Cинтез α-аминонитрилов | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Несмотря на коронавирус, электронный вариант журнала выйдет 13 июня.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Панжиев, О. Х. Cинтез α-аминонитрилов / О. Х. Панжиев, Ж. Р. Чулиев, Ш. Т. Бегамов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 19 (257). — С. 3-7. — URL: https://moluch.ru/archive/257/56700/ (дата обращения: 30.05.2020).



Применение химических средств защиты растений является одним из важнейших агропромышленных приемов повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Использование их, в том числе регуляторов роста растений, способствует повышению устойчивости растений к болезням и неблагоприятным условиям, раннему созреванию урожая, увеличению урожайности и получению более высокосортного продукта. К одному из перспективных классов соединений в качестве стимуляторов роста растений можно отнести α-аминонитрилы- нитрилы жизненно важных α-аминокислот. В ряду последних выявлены высокоэффективные препараты [1–3].

Вместе с этим α-аминонитрилы имеют в своей молекуле несколько реакционных центров (нитрильную, амино- и активированную метиленовую группы, а также (β-углеродные атомы), которые могут подвергаться различным химическим превращениям. Поэтому разработка методов синтеза α-аминонитрилов, изучение их реакций, выявление факторов, влияющих на ход реакций и поиск биологически активных веществ в этом ряду является актуальной задачей.

В литературе известен метод синтеза N--цианизопропил)метиламина и N--цианизопропил)этиламина [4].

Но в этих работах отсутствуют данные о выходах продуктов реакции. Мыисследовали реакцию ацетонциангидрина с метил и этиламинами прикомнатной температуре. Оказалось, что она идет экзотермически изаканчивается быстро. Такая экзотермическая реакция обусловлена сильнойосновностью используемых аминов и кислотностью ацетонциангидрина.

Синтез N--цианизопропил)диметиламина и N--цианизопропил)ди-этиламина также проведен при комнатной температуре.

Надо отметить, что при этом продукты реакции получены с высокими

выходами.

Исследование реакции ацетонциангидрина с гетероциклическими (морфолин, пиперидин) аминами представляет интерес для синтеза потенциальных биологически активных веществ. При проведении ее при комнатной температуре выходы ожидаемых α-аминонитрилов были низкими. Поэтому мы решили проводить реакцию при температуре кипения растворителя (бензола) и с отгонкой выделяющейся воды. В этом случае выходы продуктов реакции были высокие и достигали 90–92 %.

Увеличение выходов продуктов реакции при отгонке выделяющейся воды обусловлено сдвигом равновесия реакции направо в сторону образования α-аминонитрилов.

В литературе известен метод синтеза N,N-бис(α-цианизопро-пил)этилендиамина из ацетонциангидрина и этилендиамина. Это соединение получено как взаимодействием ацетона с цианистым калием и водным раствором этилендиамина, так и из ацетонциангидрина и этилендиамина.

Реакция ацетонциангидрина с этилендиамином может протекать по крайней мере в двух направлениях с образованием моно- и диаминонитриловVII и VIII.

В литературе отсутствуют какие-либо сведения о моноаминонитрилах типа VII. α-Аминонитрилы, имеющие подобную свободную аминогруппу представляют большой теоретический интерес, поскольку они могут служить в качестве исходных веществ для изучения разнообразных химических превращений, из-за наличия в их молекуле NH-, NH2 и CN групп. Кроме того они интересны и с практической точки зрения.

Нам удалось синтезировать как моно-, так и бис-аминонитрилы, подбирая условия реакции.

Для получения монопродукта мы провели реакцию при охлаждении в ледяной бане. Реакцию осуществляли прибавлением ацетонциангидрина к этилендиамину по каплям, а продолжительность ее были 1–2 часа.

На ход реакции ацетонциангидрина с диаминами существенное влияние оказывает температура, природа растворителя и т. д.

Этилендиамин относятся к сильноосновным соединениям. Поэтому при соотношении этилендиамин:ацетонциангидрин 1:1 при комнатной температуре образуется исключительно бис-аминонитрил, а при температуре +5–7°С была получена смесь моно- ибис-аминонитрилов. Проведение реакции при соотношении этилендиамин:ацетонциангидрин 1:1 температуре ниже 0°С (ледяная баня) позволяет получить моно-аминонитрил с хорошими выходами.

Таблица 1

Некоторые физико-химические характеристики моно- ибис-α-аминонитрилов

Соединение

Выход,%

Т.пл. или Т.кип., °С

Rf

Мол.ве с

Брутто формула

I

83

105–107 (10мм рт.ст.)

0.86

98

C5H10N2

II

86

110–112 (10мм рт.ст.)

0.72

112

C6H12N2

III

88

120–122 (10мм рт.ст.)

0.67

127

C6H12N2

IV

94

132–134 (10 ммрт.ст.)

0.52

140

C8H16N2

V

86

72–73

0.77

152

C9H16N2

VI

85

81–83

0.68

138

C8H14N2

VII

89

53–55

0.50

127

C6H13N3

VIII

94

47–48

0.41

194

C10H18N4

Причем анализ реакционной смеси с помощью ТСХ показывает, что при этом образуется исключительно один продукт, т. е. в ней отсутствуют бис-аминонитрилыVIII.

Как видно из этих данных выходы продуктов реакции высокие, что обусловлено относительно высокой основностью используемого диамина.

Изучение ИК-спектров соединений I-VIII показывают, что в них имеются интенсивные полосы поглощения при 2218–2230 см-1, но в большинстве случаев они четко проявляются в области 2223–2226 см-1, характерные для CN-групп.

Надо отметить, что в ИК-спектрах соединений VII-VIII ярко выражены полосы поглощения в области 3460–3480 см-1, что соответствуют свободной аминогруппе, а также наблюдается интенсивные полосы поглощения в области 3318–3338 см-1, характерные для NH-групп.

В масс-спектрах синтезированных соединений наблюдаются пики молекулярного иона с небольшой интенсивностью, а наиболее часто встречаются фрагменты, соответствующим отщеплению изопропилового остатка и нитрильной группы из молекулярного иона.

Таким образом нами разработан метод получения моно- и бис-α-аминонитрилов. Эти соединения представляют собой низкоплавкие или маслообразные вещества, без запаха.

Надо отметить при комнатной температуре N,N-бис(α-цианизопро-пил)этилендиамин превращался из кристаллического состояния в маслообразного состояния. Из ходя из этого мы провели рентгеноструктурный анализ данного α-аминонитрила.

Экспериментальная часть

ИК-спектры получены на Фурье-спектрометре модели 2000 (PerkinElmer) в таблетках КВг, Масс-спектры сняты на приборе MX-1303, спектры ПМР- на приборе JNM-4H-100 VarianUnity 400(+) в CD3OD, внутренний стандарт ГМДС. Чистота продуктов и ход реакции контролировали методом ТСХ на пластинках SilufolUV-254 в разных системах растворителей.

Проявители: пары йода, УФ-свет. Температура плавления полученных соединений определили в микроскопе Боэтуса.

Получение исходных соединений.

Пиперидин, морфолин, этилендиамин и ацетонциангидрин очистили перегонкой в вакууме или при атмосферном давлении или же перекристаллизацией из соответствующего растворителя, также этилендиамин использован в виде 50 % и 70 %-ного водного раствора. В отдельных случаях безводный этилендиаминполучен перегонкой под вакуумом и после сушки над сульфатом натрия или хлоридом кальция.

Растворители очищены и абсолютированы по методике [5]. Циангидринполучен по методике [6].

Литература:

  1. H. C. Freeman, M. R. Snov, I. Nitta and K.Tomita, A refinement of the structure of bisglycinocopper (II) monohydrate. Acta Crystallografica-1994. T. 17. № 11.С. 1463–1470.
  2. Ratner S., Clarke H. T. The Action of formaldehyde upon Cysteine// J. Am. Chemical Society, 2014. — Vol. 59. Iss. 1. — P. 200–206
  3. Ratner S., Clarke H. T. Production of Cystiene: Approaches, Challenges and Potential. J. of Biotechnology for Wellness Industries. 2015 3(3) 95–101
  4. Tiemann G., Piest К. Ueber Phenylanilidoeisegsaure, his Amid und nitrile// Chem. Ber. -1988. -Jg.15.- P. 2028
  5. Беккер Г., Бергер В., Домшке Г. Органикум //Практикум по органической химии. Перснем. Под. ред. Попова В. М., Пономарева С. В. -М.: Мир., 1979. Т.2. С. 353–380.
  6. Назаров И. Н., Архем А. А. Синтез циангидринов // ЖОХ. -1955. -Т.25. С-1345–1347.
Основные термины (генерируются автоматически): VII, комнатная температура, VIII, соединение, водный раствор, молекулярный ион, I-VIII, III, VII-VIII, интенсивная полоса поглощения.


Похожие статьи

VIII, III, VII, соединение, элементный анализ, НАНА Азербайджана...

Определение структуры новых синтезированных органических соединений IVIII было

VIII наряду с перечисленными выше харак-теристиками структуры интенсивно проявляются

VIII, III, соединение, VII, элементный анализ, синтез соединения, органический слой, масса...

VIII, III, VII, соединение, элементный анализ, НАНА Азербайджана...

Синтез соединения VIII был проведен аналогично синтезу соединения V. Структура синтезированного соединения N,N'-ди[1-винил-3,4

В масс спектрах соединений IX-XII было определено, что их молекулярным массам соответствуют молекулярные ионы 905 m/е, 961...

VIII, III, соединение, VII, элементный анализ, синтез соединения...

В ИК спектре соединений V-VIII проявляются полосы, характеризующие С–О–С простую эфирную группу 1050, 1080 см-1; СН2 группу 2950

Наряду с указанными выше полосами в ИК спектре соединения VIII проявляются интенсивные полосы в группе 2-хлор-5-оксогексен-2...

Исследование комплексообразования мeди...

С другой стороны увеличивается концентрация в водном растворе неэкстрагирующегося

В ИК-спектрах комплекса в области 950–960 см-1 появляется интенсивная полоса

Обнаружение полосы поглощения при 2380 см-1 указывает на наличие протонированного...

Изучение и синтез лекарственных веществ на основе...

VIII.

Для всех изученных веществ полоса поглощения изопропильной группы при С5 составляет

Основные термины (генерируются автоматически): дегидратация, кольцеобразный оксид алюминия, стирол, технологическая схема, III, VII, VIII, продукт, процесс дегидратации.

Получение водорастворимых гуминовых соединений при...

В данной статье рассматриваются гуминовые соединения, полученные из бурых углей путем обработки растворами щелочей. Перевод гуминовых соединений в водорастворимую форму при использовании комплексона ОЭДФ.

Эколого-аналитический мониторинг снежного покрова городов...

Поглощение больших количеств меди человеком может привести к болезни Вильсона.

Чаще всего в природных водах встречаются соединения меди двухвалентной.

– изменение состава и температуры атмосферы и создание условий, неблагоприятных для выживания

Количественное определение водорастворимой формы ионов меди, свинца и кадмия...

Синтез соединений марганца в различных степенях окисления

Для водных растворов обоих веществ были сняты спектры поглощения, а для манганата (VI)

При более долгом стоянии раствора на холоде целевой продукт формирует мелкие

Для получения триоксалатоманганата (III) калия без примеси оксалата калия была использована...

Синтез пирозолинкарбоксилата, потенциально обладающего...

Затем реакционную смесь нагрели до комнатной температуры и оставили на 72 ч

Составы и структуры синтезированных новых соединений I-VIII были установлены на основании

Синтез и исследование структуры и свойств комплексных соединений двухвалентного марганца со...

Синтез и исследование свойств комплексов марганца (II) и рения...

В последние годы комплексные соединения переходных металлов с органическими донорными основаниями находят все более широкое применение в

С другой стороны, комплексные соединения многих переходных элементов в том числе марганца и рения могут обладать...

Похожие статьи

VIII, III, VII, соединение, элементный анализ, НАНА Азербайджана...

Определение структуры новых синтезированных органических соединений IVIII было

VIII наряду с перечисленными выше харак-теристиками структуры интенсивно проявляются

VIII, III, соединение, VII, элементный анализ, синтез соединения, органический слой, масса...

VIII, III, VII, соединение, элементный анализ, НАНА Азербайджана...

Синтез соединения VIII был проведен аналогично синтезу соединения V. Структура синтезированного соединения N,N'-ди[1-винил-3,4

В масс спектрах соединений IX-XII было определено, что их молекулярным массам соответствуют молекулярные ионы 905 m/е, 961...

VIII, III, соединение, VII, элементный анализ, синтез соединения...

В ИК спектре соединений V-VIII проявляются полосы, характеризующие С–О–С простую эфирную группу 1050, 1080 см-1; СН2 группу 2950

Наряду с указанными выше полосами в ИК спектре соединения VIII проявляются интенсивные полосы в группе 2-хлор-5-оксогексен-2...

Исследование комплексообразования мeди...

С другой стороны увеличивается концентрация в водном растворе неэкстрагирующегося

В ИК-спектрах комплекса в области 950–960 см-1 появляется интенсивная полоса

Обнаружение полосы поглощения при 2380 см-1 указывает на наличие протонированного...

Изучение и синтез лекарственных веществ на основе...

VIII.

Для всех изученных веществ полоса поглощения изопропильной группы при С5 составляет

Основные термины (генерируются автоматически): дегидратация, кольцеобразный оксид алюминия, стирол, технологическая схема, III, VII, VIII, продукт, процесс дегидратации.

Получение водорастворимых гуминовых соединений при...

В данной статье рассматриваются гуминовые соединения, полученные из бурых углей путем обработки растворами щелочей. Перевод гуминовых соединений в водорастворимую форму при использовании комплексона ОЭДФ.

Эколого-аналитический мониторинг снежного покрова городов...

Поглощение больших количеств меди человеком может привести к болезни Вильсона.

Чаще всего в природных водах встречаются соединения меди двухвалентной.

– изменение состава и температуры атмосферы и создание условий, неблагоприятных для выживания

Количественное определение водорастворимой формы ионов меди, свинца и кадмия...

Синтез соединений марганца в различных степенях окисления

Для водных растворов обоих веществ были сняты спектры поглощения, а для манганата (VI)

При более долгом стоянии раствора на холоде целевой продукт формирует мелкие

Для получения триоксалатоманганата (III) калия без примеси оксалата калия была использована...

Синтез пирозолинкарбоксилата, потенциально обладающего...

Затем реакционную смесь нагрели до комнатной температуры и оставили на 72 ч

Составы и структуры синтезированных новых соединений I-VIII были установлены на основании

Синтез и исследование структуры и свойств комплексных соединений двухвалентного марганца со...

Синтез и исследование свойств комплексов марганца (II) и рения...

В последние годы комплексные соединения переходных металлов с органическими донорными основаниями находят все более широкое применение в

С другой стороны, комплексные соединения многих переходных элементов в том числе марганца и рения могут обладать...

Задать вопрос