Кенжетаева С.О., Абдыгалимова С.Ш. и др.
чивается с ростом концентрации последних. Наилучшие результаты извлечения получены с 0,32 моль/л ДАГУК.
Наблюдается тенденция изменения полной емкости по массе экстрагентов по металлу в зависи- мости от количества углеродных атомов в молекуле. Поскольку емкость по массе экстрагента по из- влекаемому металлу является основной характеристикой любого экстрагента, то из этого следует, что лучшим экстрагентом должен быть тот, у которого выше емкость по массе. Результаты изучения за- висимости емкости по массе от длины углеводородных цепей показали, что увеличение числа угле- родных атомов в радикале обусловливает снижение емкости по массе.
По сравнению с известными экстрагентами (ТОА, ТАА) исследуемые соединения хорошо извле- кают металлы из растворов с высоким содержанием серной кислоты.
Таким образом, проводимые исследования, сосредоточенные на развитие таких приоритетных задач, как разработка технологически приемлемых методов синтеза веществ с практически полезны- ми свойствами, расширит возможности извлечения и концентрирования металлов.
References
1. Schmidt B.C. Extraction by amines. — M.: Atomizdat, 1970. — 312 p.
2. Barton, Ollis W.D. Comprehensive Organic Chemistry. — M.: Chemistry, 1982. — Vol. 3. — 736 p.
3. Radushev A.V., Batueva T.D., Gusev V.Y. Physico-chemical properties of N,N'-dialkylhydrazides of 2-ethylhexanoic acid //
J. Gen. Chem. — 2006. — Vol. 76. — № 8. — P. 1246–1249.
УДК 547.057
Синтез и химические превращения 4-(N-морфолил)бензальдегида
Синтез и химические превращения…
По аналогии с методикой, описанной в [2], мы провели замещение атома фтора в 4-фтор- бензальдегиде на остаток морфолина.
N CO
N H CO H
F H
+ K2CO3, DFA 150 0C, 20-25ч
1
O O
Проведение указанной реакции осложнилось длительностью проведения синтеза (более 20 ч) и незначительным выходом образующегося в реакции соединения (1). С целью интенсификации про- цесса получения (1) нами был изучен метод его получения в условиях микроволновой активации. Для проведения реакции мы использовали специально подготовленный катализатор на подложке силика- геля марки Silpearl, активированный двукратным количеством поташа. Для равномерного распреде- ления поташа на силикагеле его растворяли в небольшом количестве воды и суспендировали в рас- твор силикагель. Воду упаривали, образующийся сухой остаток тщательно растирали в ступке и су- шили при температуре 120 оС. Установлено, что в условиях МВ-облучения реакция получения 4-(N- морфолил)бензальдегида (1) может быть успешно проведена в течение 30 мин в среде ДМФА с ис- пользованием указанной выше подложки. Общая методика синтеза (1) приведена в эксперименталь- ной части.
В спектре ЯМР 1Н (DMSO-d6, 500 МГц) соединения (1) сигналы метиленовых протонов морфо- линового фрагмента прописываются в виде двух триплетов в области с центром 3,36 и 3,72 м.д. Два дублета в области 7,73 и 7,08 м.д. соответствуют орто- и метапротонам 4-(N-морфолил)фенильного фрагмента. Альдегидный протон проявляется узким синглетом при 9,76 м.д.
Синтезированное производное (1) может представлять собой весьма перспективный синтон для включения биологически активной молекулы морфолина в разнообразные производные.
Так, нами изучена трехкомпонентная конденсация тиомочевины, ацетоуксусного эфира и 4-мор- фолинобензальдегида (1) по реакции Биджинелли в условиях конвекционного нагрева и микроволно- вого облучения в среде ДМФА. Типичная реакция Биджинелли с участием ацетоуксусного эфира, альдегида и тиомочевины в стандартных условиях осуществляется в присутствии соляной или серной кислот, более предпочтительным является использование неорганических солей — кислот Льюи- са [3]. В стандартных условиях при кипячении в среде этилового спирта взаимодействие ацетоуксус- ного эфира, 4-(N-морфолил)бензальдегида (1) и тиомочевины в присутствии MnCl·4H2O привело к образованию этил-6-метил-4-(4-морфолинофенил)-2-тиоксо-1,2,3,4-тетрагидропиримидин карбокси- лата (2) с выходом 80 %.
CH3 C O
CH2 C O
OC2H5 + +
NH2 C S NH2
EtOH
N HN C
C CH3 S
C2H5O O
H
O N C O
H
O N
MnCl 4H. 2O
2 1
Реакцию в условиях микроволнового облучения проводили при различных значениях мощности и времени, а также в среде различных растворителей. Установлено, что при применении микроволно- вой активации реакционных компонентов в среде ДМФА время реакции удается сократить с 8–10 ч до 1 ч при мощности облучения 500 Вт. Выход продукта (2) составил 81 %.
С целью получения на основе соединения 2 производного 3,5-дигидро-2H-тиазоло[3,2-a]пирими- дина был разработан новый, препаративно более доступный метод получения, заключающийся в ки- пячении толуольного раствора этил-6-метил-4-(4-морфолинофенил)-2-тиоксо-1,2,3,4-тетрагидропири- мидина карбоксилата (2) с небольшим избытком метилового эфира хлоруксусной кислоты в присут- ствии триэтиламина.
Нуркенов О.А., Аринова А.Е.
При проведении реакции предполагалось, что реакция остановится на стадии образования одно- го из промежуточных продуктов S- либо N-алкилирования, образование которых зависит от приме- няемых растворителей и акцепторов, влияющих, вероятно, на процесс тион-тиольного перехода. Од- нако был выделен целевой продукт циклизации (3) с 56 %-ным выходом.
Cl CH2 O OMe (C2H5)3N
110 oC N
HN C
C CH3
S
C2H5O O O N H
2
N C HN
C CH3
S
C2H5O O
O N
CH2 C O H3CO
- CH3OH
N C N
C CH3
S
C2H5O O
O N
3
O
Соединение 3 представляет собой светло-коричневое кристаллическое вещество, хорошо рас- творимое в горячих бензоле, этилацетате, этаноле, с температурой плавления, меньшей, чем у исход- ного тиона 2. Образование этилового эфира 5-(4-морфолинофенил)-7-метил-3-оксо-3,5-дигидро-2H- тиазоло[3,2-a]пиримидин-6-карбоновой кислоты (3) доказано отсутствием в ИК-спектре полос по- глощения валентных колебаний аминогрупп N–H в области 3290 см-1 по сравнению с исходным (2) и появлением колебаний карбонила С=О в циклической тиазольной системе в области 1730 см-1.
Физико-химические константы, выходы и данные элементного анализа соединений (1–3) пред- ставлены в таблице.
Т а б л и ц а Физико-химические константы и данные элементного анализа синтезированных соединений (1–3)
№ соед.
Выход, % Т. пл., оС Найдено, % Брутто-формула Вычислено,%
класс. МВ С Н С Н
1 54 67 69–70 69,39 7,05 С11H13NO2 69,09 6,85 2 80 81 263–264 60,31 6,91 С18H23N3O3S 59,81 6,41 3 56 – 146–147 60,33 6,27 С20H23N3O4S 59,83 5,77
Таким образом, нами на основе 4-(N-морфолил)бензальдегида получены весьма перспективные в биологическом плане гетероциклические соединения с пиримидиновым и тиазольным фрагмента- ми.
Экспериментальная часть
ИК-спектры сняты на спектрометре с Фурье-преобразователем «AVATAR-320» фирмы NICOLET в таблетках с KBr. Спектры ЯМР 1Н записаны на спектрометре Bruker DRX500 с частотой 500 МГц в растворах CDCl3, DMSO-d6 относительно внутреннего стандарта ТМС (погрешность изме- рений 0,05 м.д.). Температура плавления определена на приборе «Boetius» (погрешность измерений
0,1 ºС). ТСХ анализ выполнен на пластинках «Silufol UV-254» и «Sorbfil», проявление парами йода.
Синтез 4-(N-морфолил)бензальдегида (1) в классических условиях. К раствору 1,50 г (0,02 моль) 4-фторбензальдегида в 15 мл ДМФА добавляли 2,32 г (0,022 моль) морфолина и 1,73 г поташа. Реакционную смесь кипятили на глицериновой бане с обратным холодильником при темпе-
Синтез и химические превращения…
ратуре 140–150 ºС в течение 20 ч. Затем в реакционную массу добавили 100 мл воды и продукт экст- рагировали этилацетатом три раза по 60 мл. Объединенный раствор сушили над безводным Na2SO4, упаривали досуха. Полученный остаток перекристаллизовывали из 2-пропанола. Выход целевого продукта (1) составил 2,12 г (54 %) с т. пл. 69–70 ºС.
Синтез 4-(N-морфолил)бензальдегида (1) в условиях микроволновой активации. К раствору 1,50 г (0,02 моль) 4-фторбензальдегида в 15 мл ДМФА добавляли 2,32 г (0,022 моль) морфолина и 1,73 г поташа. Реакционную массу подвергли микроволновому облучению в микроволновой установ- ке LG MS2022G при мощности облучения 500 Вт в течение 30 мин, с небольшим перерывами. Затем в реакционную массу добавили 100 мл воды и продукт экстрагировали этилацетатом три раза по 60 мл. Объединенный раствор сушили над безводным Na2SO4, упаривали досуха. Полученный осадок перекристаллизовывали из 2-пропанола. Выход целевого продукта (1) 3,93 г (67 %) с т. пл. 69–70 ºС.
Синтез этил-6-метил-4-(4-морфолинофенил)-2-тиоксо-1,2,3,4-тетрагидропиримидин кар- боксилата (2) в классических условиях. В круглодонную термостойкую колбу емкостью 250 мл, снабженную обратным холодильником, поместили 5,7 г (0,03) моль 4-(N-морфолил)бензальдегида, 3,9 г (0,03 моль) ацетоуксусного эфира, 2,46 г (0,041 моль) тиомочевины, 6,5 г (0,032 моль) катализа- тора MnCl·4H2O и 50 мл ДМФА. Реакционную смесь кипятили в течение 8–10 ч. Обработка реакци- онной смеси осуществлялась путем вливания реакционной смеси в холодную воду. Выпавший осадок отфильтровали, промыли водой, высушили, перекристаллизовали из этанола. Выход конечного про- дукта (2) составил 8,6 г (80 %) с т. пл. 263–264 ºС.
Синтез этил-6-метил-4-(4-морфолинофенил)-2-тиоксо-1,2,3,4-тетрагидропиримидина кар- боксилата (2) в микроволновой активации. В коническую термостойкую колбу, емкостью 250 мл, поместили 5,7 г (0,03) моль 4-морфолинобензальдегида, 3,9 г (0,03 моль) ацетоуксусного эфира, 2,46 г (0,041 моль) тиомочевины, 6,5 г (0,032 моль) катализатора MnCl·4H2O и 50 мл ДМФА. Реакци- онную смесь подвергали микроволновому облучению в течение 1 ч при мощности 500 Вт. Реакцион- ную смесь кипятили в течение 8–10 ч. Обработка реакционной смеси осуществлялась путем вливания реакционной смеси в холодную воду. Выпавший осадок отфильтровали, промыли водой, высушили, перекристаллизовали из этанола. Выход конечного продукта (2) составил 8,7 г (81 %) с т. пл. 263–
264 ºС.
Этиловый эфир 5-(4-морфолинофенил)-7-метил-3-оксо-3,5-дигидро-2H-тиазоло[3,2-a]пири- мидин-6-карбоновой кислоты (3). Смесь 0,74 г (0,02 моль) этил-6-метил-4-(4-морфолинофенил)-2- тиоксо-1,2,3,4-тетрагидропиримидин карбоксилата (2), 0,23 г (0,021 моль) метилового эфира хлорук- сусной кислоты и 0,4 г (0,04 моль) триэтиламина в 10 мл абс. толуола кипятили 8 ч с обратным холо- дильником. Выпавшие кристаллы гидрохлорида триэтиламина отфильтровали, промыли небольшим количеством бензола, который затем объединили с фильтратом и смесь упаривали. Остаток кристал- лизовывали из гексана, получили 0,75 г (56 %) соединения (3), которое после нескольких перекри- сталлизаций сначала из смеси 2-пропанол–гексан (1:1), затем из чистого 2-пропанола представляет собой кристаллы светло-коричневого цвета с т.пл. 146–147 оС.
References
1. Weigand-Hilgetag. Methods of experiment in organic chemistry — М.: Chemistry, 1968. — 820 p.
2. Djachenko E.V., Gluhareva T.V. et al. Tert-amino-effect in heterocyclic chemistry. Synthesis hydrogenated spiroderivatives quinolines // Russ. Chem. Bull. — 2004. — № 6. — P. 1191.
3. Fazylov S.D., Hrustalev D.P. et al. Reaction of organic synthesis in conditions of a microwave irradiation. — Karaganda- Pavlodar, 2010. — 304 p.
УДК 541.64+678