Синтез 2-R-4-гидроксиметил-6-метилникотинатов щелочных металлов

Характеристика способа синтезирования водорастворимых никотинатов при помощи реакции щелочного гидролиза. Анализ физико-химических характеристик 6-метил-4-гидроксиметил-2-хлор(сульфанил)никотинатов. Исследование инфракрасных спектров соединений.

Рубрика Химия
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 15.05.2017
Размер файла 27,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 547.83

UDC 547.83

СИНТЕЗ 2-R-4-гидроксиметил-6-метилникотинатов щелочных металлов

SYNTESIS OF 2-R-4-hydroxymethyl-6-methylnicotinates of alkaline metals

Костенко Екатерина Сергеевна

к.х.н., доцент

Kostenko Ekaterina Sergeevna

Cand.Chem.Sci., associate professor

Кайгородова Елена Алексеевна

д.х.н., профессор

Kaygorodova Elena Alekseevna

Dr.Sci.Chem., professor

Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар, Россия

Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia

Новые 2-R-4-гидроксиметил-6-метилникотинаты щелочных металлов синтезированы реакцией щелочного гидролиза производных 6-метил-1,3-дигидрофуро[3,4-c]пиридин-3-она

New 2-R-4-hydroxymethyl-6-methylnikotinates of alkaline metals are synthesized by alkaline hydrolysis of derivatives 6-methyl-1,3-dihydrofuro-[3,4-c]pyridine-3-on

Ключевые слова: никотинаты щелочных металлов, 1,3-дигидрофуропиридинон, гидролиз, биологически активные вещества

Keywords: nikotinates of alkaline metals, 1,3-dihydrofuropyridineon hydrolysis, biologically active substances

Пиридиновое ядро входит в состав важнейших биологически активных природных соединений, наиболее важные из них - кофермент никотинамидаденинди нуклеотиод, витамин ниоцин, пиридоксин (витамин В6) [1]. Многие синтетические производные пиридина применяются в качестве лекарств, красителей, регуляторов роста растений. Так, некоторые N-алкил-2-оксо-1,2-дигидро-3-пиридинкарбонитрилы проявляют противовирусную активность в отношении вируса осповакцины [2], соединения ряда 1-[1-арилметилиден]-6-метил-3-тиоксо-1,3,4,5-тетрагидрофуро[3,4-c]пиридин-4-онов [3] и 2-арил-тиено[2,3-b]пиридинов [4] обладают выраженным антибактериальным действием в отношении Escherichiacoli и Staphylococcusaureus. Замещенные и аннелированные пиридины применяются в сельском хозяйстве. Например, паракват [5, 6] - дихлорид N,N'-ди-метил-4,4'-дипиридилия, широко используется как гербицид. Конденсированные производные пиридина - 6-метил-1,3,4,5-тетрагидрофуро[3,4-c]пиридин-3,4-дион и его N-алкил аналоги проявляют свойства активаторов прорастания стратифицированных семян яблони [7, 8, 9], 5-метил-4-гидроксиметил-2-хлорникотинат калия является перспективным регулятором роста ряда сельскохозяйственных культур [10]. Вещества с рострегулирующей активностью обнаружены в рядах 3-фенил-изоксазоло[3,4:4,5]тиено[2,3-b]-пиридина [11], этил 3-(1Н-1-пирролил)тиено[2,3-b]пиридинов [12]. Вместе с тем, низкая растворимость аннелированных пиридинов затрудняет их использование.

Удобным способом синтеза водорастворимых никотинатов 1 представляется реакция щелочного гидролиза 6-метил-2-хлор-1,3-дигидрофуро[3,4-c]пиридин-3-она 2 [13] и 6-метил-4-сульфанил-1,3-дигидрофуро[3,4-c]пиридин-3-онов 3а-в - весьма доступных соединений. Способ синтеза последних описан в работах [14, 15]. В отличие от 2(5Н)-фура-нона щелочной гидролиз аннелированных лактонов 2, 3а-в проводят в кипящей водно-спиртовой среде. При проведении гидролиза использовалось эквимолярное соотношение реагентов. За ходом реакции следили методом ТСХ по расходу исходных лактонов. В зависимости от природы участвующих в реакции лактонов и щелочей выходы соединений 1а-г составляют 52-80 % (табл.1), а время от 2 до 10 ч (экспериментальная часть).

1а,б, 2 R=Cl,1в, 3а R=SC6H5,1г, 3б R=SC6H4-(4-tret-butl),

1д, 3в R=SСН2СН2ОН, 1аМ = Na, 1б М = Li, 1в-д М= К

Соли 1- бесцветные кристаллы, растворимы в воде, уксусной кислоте, спирте, не растворяются в алканах, эфире, хлороформе, ацетоне. Физико-химические характеристики соединений 1 представлены в таблице 1.

Таблица 1. Физико-химические характеристики 6-метил-4-гидроксиметил-2-хлор(сульфанил)никотинатов 1а-г.

Соединение

Структурная формула

Т разл., 0С

Брутто-формула

Найдено (вычислено),%

Выход, %

C

H

N

187-189

C8H7ClNO3Na

42,32

42,98

3,08

3,16

6,12

6,26

72

210-212

C8H7ClNO3Li

45,99

46,30

3,36

3,40

6,65

6,75

52

>250

C14H12NO3SK

54,29

53,65

3,05

3,86

4,23

4,47

73

>250

C18H20NO3SK

58,02

58,51

4,86

5,45

3,70

3,79

76

>250

C10H12NO4SK

42,97

42,68

4,04

4,30

5,13

4,98

80

Структура солей никотиновой кислоты 1а-д подтверждена данными ИК-спектров (экспериментальная часть). В ИК спектрах солей 1а-д по сравнению со спектрами исходных лактонов 2 и 3а-в [13] отсутствует полоса поглощения карбонильной группы лактонного кольца и появляются полосы валентных колебаний карбоксилат-аниона и гидроксильной группы соответственно при 1555-1550см-1 и 3380-3200см-1. Интенсивное поглощение при 1600-1560 см-1 отнесено валентным колебаниям С=С и С=N связей [16, 17].

Экспериментальная часть

ИК спектры получены на прибореSpecordIR-71 (в вазелиновом масле).

Температуры плавления измерялись в стеклянных капиллярах на приборе ПТП и не корректировались.

Тонкослойную хроматографию проводили на пластинах Silufol. Время проведения синтеза соединений определяли по исчезновению исходных лактонов 2, 3а-в в реакционной смеси, для чего в качестве элюентов использовали смеси: гексан:ацетон при объемном соотношении 5:1 (получение веществ 1а-г), а в случае соединения - соотношение 2:1.

6-Метил-4-гидроксиметил-2-хлорникотинат натрия 1а. К 1,84 г (0,01 моль) 6-метил-4-хлор-1,3-дигидрофуро[3,4-c]пиридин-3-она 2в 20 мл этанола прибавляют 0,40 г (0,01 моль) гидроксида натрия в 10 мл воды. Реакционную смесь кипятят 1 ч, затем растворитель упаривают почти досуха. Остаток растворяют в спирте и добавляют эфир. Кристаллы продукта отфильтровывают и промывают эфиром. Выход 1,60 г (72%).

Аналогично получены литиевая соль (кипячение в течение 10 ч) и калиевые соли 1в-д (кипячение - 2 ч).

ИК спектры соединений 1а-д.

6-метил-4-гидроксиметил-2-хлорникотинат натрия 1а. ИК спектр:

н, см-1 (вазелиновое масло):3220(О - Н); 1600 (С=С, С=N);1555 (СОО-).

6-метил-4-гидроксиметил-2-хлорникотинат лития 1б. ИК спектр: н, см-1 (вазелиновое масло): 3320 (О - Н); 1600 (С=С, С=N); 1550 (СОО-).

6-метил-4-гидроксиметил-2-фенилсульфанилникотинат каля 1в. ИК спектр: н, см-1 (вазелиновое масло): 3330 (О - Н); 1600 (С=С, С=N); 1560-1550 (СОО-).

6-метил-4-гидроксиметил-2-[4-(трет-бутил)фенилсульфанил]нико-тинат каля 1г. ИК спектр: н, см-1 (вазелиновое масло): 3330 (О - Н); 1600 (С=С, С=N); 1560-1550 (СОО-).

6-метил-4-гидроксиметил-2-(2-гидроксиэтилсульфанил)никотинат каля 1д. ИК спектр: н, см-1 (вазелиновое масло): 3330 (О - Н); 1600 (С=С, С=N); 1560-1550 (СОО-).

Литература

никотинат водорастворимый инфракрасный соединение

1. Джоуль Дж., Миллс К. Химия гетероциклических соединений - М.: Мир, 2004. - 728 с.

2. Кульневич В. Г., Кайгородова Е. А., Арустамова И. С., Коробченко Л. В., Владыко Г. В., Бореко Е. И. Синтез и противовирусная активностьN-алкил-3-циано-2-пири-донов и 3-циано-2-алкоксипиридинов // Хим.-фармац. журн. - 1990. - Т.24. - № 2. - С. 132-134.

3. Кайгородова Е. А., Михайличенко С. Н., Василин В. К., Терехов В. И., Кульневич В. Г. Исследования в области фуропиридинов 7. Синтез и антибактериальная активность арилиден-3-оксо-4-тиофуро[3,4-c]пиридинов// Хим.-фарм. журн. - 1998. - Т. 32. - № 4. - С. 25-26.

4. Кайгородова Е. А., Василин В. К., Терехов В. И., Муртазаева Л. В., КрапивинГ.Д. Кайгородова Е.А. Антибактериальная активность 3-амино-2-фурил(бензил)тиено-[2,3-b]пиридинов // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. Приложение 3. Труды Краснодарского научного центра РАМН и Администрации Краснодарского края. -2002. - С. 62-63.

5. http://paraquat.com/

6. Summers L.A. The bipyridinium herbicides, Academic Press, London, 1980.

7. А.с. 1565453 CCCР. 1990. А 01 N 43/90. Средство для предпосевной обработки стратифицированных семян яблок. / Е.А. Кайгородова, И.С. Арустамова, Н.И. Ненько, В.Г. Кульневич, И.В. Хвостова, Ю.С. Поспелова, Л.С. Наумова, П.А. Галенко-Ярошевский, В. В. Барташевич.

8. А.с. 1573828 РФ. 1988. МКИ5С 07 D 491/048. 5-Бензил-6-метил-3,4-диоксо-1Н-фуро-[3,4-c]-пиридин, проявляющий свойства активатора прорастания стратифици-рованных семян яблони / Е.А. Кайгородова, Н.И. Ненько, В.Г. Кульневич, И.В. Хвостова, Ю.С.Поспелова, Л.С. Наумова, П.А. Галенко-Ярошевский, В.В. Барташевич (РФ).

9. Кайгородова Е. А., Квак C. Н., Барчукова А. Я., Конюшкин Л. Д. Новые регуляторы роста растений на основе 3-циано-2(1Н)-пиридонов // Вторая международная конф. по регуляторам роста и развития растений: Тез.докл. - М., 1993. - Ч.2.-С.233.

10. А.с. 1711459 РФ. 1990. МКИ3С 07 D 213/80. 6-Метил-4-гидроксиметил-2-хлор-никотинат калия, активирующий прорастание семян сельскохозяйственных культур / Е.А. Кайгородова, Н.И. Ненько, В.Н. Казакова, В.П. Смоляков, В.Г. Кульневич, И.В. Хвостова, Т.С. Дубоносов, Г.И. Третьяков, П.А. Галенко-Ярошевский, В.В. Барташевич (РФ).

11. Патент 2196772 РФ. 2003. МПК 7 С 07 D 495/14. 6-Метил-4-метоксиметил-3-фенил-изоксазоло[3',4':4,5]тиено[2,3-b]пиридин, проявляющий росторегулирующую и антистрессовую активность / В.К. Василин, Е. А. Кайгородова, Г.Д. Крапивин, Н.И. Ненько, Е.В. Федюн.

12. Патент 2220958 РФ. 2004. МПК 7 С 07 D 213/64. 4-(6-Метил-4-метоксиметил-3-ци-ано-2-пиридилокси)бензоат калия, проявляющий рострегулирующую активность / Е.А. Кайгородова, В.К. Василин, Н.И.Ненько, Л.В. Дядюченко, Г. Д. Крапивин.

13. Bruce W.F., Coover H.W.Pyridinederivatives. 1. 3-Cyano-4-ethoxymethyl-2-pyridoneandsomerelatedtransformation products // J. Amer. Chem. Soc. - 1944. - V. 66. - № 12. - P. 2092-2094.

14. Кайгородова Е. А., Арустамова И. С., Кульневич В. Г., Джигирь Е. М. 6-R-3,4-диоксо-1Н-фуро[3,4-c]пиридин - синтон тонкого органического синтез // III Все-союзн. совещ. по химическим реактивам: Тез.докл. - Ашхабад, 1989. - Т. 3. - С. 36.

15. Кайгородова Е. А., Конюшкин Л. Д., Ниязымбетов М. Е., Квак С. Н., Заплишный В.Н., Литвинов В.П. Электрохимическийсинтезиисследованиезамещенных 2-тиопиридинов // Изв. Академиинаук. Сер.химич. - 1994. - № 12. - С. 2215-2219.

16. Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений. М.: Мир, 1965. - 216 с.

17. Беллами А. Инфракрасные спектры сложных молекул. М.: ИЛ. - 1963. - 560с.

References

1. Dzhoul' Dzh., Mills K. Himija geterociklicheskih soedinenij - M.: Mir, 2004. - 728 s.

2. Kul'nevich V. G., Kajgorodova E. A., Arustamova I. S., Korobchenko L. V., Vladyko G. V., Boreko E. I. Sintez i protivovirusnaja aktivnost'N-alkil-3-ciano-2-piri-donov i 3-ciano-2-alkoksipiridinov // Him.-farmac. zhurn. - 1990. - T.24. - № 2. - S. 132-134.

3. Kajgorodova E. A., Mihajlichenko S. N., Vasilin V. K., Terehov V. I., Kul'ne-

vich V. G. Issledovanija v oblasti furopiridinov 7. Sintez i antibakterial'naja aktivnost' ariliden-3-okso-4-tiofuro[3,4-c]piridinov// Him.-farm. zhurn. - 1998. - T. 32. - № 4. - S. 25-26.

4. Kajgorodova E. A., Vasilin V. K., Terehov V. I., Murtazaeva L. V., KrapivinG. D.Kajgorodova E.A. Antibakterial'naja aktivnost' 3-amino-2-furil(benzil)tieno-[2,3-b]piridinov // Bjulleten' jeksperimental'noj biologii i mediciny. Prilozhenie 3. Trudy Krasnodarskogo nauchnogo centra RAMN i Administracii Krasnodarskogo kraja. -2002. - S. 62-63.

5. http://paraquat.com/

6. Summers L.A. The bipyridinium herbicides, Academic Press, London, 1980.

7. A.s. 1565453 CCCR. 1990. A 01 N 43/90. Sredstvo dlja predposevnoj obrabotki stratificirovannyh semjan jablok. / E.A. Kajgorodova, I.S. Arustamova, N.I. Nen'ko, V.G. Kul'nevich, I.V. Hvostova, Ju.S. Pospelova, L.S. Naumova, P.A. Galenko-Jaroshevskij, V. V. Bartashevich.

8. A.s. 1573828 RF. 1988. MKI5S 07 D 491/048. 5-Benzil-6-metil-3,4-diokso-1N-furo-[3,4-c]-piridin, projavljajushhij svojstva aktivatora prorastanija stratifici-rovannyh semjan jabloni / E.A. Kajgorodova, N.I. Nen'ko, V.G. Kul'nevich,

I.V. Hvostova, Ju.S.Pospelova, L.S. Naumova, P.A. Galenko-Jaroshevskij,

V.V. Bartashevich (RF).

9. Kajgorodova E. A., Kvak C. N., Barchukova A. Ja., Konjushkin L. D. Novye reguljatory rosta rastenij na osnove 3-ciano-2(1N)-piridonov // Vtoraja mezhdunarodnaja konf. po reguljatoram rosta i razvitija rastenij: Tez.dokl. - M., 1993. - Ch.2.-S.233.

10. A.s. 1711459 RF. 1990. MKI3S 07 D 213/80. 6-Metil-4-gidroksimetil-2-hlor-nikotinat kalija, aktivirujushhij prorastanie semjan sel'skohozjajstvennyh kul'tur / E.A. Kajgorodova, N.I. Nen'ko, V.N. Kazakova, V.P. Smoljakov, V.G. Kul'nevich, I.V. Hvostova, T.S. Dubonosov, G.I. Tret'jakov, P.A. Galenko-Jaroshevskij, V.V. Bartashevich (RF).

11. Patent 2196772 RF. 2003. MPK 7 S 07 D 495/14. 6-Metil-4-metoksimetil-3-fenil-izoksazolo[3',4':4,5]tieno[2,3-b]piridin, projavljajushhij rostoregulirujushhuju i antistressovuju aktivnost' / V.K. Vasilin, E. A. Kajgorodova, G.D.Krapivin, N.I. Nen'ko, E.V. Fedjun.

12. Patent 2220958 RF. 2004. MPK 7 S 07 D 213/64. 4-(6-Metil-4-metoksimetil-3-ci-ano-2-piridiloksi)benzoat kalija, projavljajushhij rostregulirujushhuju aktivnost' / E.A. Kajgorodova, V.K. Vasilin, N.I.Nen'ko, L.V. Djadjuchenko, G. D. Krapivin.

13. Bruce W.F., Coover H.W.Pyridinederivatives. 1. 3-Cyano-4-ethoxymethyl-2-pyridoneandsomerelatedtransformation products // J. Amer. Chem. Soc. - 1944. - V. 66. - № 12. - P. 2092-2094.

14. Kajgorodova E. A., Arustamova I. S., Kul'nevich V. G., Dzhigir' E. M. 6-R-3,4-diokso-1N-furo[3,4-c]piridin - sinton tonkogo organicheskogo sintez // III Vse-sojuzn. soveshh. po himicheskim reaktivam: Tez.dokl. - Ashhabad, 1989. - T. 3. - S. 36.

15. Kajgorodova E. A., Konjushkin L. D., Nijazymbetov M. E., Kvak S. N., Zaplishnyj V.N., Litvinov V. P. Jelektrohimicheskijsinteziissledovaniezameshhennyh 2-tiopiridinov // Izv. Akademiinauk. Ser.himich. - 1994. - № 12. - S. 2215-2219.

16. Nakanisi K. Infrakrasnye spektry i stroenie organicheskih soedinenij. M.: Mir, 1965. - 216 s.

17. Bellami A. Infrakrasnye spektry slozhnyh molekul. M.: IL. - 1963. - 560s.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.