Схема синтеза новых соединений, содержащих два азольных гетероцикла | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Химия

Опубликовано в Молодой учёный №1 (135) январь 2017 г.

Дата публикации: 10.01.2017

Статья просмотрена: 33 раза

Библиографическое описание:

Нестеренко Т. М. Схема синтеза новых соединений, содержащих два азольных гетероцикла // Молодой ученый. — 2017. — №1. — С. 11-13. — URL https://moluch.ru/archive/135/37874/ (дата обращения: 20.08.2018).



В мировой практике с нарастающей интенсивностью ведутся работы по созданию новых биологически активных веществ. Основу таких работ обычно составляют исследования по синтезу и выявлению эффективности их использования, а также по разработке простых и экологически привлекательных методов получения таких веществ.

Азольные гетероциклические соединения являются элементами структуры большого числа разнообразных биологически активных веществ (метамизол натрия, флуконазол, кетоконазол, метронидазол и т. д.), обладающих обезболивающей, противовоспалительной, противогрибковой, противопротозойной, антибактериальной и другими видами активности.

На основании литературных данных было предположено, что соединения, содержащие в своей структуре два азотсодержащих гетероцикла, могут обладать ценными свойствами. Так, роль химии в производстве сельскохозяйственной продукции велика, и применение химических препаратов пока неизбежно и необходимо. Поэтому требования сегодняшнего дня — поиск, синтез и внедрение на поля новых регуляторов роста, обладающих минимальной токсичностью и мутагенной активностью. В настоящей работе представлена схема синтеза новых структур, потенциально обладающих рострегуляторными свойствами по отношению к растениям.

Общая схема синтеза состоит из трех основных стадий:

− Синтез азотсодержащих гетероциклических соединений (пиразолонов)

− Галогенирование (хлорирование или бромирование)

− Синтез натриевой соли азола и замена галогена на азол.

Но не все варианты комбинаций представленных стадий приводят к надлежащим результатам. Были исследованы три представленных на схеме пути синтеза:

  1. На первой стадии получается пиразолон, затем он галогенируется и на третьей стадии вступает в реакцию с натриевой солью азола с получением целевого продукта.
  2. На первой стадии галогенируется дикарбонильное соединение, затем в реакции с гидразин гидратом получаем галогенированный пиразолон и на последней стадии реакция с солью азола.
  3. На первой стадии галогенируется дикарбонильное соединение, затем заменяем галоген на азол и на третьей стадии в реакции с гидразин гидратом получаем целевое соединений.

Выбор способа галогенирования зависел от выбранного пути синтеза:

  1. В 1 и 3 галогенирование можно было проводить путем действия сульфурилхлорида в четыреххлористом углероде или хлороформе, предварительно охлаждая реакционную массу до 0ОС, и перемешивая в течение 4 часов. После чего, целевой продукт может быть выделен перегонкой в вакууме водоструйного насоса. Выход составляет 70–75 %. [1, 2]
  2. Универсальным является метод галогенирования с использованием N-бромсукцинимида или N-хлорсукцинимида в тетрагидрофуране. Выход целевого продукта можно повысить до 80–90 % используя хлорид алюминия или тетрагидроборат лития. Целевой продукт может быть выделен перегонкой в вакууме водоструйного насоса. [3, 4, 5, 6]

Метод А нельзя использовать в 1 пути синтеза, так как целевой продукт оказывается сильно загрязнен и выход падает до 30–40 %. Метод Б — более затратный и характеризуется большим количеством побочно образующихся продуктов реакции (они легкоотделимы и не влияют на выход целевого продукта, но необходимость их утилизировать в будущем может привести к дополнительным затратам).

Таким образом, был выбран метод галогенирования А и отклонен путь синтеза 1.

Получение пиразолонов осуществляется путем кипячения дикарбонильных соединений с гидразин гидратом в этаноле с обратным холодильником в течение 24 часов. Целевые пиразолоны выпадают в осадок и отфильтровываются по окончании реакции. Получение пиразолонов из а-хлордикарбонильных соединений проходит с низким выходом, и целевые продукты сильно загрязнены, из-за чего второй путь синтеза не подходит. [7, 8, 9, 10]

В итоге был принят за прототип путь синтеза 3 (рис. 1).

Рис. 1. Разработанная схема синтеза

Отделение целевых продуктов от примесей оказалась весьма тривиальной задачей, так как все вещества оказались достаточно устойчивыми, то был выбран способ перегонки в вакууме масляного насоса. Однако целевые продукты могут быть выделены также методом фильтрации с последующим промыванием небольшим количеством воды и петролейного эфира.

В связи с тем, что целевые продукты представляют собой сложные органические соединения с двумя гетероциклами в структуре, их идентификация — сложная задача. На основании какого-либо одного метода исследования невозможно с уверенностью утверждать о структуре продуктов. Необходимо проведение ряда стандартных аналитических работ: регистрация спектров ЯМР на ядрах 1H и 13С, регистрация масс-спектров в заданном интервале m/z, анализ пиков в режиме высокого разрешения и математическая обработка, регистрация элементного состава соединения, определение температуры плавления. Таким образом, подтверждается идентичность структуры соединений и определяется степень чистоты.

Литература:

  1. Atkins E. F. et al. Pseudohalogen chemistry. XI. Some aspects of the chemistry of α-thiocyanato-β-dicarbonyl compounds // Tetrahedron. — 1994. — Т. 50. — №. 24. — С. 7253–7264.
  2. Brasil E. M. et al. Azo-hydrazo conversion via [1,5]-hydrogen shifts. A combined experimental and theoretical study // Tetrahedron. — 2012. — Т. 68. — №. 34. — С. 6902–6907.
  3. Sreedhar B., Surendra Reddy P., Madhavi M. Rapid and Catalyst‐Free α‐Halogenation of Ketones using N‐Halosuccinamides in DMSO // Synthetic Communications. — 2007. — Т. 37. — №. 23. — С. 4149–4156.
  4. Tanemura K. et al. A mild and efficient procedure for α-bromination of ketones using N-bromosuccinimide catalysed by ammonium acetate // Chemical communications. — 2004. — №. 4. — С. 470–471.
  5. Yang D., Yan Y. L., Lui B. Mild α-halogenation reactions of 1,3-dicarbonyl compounds catalyzed by Lewis acids // The Journal of organic chemistry. — 2002. — Т. 67. — №. 21. — С. 7429–7431.
  6. Meshram H. M. et al. A green approach for efficient α-halogenation of β-dicarbonyl compounds and cyclic ketones using N-halosuccinimides in ionic liquids // Tetrahedron letters. — 2006. — Т. 47. — №. 6. — С. 991–995.
  7. Rodgers J. et al. Tetracyclic inhibitors of Janus kinases: заяв. пат. 11/115,702 США. — 2005.
  8. Abdel Hafez A. A. et al. Synthesis of some new 8-quinolinyloxy-5-sulfonamide derivatives // Collection of Czechoslovak chemical communications. — 1994. — Т. 59. — №. 4. — С. 957–977.
  9. Abdel-Rahman T. M. Heterocyclic compounds from 4h-3, 1-benzoxazin-4-one derivatives as anticancer agent // Journal of heterocyclic chemistry. — 2005. — Т. 42. — №. 7. — С. 1257.
  10. Granberg I. I., Nam N. L., New type of condensation of 5-pyrazolones unsubstituted at the nitrogen. // Chem. Heterocycl. Comp. — 30. — 5. — C. 540–543.

[1] Работа поддержана грантом «УМНИК» 9750ГУ2/2015.

Основные термины (генерируются автоматически): целевой продукт, путь синтеза, гидразин гидратом, соединение, водоструйный насос, получение пиразолонов, выход, стадий.


Похожие статьи

Изучение процесса получения цианистого натрия как...

Цианистый натрий используется как промежуточный продукт для получения гидантоина, из которого далее синтезируют

Реакция гидролиза протекает путем воздействия едкого натра на гидантоин: Одним из исходных веществ при синтезе метионина является цианистый натрий.

Изучение процесса получения гидантоина как промежуточного...

Процесс получения гидантоина состоит из двух последовательных стадий: синтеза гидантоина и разложения

Гидантоин по методу Бухерера получают путем воздействия цианистого натрия на

Гидролиз гидантоина с получением целевого продукта — метионата натрия.

Синтез органических производных меди (II)

Химическим путем установлен состав кристаллогидратов синтезированных веществ.

Установлено, что при повышении температуры реакции резко снижается выход целевых продуктов, что связано либо с их гидролизом, либо с предполагаемыми побочными...

Усовершенствование процесса получения цианистого натрия

Выход по стадии синтеза целевого продукта составляет 62,8 %.

Изучение процесса получения цианистого натрия как промежуточного продукта в синтезе метионина.

Технология получения ферратов, предусматривающая...

Для получения чистого продукта Фреми растворял феррат калия в воде и осаждал его концентрированным раствором гидроксида калия [3].

Далее процесс вели подобно первоначальному варианту, выходом по основному продукту до 76 %.

Очистка и восстановление отработанных масел | Статья в журнале...

Процесс Lubrex с использованием гидроксида и бикарбоната натрия (Швейцария) позволяет перерабатывать любые отработанные масла с выходом целевого продукта до 95 % [5,6].

Возможные пути защиты поверхностей нагрева от коррозии во...

В статье рассмотрены и проанализированы возможные пути защиты поверхностей нагрева от коррозии оборудования современных ТЭЦ.

Гидразин-гидрат при высокой температуре (более 300 °С) разлагается с образованием

‒ в питательной воде определение соединений железа

Химико-технологические аспекты процесса регенерации...

После этой стадии проводится экспресс-анализ компонентов. Перспективные партии сырья подвергают вакуумной перегонке в два этапа.

Кроме того, физико-химические методы, используемые при регенерации, позволяют получить в качестве целевого продукта...

Изучение процесса получения цианистого натрия как...

Цианистый натрий используется как промежуточный продукт для получения гидантоина, из которого далее синтезируют

Реакция гидролиза протекает путем воздействия едкого натра на гидантоин: Одним из исходных веществ при синтезе метионина является цианистый натрий.

Изучение процесса получения гидантоина как промежуточного...

Процесс получения гидантоина состоит из двух последовательных стадий: синтеза гидантоина и разложения

Гидантоин по методу Бухерера получают путем воздействия цианистого натрия на

Гидролиз гидантоина с получением целевого продукта — метионата натрия.

Синтез органических производных меди (II)

Химическим путем установлен состав кристаллогидратов синтезированных веществ.

Установлено, что при повышении температуры реакции резко снижается выход целевых продуктов, что связано либо с их гидролизом, либо с предполагаемыми побочными...

Усовершенствование процесса получения цианистого натрия

Выход по стадии синтеза целевого продукта составляет 62,8 %.

Изучение процесса получения цианистого натрия как промежуточного продукта в синтезе метионина.

Технология получения ферратов, предусматривающая...

Для получения чистого продукта Фреми растворял феррат калия в воде и осаждал его концентрированным раствором гидроксида калия [3].

Далее процесс вели подобно первоначальному варианту, выходом по основному продукту до 76 %.

Очистка и восстановление отработанных масел | Статья в журнале...

Процесс Lubrex с использованием гидроксида и бикарбоната натрия (Швейцария) позволяет перерабатывать любые отработанные масла с выходом целевого продукта до 95 % [5,6].

Возможные пути защиты поверхностей нагрева от коррозии во...

В статье рассмотрены и проанализированы возможные пути защиты поверхностей нагрева от коррозии оборудования современных ТЭЦ.

Гидразин-гидрат при высокой температуре (более 300 °С) разлагается с образованием

‒ в питательной воде определение соединений железа

Химико-технологические аспекты процесса регенерации...

После этой стадии проводится экспресс-анализ компонентов. Перспективные партии сырья подвергают вакуумной перегонке в два этапа.

Кроме того, физико-химические методы, используемые при регенерации, позволяют получить в качестве целевого продукта...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Изучение процесса получения цианистого натрия как...

Цианистый натрий используется как промежуточный продукт для получения гидантоина, из которого далее синтезируют

Реакция гидролиза протекает путем воздействия едкого натра на гидантоин: Одним из исходных веществ при синтезе метионина является цианистый натрий.

Изучение процесса получения гидантоина как промежуточного...

Процесс получения гидантоина состоит из двух последовательных стадий: синтеза гидантоина и разложения

Гидантоин по методу Бухерера получают путем воздействия цианистого натрия на

Гидролиз гидантоина с получением целевого продукта — метионата натрия.

Синтез органических производных меди (II)

Химическим путем установлен состав кристаллогидратов синтезированных веществ.

Установлено, что при повышении температуры реакции резко снижается выход целевых продуктов, что связано либо с их гидролизом, либо с предполагаемыми побочными...

Усовершенствование процесса получения цианистого натрия

Выход по стадии синтеза целевого продукта составляет 62,8 %.

Изучение процесса получения цианистого натрия как промежуточного продукта в синтезе метионина.

Технология получения ферратов, предусматривающая...

Для получения чистого продукта Фреми растворял феррат калия в воде и осаждал его концентрированным раствором гидроксида калия [3].

Далее процесс вели подобно первоначальному варианту, выходом по основному продукту до 76 %.

Очистка и восстановление отработанных масел | Статья в журнале...

Процесс Lubrex с использованием гидроксида и бикарбоната натрия (Швейцария) позволяет перерабатывать любые отработанные масла с выходом целевого продукта до 95 % [5,6].

Возможные пути защиты поверхностей нагрева от коррозии во...

В статье рассмотрены и проанализированы возможные пути защиты поверхностей нагрева от коррозии оборудования современных ТЭЦ.

Гидразин-гидрат при высокой температуре (более 300 °С) разлагается с образованием

‒ в питательной воде определение соединений железа

Химико-технологические аспекты процесса регенерации...

После этой стадии проводится экспресс-анализ компонентов. Перспективные партии сырья подвергают вакуумной перегонке в два этапа.

Кроме того, физико-химические методы, используемые при регенерации, позволяют получить в качестве целевого продукта...

Изучение процесса получения цианистого натрия как...

Цианистый натрий используется как промежуточный продукт для получения гидантоина, из которого далее синтезируют

Реакция гидролиза протекает путем воздействия едкого натра на гидантоин: Одним из исходных веществ при синтезе метионина является цианистый натрий.

Изучение процесса получения гидантоина как промежуточного...

Процесс получения гидантоина состоит из двух последовательных стадий: синтеза гидантоина и разложения

Гидантоин по методу Бухерера получают путем воздействия цианистого натрия на

Гидролиз гидантоина с получением целевого продукта — метионата натрия.

Синтез органических производных меди (II)

Химическим путем установлен состав кристаллогидратов синтезированных веществ.

Установлено, что при повышении температуры реакции резко снижается выход целевых продуктов, что связано либо с их гидролизом, либо с предполагаемыми побочными...

Усовершенствование процесса получения цианистого натрия

Выход по стадии синтеза целевого продукта составляет 62,8 %.

Изучение процесса получения цианистого натрия как промежуточного продукта в синтезе метионина.

Технология получения ферратов, предусматривающая...

Для получения чистого продукта Фреми растворял феррат калия в воде и осаждал его концентрированным раствором гидроксида калия [3].

Далее процесс вели подобно первоначальному варианту, выходом по основному продукту до 76 %.

Очистка и восстановление отработанных масел | Статья в журнале...

Процесс Lubrex с использованием гидроксида и бикарбоната натрия (Швейцария) позволяет перерабатывать любые отработанные масла с выходом целевого продукта до 95 % [5,6].

Возможные пути защиты поверхностей нагрева от коррозии во...

В статье рассмотрены и проанализированы возможные пути защиты поверхностей нагрева от коррозии оборудования современных ТЭЦ.

Гидразин-гидрат при высокой температуре (более 300 °С) разлагается с образованием

‒ в питательной воде определение соединений железа

Химико-технологические аспекты процесса регенерации...

После этой стадии проводится экспресс-анализ компонентов. Перспективные партии сырья подвергают вакуумной перегонке в два этапа.

Кроме того, физико-химические методы, используемые при регенерации, позволяют получить в качестве целевого продукта...

Задать вопрос