и продолжительности реакции 6 часов.

Далее мы изучали реакцию гидролиза N-лупинилфталимида.

Гидролиз проводился соляной кислотой различной концентрации и продолжительности реакции (таблица 3).

Таблица 3.

Зависимость выхода аминолупинина от концентрации НСI и продолжительности реакции

Из таблицы видно, что высокий выход аминолупинина наблюдается при использовании для гидролиза 9% - ного раствора соляной кислоты и продолжительности реакции 6-8 часов.

Выводы. Разработан метод синтеза аминолупинина. Определены оптимальные условия реакции аминирования лупинина. Выявлены также оптимальные условия синтеза исходного соединения – N-лупинилфталимида.

Cписок литературы:

1. Садыков А.С., Асланов X.А., Кушмурадов Ю.К. Алкалоиды хинолизидинового ряда. / Химия, стереохимия, биогенез. -М. -Наука.        -1975.
2. Насиров С.Х., Хазбиевич И.С. Фармакология алкалоидов Anabasis aphylla и клиническое применение анабазина гидрохлорида. -Ташкент. -ФАН.      -1982. -160 с.
3. Абдувахабов А.А., Турениязова Д.А., Утениязов К.У. Синтез некоторых бензоиловых эфиров аминолупинина. //Узб. Хим. журн. -1994. -№4. –С. 42-43.
4. Турениязова Д.А., Даулетбаева Р. Сравнительное изучение  ИК - спектров производных аминолупинина. // «Вестник»  Каракалпакского государственного университета. -2020. -№4. -С.18-20.
5. Турениязова Д.А., Даулетбаева Р. Масс-спектрометрическое исследование некоторых производных аминолупинина. // «Вестник»  Каракалпакского государственного университета . -2021. -№1. -С.12-13 
6. Tureniyazova D. A., “Spectral analysis of amide derivatives lupinine alkaloid”. //IEJRD - International Multidisciplinary Journal.  -vol. 7, -no. 3, -p. 5, -Jun. 2022.
7. Синтез и исследование лупининового эфира янтарной кислоты // Universum: химия и биология: электрон, научн. журн. Турениязова Д.А. [и др.]. -2023. -6(108). URL: https://7universum.eom/ru/nature/archive/itern/l 5565
8. Юрьев Ю.К., Левина Р.Я., Шабаров Ю.С. Практические работы по органической химии. -М. -МГУ. -Вып. 4. -1969.  -C. 60.
9. Вейганд-Хильгетаг. Методы эксперимента в органической химии. Изд. «Химия». -1968. -944 с.
10. Тлегенов Р.Т. Синтез и антихолинэстеразная активность новых производных алкалоида лупинина. / Автореф. дисс. канд. хим. наук. -Ташкент. -1991. -22 с.
11. Tureniyazova D. A., Nurieva M.U. “Study of the synthesis reaction of succinic acid lupinin ether. .prospects of development of science and education” //Scientific and practical conference -№10. -MAY 2023. -Pg.44-47. https://humoscience.com/index.php/pdce/issue/view/51