СИНТЕЗ И СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОСТАВА ГАЛОГЕНПРОИЗВОДНОГО 2-ОКСИ(2-БУТАДИЕНИЛ-1,3) БЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются антисептические, противомикробные средства в различных областях, а также положительное влияние их производных на рост растений на основе состава и свойств соединений, содержащих бензольное ядро, биологически активные карбоксильные и гидроксильные группы, в том числе салициловая кислота, ее важные производные, а также научные работы, проводимые в этом направлении. При этом рассматривается условия синтез галогенпроизводного 2-окси (2-бутадиенил-1,3) бензойной кислоты, результаты и выводы, полученные на основе ИК-спектрального анализа структуры синтезированных веществ.

ABSTRACT

This article examines antiseptic and antimicrobial agents in various fields, as well as the positive effects of their derivatives on plant growth. It explores the composition and properties of compounds containing a benzene ring and biologically active carboxyl and hydroxyl groups, including salicylic acid and its important derivatives, as well as research conducted in this area. The article also examines the conditions for synthesizing the halogenated derivative of 2-hydroxy (2-butadienyl-1,3) benzoic acid, as well as the results and conclusions obtained from IR spectral analysis of the synthesized compounds.

Ключевые слова: биологическая активность, оксибензойная кислота, салициловая кислота, дивиниловый эфир салициловой кислоты, галогенированное производное дивинилового эфира салициловой кислоты, биологическая активность, ИК-спектроскопия.

Keywords: biological activity, oxybenzoic acid, salicylic acid, divinyl ether of salicylic acid, halogenated derivative of divinyl ether of salicylic acid, biological activity, IR spectroscopy.

Введение. Сегодня человечество в процессе своей деятельности постоянно подвергается атакам новых вирусов и микроорганизмов. В связи с этим перед учёными постоянно стоит задача решения таких актуальных и важных вопросов. Эта активность проявляется, главным образом, в разработке фармакологических, антимикробных, биологически активных веществ, в сельском хозяйстве – стимуляторов роста растений и средств, защищающих от воздействия различных микроорганизмов. В связи с этим производные салициловой кислоты отличаются своими противовоспалительными, анальгетическими, антибактериальными и противоопухолевыми свойствами в косметике. Например, метиловый эфир салициловой кислоты — это метилсалицилат бесцветная летучая жидкость с сильным характерным запахом, основной компонент винтегреневого эфирного масла, в настоящее время используется преимущественно синтетический метилсалицилат. Применяют наружно в качестве обезболивающего и противовоспалительного средства per se и в смеси с хлороформом, скипидаром, жирными маслами для втирания при суставном и мышечном ревматизме, артритах, экссудативном плеврите [1].

Основной причиной этого является наличие в салициловой кислоте функциональных карбоксильных и гидроксильных групп. Наличие этих групп в веществе позволяет проводить химическую модификацию салициловой кислоты, включая ацетилирование, алкилирование, метилирование, амидирование, винилирование и другие процессы [2, 3, 4, 5]. Ацетилсалициловая кислота, также известная как аспирин, широко применяется как лекарственное средство, анальгетик, жаропонижающее, противовоспалительное средство и ингибитор циклогексаназы тромбоцитов [6, 7]. Исходя из вышеизложенного, синтез 2-окси(2-бутадиенил-1,3)бензойной кислоты [8] и последующее получение его галогенпроизводного имеют большое научное и практическое значение.

Материалы и методы исследования. Для синтеза винилацетилена была использована следующая последовательность процессов:

Для реакции синтезированного винилацетилена с салициловой кислотой сначала к 0,08 моль салициловой кислоты добавляли 100 мл 35%-ного раствора гидроксида калия и оставляли смесь на магнитной мешалке до образования однородного раствора. Полученный раствор охлаждали до -2-3°C, а полученный раствор винилацетилена в о-ксилоле соединяли с колбой Дрекселя, содержащей 2-гидроксибензойную кислоту. Раствор нагревали для отделения растворенного в растворе винилацетилена от раствора, после чего выделяющийся из него газ пропускали в раствор салициловой кислоты. Процесс продолжали в течение 50-60 минут до насыщения раствора винилацетилена салициловой кислотой. Полученную реакционную смесь охлаждали, растворяли в дистиллированной воде и экстрагировали диэтиловым эфиром. Происходивший процесс можно описать следующей реакцией:

Продукт экстракции сушили безводным CaCl₂ и упаривали растворитель. При этом в качестве кристаллического продукта реакции с выходом 68-70% был получен β-дивиниловый эфир 2-гидроксибензойной кислоты (салициловая кислота). Молекулярная масса 2-окси (2-бутадиенил-1,3) бензойной кислоты, определенная вискозиметрическим методом, составила 204 г/моль, температура кипения – 285,2°С, температура замерзания – 71,9°С [8]. Для получения хлоридного производного полученной 2-окси(2-бутадиенил-1,3) бензойной кислоты через ее раствор в ДМСО+КОН пропускали газообразный хлор при комнатной температуре. Процесс проводили в этих условиях в течение 10-15 минут, после чего отбирали пробу раствора и использовали ее для дальнейших исследований.

Результаты и обсуждение. Для того чтобы сделать однозначный вывод о том, что в данном процессе действительно произошла химическая реакция и атом галогена взаимодействовал с дивиниловым эфиром салициловой кислоты, был проведен ИК-спектроскопический анализ исходных реагентов и веществ, рассматриваемых в качестве продуктов реакции. Полученные результаты представлены ниже (рисунки 1-3). 3420 см^-1 (широкий, сильный) указывает на валентное колебание группы O–H. 3000–2916 см^-1 соответствует валентным колебаниям sp² / sp³ группы атомов C–H (ароматических и алкильных C–H). Значимый пик при 1661 см^-1 указывает на наличие карбонильной (C=O) группы. 1016–951 см^-1 колебания групп C–O (эфир/спирт) и винил =C–H. Пики при 900–700 см⁻¹ и при 701,05 и 668,08 см⁻¹ соответствуют области C–Cl (арил/хлор). Обычно признаки связи C–Cl наблюдаются в области 600–800 см⁻¹, поэтому пики при 701 и 668 см⁻¹ указывают на присутствие хлора. Сохранение пиков, характерных для виниловых эфиров (1016, 951 см⁻¹), свидетельствует о том, что винильные группы не изменяются.

Рисунок 1. ИК-спектр молекулы салициловой кислоты

Рисунок 2. ИК - спектр 2-окси (2-бутадиенил-1,3) бензойной кислоты

Рисунок 3. ИК - спектр хлорированного производ-ного 2-окси (2-бутадиенил-1,3) бензойной кислоты

Для сравнения результатов полученного ИК-спектрального анализа рассмотрим интерпретацию спектров в таблице-1.

Таблица 1.

Интерпретация спектров

Рисунок 4. А) 2-Окси(2-бутадиенил-1,3)бензойной кислоты и Б) 5-хлор-2-окси(2-бутадиенил-1,3)бензойной кислоты

Заключение. В результате сравнения ИК-спектров установлено, что в результате реакции в соединении появляются колебания связи C–Cl (701 и 668 см⁻¹), что подтверждает включение хлора в состав соединение, получения нового производного салициловой кислоты за счет образования связи Aril–Cl, что доказывает сохранение сложноэфирной, карбоксильной групп и ароматического ядра. Основываясь на существующих теориях механизмов реакций и правилах ориентации заместителей в ароматическом ядре, мы предполагали, что структура синтезированных производных салициловой кислоты будет такой, как показано на рисунке-4 ниже, но на более поздних этапах наших исследований, безусловно, будут получены результаты, основанные на физико-химических методах анализа, которые могут дать точную информацию о структуре этих веществ.

Список литературы:

1. Головкин Б. Н. и др. Метилсалицилат (methylsalicylate; methyl-2-hydroxybenzoate)//Биологически активные вещества растительного происхождения/ Отв. ред. В.Ф.Семихов.—М.: Наука, 2001.— Т.II.— С.418—421.— 764с.
2. Филов В.А., Кузнецов А.П. Органическая химия лекарственных веществ. — М.: Мир, 2021. — 432 с.
3. Коваленко В.Н., Тюрин А.В. Фармакология производных салициловой кислоты. — СПб.: Химия, 2020. — 284 с.
4. Бабушкин В.С. Химия и технология синтеза биологически активных соединений. — М.: Наука, 2019. — 356 с.
5. European Pharmacopoeia. — 11th ed. — Strasbourg: Council of Europe, 2023.
6.   Большой справочник лекарственных средств под ред. Л. Е. Зиганшиной, В. К. Лепахина, В. И. Петрова, ГЭОТАР – Медиа, 2011
7. Абросимов, В. Н.Антитромбоцитарные препараты //Ишемическая болезнь сердца в практике семейного врача: [арх.6 июля 2017]: уч. пос./ В. Н.Абросимов, Л.А.Жукова, С.И.Глотов [и др.].— 2-е изд., доп. и перераб.— Рязань: ФГОУ ВО «РязГМУ Минздрава России», 2015.— С.120.— 209с.
8. Рахматов М. С., Рамазанов Б. Г. Исслeдованиe синтеза и изучение свойств дивиниловых эфиров салициловой кислоты //Universum: тeхничeскиe науки. – 2021. – №. 12-5. – С. 93.
9. Тарасевич Б.Н. ИК спектры основных классов органических соединений. Справочные материалы, Москва -2012.