Димеризация несимметричного цианинового красителя под действием N-бромсукцинимида | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 20 марта, печатный экземпляр отправим 24 марта.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Химия

Опубликовано в Молодой учёный №7 (349) февраль 2021 г.

Дата публикации: 11.02.2021

Статья просмотрена: 15 раз

Библиографическое описание:

Митрошин, А. М. Димеризация несимметричного цианинового красителя под действием N-бромсукцинимида / А. М. Митрошин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 7 (349). — С. 7-10. — URL: https://moluch.ru/archive/349/78585/ (дата обращения: 06.03.2021).



В статье представлена методика полного синтеза несимметричного цианинового красителя на основе 5-метокси-2,3,3-триметилиндоленина. Приведены данные по беспрецедентной реакции димеризации получившегося красителя.

Ключевые слова: цианиновые красители, димеризация, полный синтез.

В связи с развитием оптоэлектроники появилась необходимость в создании новых материалов с нелинейными оптическими свойствами. В качестве таковых были получены полимеры, содержащие цианиновые хромофоры в основной цепи [1]. В ходе экспериментов по созданию таких структур была выявлена способность дикарбоцианиновых красителей к димеризации [2].

В рамках этой работы был проведен полный синтез димера красителя, начиная с получения 5-метокси-2,3,3-индоленина из п -метоксианилина, приведенного на рис 1. Методика синтеза описана далее постадийно.

Схема синтеза 5-метокси-2,3,3-индоленина

Рис. 1. Схема синтеза 5-метокси-2,3,3-индоленина

4-метоксидиазобензола хлорид (2) Встакане на 500 мл смешивают 60 мл воды и 60 мл (0.6 мол.) концентрированной соляной кислоты. В этой смеси растворяют, добавляя небольшими порциями, 24,6 г предварительно измельченного п -метоксианилина. Далее при интенсивном перемешивании раствор амина быстро охлаждают до 0°С смесью льда с поваренной солью и добавляют к нему раствор 13,8 г нитрата натрия в 80 мл воды. Добавление производят медленно с помощью капельной воронки таким образом, чтобы температура не поднималась выше 5 °С. Образовавшийся осадок отфильтровывают и промывают водой.

(4-метоксифенил)гидразин гидрохлорид (3) Встакан емкостью 2 л, снабженный мешалкой, помещают раствор 260 г гидросульфита натрия в 750 мл воды и порциями добавляют весь 4-метоксидиазобензола хлорид, полученный в первой реакции. После добавления каждой порции проверяют рН раствора и прикалыванием 30 %-го раствора гидроксида натрия доводят рН до 6.0–6.8. По окончании прибавления соли метоксидиазобензола доводят рН до 6,5. Реакционную смесь, окрашенную в красный цвет, нагревают до обесцвечивания (2–4 ч). При этом через 40 мин добавлением соляной кислоты доводят рН горячей смеси до 6,5. После охлаждения в реакционную смесь добавляют 325 мл концентрированной соляной кислоты — выпадает осадок. Смесь охлаждают до 0°С и оставляют на 3 ч при этой температуре. Продукт отфильтровывают и промывают спиртом, затем эфиром.

5-метокси-2,3,3-триметилиндоленин (4) Вкруглодонную колбу на 100 мл помещают 6,9 г соединения 3 , 10,7 мл 3-метилбутан-2-она и 150 мл метилового спирта. Кипятят 6 часов. Осадок отфильтровывают, затем растворяют в хлористом метилене и промывают водой на делительной воронке.

Следующим этапом работы было получение несимметричного цианинового красителя 6. Синтетическая схема представлена на рис. 2.

Схема синтеза цианинового красителя

Рис. 2. Схема синтеза цианинового красителя

Четвертичная соль 5-метокси-2,3,3-индоленина (5) Вгерметичной баночке из толстого стекла смешивают 8,5 г. 5-метокси-2,3,3–триметилиндоленина, 4,6 мл (1,5 эквивалента) иодэтана и 30 мл ацетонитрила и кипятят 10 часов при температуре 110°С. После того как содержимое баночки остынет, на фильтре отделяют продукт, затем промывают диэтиловым эфиром.

Цианиновый краситель (6) Вколбе на 50 мл смешивают 345 мг соединения 5 и 459 мг мг соединения 7 , добавляют 200 мг ацетата натрия и 30 мл метанола. Реакционную массу кипятят с обратным холодильником 6 часов. Образовавшийся краситель очищают методом колоночной хроматографии.

Заключительным и важнейшим этапом работы являлся синтез димера красителя 6 , осуществляемый под действием N -бромсукцинимида. Схема данного процесса представлена на рис. 3.

Схема реакции димеризации

Рис. 3. Схема реакции димеризации

В колбе на 50 мл смешивают 150 мг красителя 6 , 74 мг N -бромсукцинимида и 20 мл хлороформа. Реакционную массу перемешивают 5 часов при комнатной температуре. Конечный продукт очищают колоночной хроматографией.

Структура полученного соединения подтверждены результатами ES-MS и ЯМР-спектроскопии на ядрах 1 H и 13 C.

Литература:

1. Goikhman M. Ya. et al. // Polymer Science. S. A. 2011. V. 53. No. 6. P. 457–468.

2. Miltsov S. et al. // Tetrahedron Letters. 2019. V. 60. P. 151005.

Основные термины (генерируются автоматически): краситель, мл воды, полный синтез, ES-MS, колоночная хроматография, концентрированная соляная кислота, реакционная масса, реакционная смесь, схема синтеза, этап работы.


Ключевые слова

цианиновые красители, димеризация, полный синтез
Задать вопрос