Изучение реакции изомерных аминофенолов с хлорацетилхлоридом

АННОТАЦИЯ

В статье приведены результаты хлорацетилирования аминофенолов. Реакции проведены в присутствии уксусной кислоты, ацетонитрила, тетрагидрофурана. Разработаны методы очищения полученных веществ, строение которых доказано ИК-, ПМР-, масс-спектроскопией.

ABSTRACT

In article the results of chloroacetylation of aminophenols are presented. Conducting in the presence of acetic acid, acetonitrile, tetrahydrofuran as a solvent. Found methods for purification of the obtained substances. The structure of synthesized substances is proved by methods of IR, PMR, mass spectroscopy.

Ключевые слова: хлорацетилирование, аминофенол, 2-хлоро-N-(2-гидроксифенил)ацетамид, 2-хлоро-N-(3-гидроксифенил)ацетамид, 2-хлоро-N-(4-гидроксифенил)ацетамид, 2-(2-хлороацетамидо)фенил-2-хлорацетат, 3-(2-хлороацетамидо)фенил-2-хлорацетат, 4-(2-хлороацетамидо)фенил-2-хлорацетат.

Keywords: chloroacetylation, aminophenol, 2-chloro-N-(2-hydroxyphenyl) acetamide, 2-chloro-N-(3-hydroxyphenyl)acetamide, 2-chloro-N-(4-hydroxyphenyl)acetamide, 2-(2-chloroacetamido)phenyl-2-chloroacetate, 3-(2-chloroacetamido)phenyl-2-chloroacetate, 4-(2-chloroacetamido)phenyl-2-chloroacetate.

Продукты реакции хлорацетилирования широко используются в химической промышленности, медицине и сельском хозяйстве [4]. Поэтому продукты хлорацетилирования ароматических углеводородов и их производных имеют важную роль в народном хозяйстве [2]. На основе их получают лекарственные препараты для фармацевтики, стабилизаторы для полимеров, а также пестициды для защиты растений в сельском хозяйстве. Токсичность N-ацилированного производного анилина (ацетанилид) относительно низкая, но его употребление длительное время приводит к отравлению организма [1]. Токсичность п-аминофенола низкая, и он легко выводится из организма. Поэтому синтез малотоксичных лекарственных препаратов на основе производных аминофенолов, а также синтез новых хлорацетилпродуктов и их производных, изучение их биологических свойств являются важной задачей синтетической органической химии. На кафедре органической химии НУУз в течение многих лет изучаются реакции хлорацетилирования ароматических углеводородов, фенолов и их производных [4, 2, 1].

При использовании разработанных методик изучено хлорацетилирование аминофенолов. Замещением атома хлора на различные заместители в молекуле хлорацетилпроизводного п-аминофенола можно получить различные препараты, применяемые в медицине. С этой целью проведено хлорацетилирование изомерных аминофенолов хлорацетилхлоридом при мольном соотношении реагентов 1:1.

В молекулах аминофенолов имеются несколько реакционных центров, поэтому выбор условий реакций имеет основную роль при проведении опытов, иначе может образоваться смесь N- и O-диацилпродуктов, разделение которых осложняет процесс [3]. Результаты проведенных опытов показали, что при мольном соотношении реагентов 1:1 образуются только N-ацилпродукты:

I) Синтез 2-хлоро-N-(2-гидроксифенил)ацетамида. В круглодонную колбу, снабженную обратным холодильником, вносили 1,09 г (0,01 моль) о-аминофенола и полностью его растворяли, добавляя 30 мл ацетонитрила и 1,38 г (0,01 моль) K₂CO₃. При охлаждении к раствору добавили по каплям 0,8 мл (0,01 моль) хлорацетилхлорида, после чего полученную смесь перемешивали в течение 4 часов при комнатной температуре. После чего растворитель отгоняли в вакууме, оставшийся продукт растворили в 20 мл этилацетата и 2 раза промывали водой. Органический слой отделяли с помощью делительной воронки. Этилацетат отгоняли перегонкой. Полученный продукт – темно-желтые аморфные кристаллы. Т. пл. – 138–139 ^○С. Выход – 84% (1,55 г). ¹H NMR (DMSO-d₆) δ 10,0 (br s, 1H), 9,45 (br s, 1H), 7,90 (dd, 1H, J = 8,0 ва 1,5 Hz), 6,93 (m, 2H), 6,78 (dt, 1H, J_d = 1,7 ва J_T = 7,6 Hz). ESI-MS вычислено для C₈H₈O₂NCl 185,0243 найдено: 186,0316. ИК-спектр, см^–1: 1654 – сильные валентные колебания амидной связи, 3113 – сильные валентные колебания NH-связи амидной группы, 1458–1548 – валентные колебания С=С-связи ароматического кольца, 760–862 – деформационные колебания ароматического кольца, 1265 – валентные колебания С-N-связи, 3365 – сильные валентные колебания ОН-группы.

II) Синтез 2-хлоро-N-(3-гидроксифенил)ацетамида. В круглодонную колбу, снабженную обратным холодильником, вносили 1,09 г (0,01 моль) м-аминофенола и его растворяли, добавляя 30 мл тетрагидрофурана и 1,38 г (0,01 моль) K₂CO₃. При охлаждении к раствору добавили по каплям 0,8 мл (0,01 моль) хлорацетилхлорида, после чего полученную смесь перемешивали в течение 4 часов при комнатной температуре. Затем растворитель отгоняли в вакууме, оставшийся продукт растворяли в 20 мл этилацетата и 2 раза промывали водой. Органический слой разделяли с помощью делительной воронки. Этилацетат отгоняли перегонкой. Полученный продукт – желтые аморфные кристаллы. Т. пл. – 136–137 ^○С. Выход: 70% (1,29 г). (400 MHz; DMSO-d₆) 4,22 (2H, s, CH₂), 6,48 (1H, dd, J = 8,0 ва 2,0 Hz, 60-H), 6,94 (1H, d, J = 8,5 Hz, 40-H), 7,09 (1H, t, J = 8,1 Hz, 50-H), 7,17 (1H, t, J = 2,0 Hz, 20-H), 9,48 (1H, s, OH) ва 10,18 (1H, s, NH). ESI-MS вычислено для C₈H₈O₂NCl 185,0243 найдено: 186,0317. ИК-спектр, см^–1: 1676 – сильные валентные колебания амидной связи, 3110 – сильные валентные колебания NH-связи амидной группы, 1454–1564 – валентные колебания С=С-связи ароматического кольца, 776–865 – деформационные колебания ароматического кольца, 1276 – валентные колебания С-N-связи, 3373 – сильные валентные колебания ОН-группы.

III) Синтез 2-хлоро-N-(4-гидроксифенил)ацетамида. В круглодонную колбу, снабженную обратным холодильником, вносили 30 мл насыщенного раствора ацетата натрия в уксусной кислоте, 1,09 г (0,01 моль) п-аминофенола добавили медленно и смесь охлаждали до –2 °С. При охлаждении к раствору добавили по каплям 0,8 мл (0,01 моль) хлорацетилхлорида, после чего полученную смесь перемешивали в течение 2 часов при комнатной температуре. Затем реакционную смесь фильтровали и фильтрат промывали два раза водой. Полученный продукт – белые кристаллы. Т. пл. – 148 ^○С. Выход: 72% (1,33 г). ¹H NMR (400 MHz, DMSO‑d₆) δ: 4,19 (s, 2H), 6,72 (d, J = 8,8 Hz, 2H), 7,37 (d, J ј 8,8 Hz, 2H), 9,30 (s, 1H), 10,04 (s, 1H). ESI-MS вычислено для C₈H₈O₂NCl 185,0243 найдено: 186,0318. ИК-спектр, см^–1: 1656 – сильные валентные колебания амидной связи, 2923 – сильные валентные колебания NH-связи амидной группы, 1512–1539 – валентные колебания С=С-связи ароматического кольца, 769–836 – деформационные колебания ароматического кольца, 1239 – валентные колебания С-N-связи, 3315 – сильные валентные колебания ОН-группы.

Заключение. Изучен процесс хлорацетилирования изомерных аминофенолов и сделан вывод, что эти реакции идут при низких температурах. Структура полученных продуктов подтверждены ИК-, ПМР-, масс-спектроскопией.

Список литературы:
1. Абдушукуров А.К. Перегруппировка м-толилхлорацетата // Узб. хим. журн. – 2005. – № 1. – С. 21–22.
2. Абдушукуров А.К. Перегруппировка фенилхлорацетата в присутствии малых количеств катализаторов // Узб. хим. журн. – 2005. – № 2. – С. 26–28.
3. Гриненко В.В. Синтез, фізико-хімічні та фармакологічні властивості похідних 2-гідроксіоксанілової та 2-гідроксималонанілової кислот: Автореф. – Харків, 2008. – С. 6–15.
4. Чориев А.У., Абдушукуров А.К. Синтез 3-Метоксифенилхлорацетата и реакции его с фенолом, 4-бромфенолом, 4-метоксифенолом и 4-хлорфенолами // Узб. хим. журн. – 2014. – № 1. – С. 16–18.