Синтез и изучение свойств производных антрахинона с ненасыщенными заместителями Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Андрей Александрович, ассистент каф. фармакогнозии и ботаники Кемеровской государственной медицинской академии. Е-та1Ыи(1т2984@та11.т

Юлия Сергеевна, к. фарм. н., ассистент каф. фармацевтической и токсикологической химии Кемеровской государственной медицинской академии. E-mail :fedorova_yuliya_sergeevna @mail.ru

Петр Васильевич , д. фарм. н., проф., зав. каф.фармацевтической и токсикологической химии Кемеровской государственной медицинской академии. Тел. 8-384-2-35-89-16

УДК 547(075.32)

В.Я.Денисов, Т.Б.Ткаченко, Т.В. Чуйкова, Е.В. Королева

СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ПРОИЗВОДНЫХ АНТРАХИНОНА С НЕНАСЫЩЕННЫМИ ЗАМЕСТИТЕЛЯМИ

Производные антрахинона, содержащие ненасыщенные углеводородные заместители, могут быть трансформированы в целый ряд соединений, представляющих интерес как потенциально обладающие фармакологической активностью (анне-лированные с ядром антрахинона карбо- и гетероциклы, поликарбонильные соединения и пр.). Однако, известные методы синтеза производных ан-трахинона с углеродсодержащими заместителями достаточно сложны и многостадийны.

Весьма удобным синтетическим методом введения углеродного заместителя в ароматическое ядро является реакция арилирования непредельных соединений арендиазониевыми солями (реакция Меервейна). В результате указанного взаимодействия элиминируется азот диазогруппы, а водород при Бр2-атоме углерода замещается на арильную группу (арилирование), либо к кратной связи присоединяются арильная группа и атом хлора (анионарилирование). В ряду антрахинона указанная реакция изучена мало. Нами исследовано взаимодействие гидросульфатов, тетрафторбо-ратов и тетрахлоркупратов антрахинонилдиазония с непредельными соединениями, содержащими как активированную (акриламид, метилметакрилат, метилакрилат), так и неактивированную кратную связь (стирол, фенилацетилен) [1].

Установлено, что образование продуктов ари-лирования, либо анионарилирования возможно не только при использовании активированных непредельных соединений, но и для фенилацетиле-на, и обычно сопровождается замещением диазогруппы антрахинонилдиазония на водород, гидро-ксигруппу и, в случае тетрахлоркупратов, на галоген.

Реакция Меервейна является удобным спосо-

бом получения арил-1,4-бензохинонов. При этом исследователи используют либо традиционный катализ солями меди (I), либо добавляют небольшие количества гидрохинона, который так же может катализировать данную реакцию. При взаимодействии тетрафторбората 1-антрахинонил-диазония с 1,4-бензохиноном в присутствии соли меди (I) удалось получить 1-антрахинонил-1,4-бензохинон с выходом 20% (схема 1).

Противоион диазосоли и положение диазогруппы в антрахиноновом ядре может оказывать влияние на её устойчивость и реакционную способность, поэтому в реакцию с бензохиноном были введены гидросульфаты 1- и 2-антрахинонилдиазония (III, IV), которые были получены с хорошими выходами из 1- и 2-аминоантрахинонов соответственно (схема 2).

.При взаимодействии бензохинона с солью (III) в уксусной кислоте в присутствии хлорида меди (I) образуется продукт (II) с выходом около 35%. Если в качестве катализатора данной реакции применять сульфат железа (II), то происходит значительное осмоление смеси продуктов, в которой хроматографически наблюдается образование соединения (II). Использование в данной реакции гидрохинона приводит к образованию трудноразделимой смеси продуктов. Реакция с использованием соли (IV) протекает с образованием в качестве основного продукта 2-гидроксиантрахинона.

По литературным сведениям [2] бензохиноны с электронодонорными заместителями легко вступают в реакции арилирования солями фенилдиа-зония, присутствие электроноакцепторных групп приводит к реакции без выделения азота и образованию проукта сочетания.

II

122

В.Я.Денисов, Т.Б.Ткаченко, Т.В. Чуйкова, Е.В. Королева

NH2

O

Уіі(а) X = а,УШ(Ь) X=I

O OH

CH2=CH-COOH

Pd(OAc)2 PPh3 TEBA, AcbNa, DMF

,O

NH

X

O

IX(а,Ь)

O

CH2=CH-COOH

Pd(OAc)2 PPhз TEBA, AcONa, DMF

O

Схема 4

Дигидроксизамещенный 1,4-бензохинон симметричного строения (VII) был синтезирован по схеме 3.

Следует отметить, что хотя выделение продукта (VII) затруднено процессом фрагментации, которая обусловлена использованием концентрированного раствора щелочи, взаимодействие его с тетрафторборатом 1-антрахинонилдиазония в условиях реакции Меервейна приводит к получению производного антрахинона с усложненным углеродным скелетом.

Универсальным синтетическим методом введения алкенильных заместителей в ароматическое кольцо является реакция Хека или этиленовая конденсация [3]. В присутствии комплексов нуль-валентного палладия 1- и 2-иодантрахиноны реагируют с терминальными алкенами с образованием продуктов замещения на алкенильную группу. Изучение реакции Хека в ряду йодантрахинонов открыло путь синтеза ранее труднодоступных ал-

кенилзамещенных антрахинонов и позволило получить достаточно широкий ряд производных ан-трахинона с разнообразными алкенильными заместителями (-СИ=СИ-РЬ, -СИ=СИ-СООИ, -СИ=СИ-СООСНз, -СИ=С(СИз)-СООСИ3, -СН=СН-СН2ОН, -СН=СН-СН2ОН).

Реакция Хека существенно ускоряется при использовании тетраалкиламмониевых солей, например триэтилбензиламмонийбромида (ТЭБА) [4], что позволяет вовлечь в этиленовую конденсацию интернальные алкены, а также иодантрахи-ноны, имеющие в орто-положении электронодо-норные заместители, проявляющие пониженную реакционную способность в условиях этиленовой конденсации и склонность к дизиодированию. Проведение конденсации в условиях «классической реакции Хека», т. е. в присутствии основания (ацетата натрия), трифенилфосфина в полярном растворителе (ДМФА), но с добавлением тетраал-киламмонийбромида позволило существенно со-

X

Схема 6

кратить время реакции (до 3,5 часов), снизить ее температурный режим от 120 0 до 700 С и избежать процесса дезиодирования. Особый интерес представляет получение алкенилзамещенных антрахи-нонов, с различными функциональными группами в алкенильном фрагменте. В этом случае возможна дальнейшая модификация алкенильного заместителя. Таким образом при взаимодействии ами-но- и гидрокси-замещенных иодантрахинонов VIII (а,Ь) и X с акриловой кислотой были получены гетроциклические производные антрахинонов IX (а,Ь) и XI.

Особый интерес представляет изучение окисления ненасыщенных фрагментов до вицинальных дикарбонильных соединений. Такие соединения находят широкое применение в органическом синтезе, медицине и технике. Их используют как биологические ценные препараты, медицинские диагностикумы, люминофоры, мономеры для тер-

мостабильных полимеров и др. Синтетические возможности этих соединений в получении различных классов органических субстратов трудно переоценить, поскольку особый интерес к ним связан с возможностью синтеза на их основе новых гетероциклических фрагментов и их привлекательностью в качестве потенциальных биологически активных соединений. На примере а- и р-стирилзамещенных антрахинонов, полученных по реакции Хека, показана возможность их окисления в вицинальные дикарбонильные соединения в системе ИБг/ДМСО (схема 5).

Сопоставление условий окисления алкенил-производных антрахинона с таковыми для антра-хинонов, имеющих углеродные заместители с тройной связью [5], позволило выявить селективные методы окисления для двойной и тройной связей в антрахиноновых прозводных (схема 6)

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Денисов, В.Я. Исследование реакций солей антрахинонилдиазония / В.Я. Денисов, Т.Б. Ткаченко // Химия и химическая технология.- Т.48, вып.9.- 2005.-С.99.

2. Finley, K.T. The addition and substitution chemistry of quinines, Department of Chemistry, State University College, Brockport, New York 14420, U.S.A.,- 877-1144 s.

2. Мороз, А.А. Ацетиленовая конденсация как метод синтеза этинилантрахинонов / А.А. Мороз, И.А.

Будзинская, Т.З. Мамедов, Т.П. Галевская // ЖОрХ.- 1982.- Т. 18, вып. 7. - с. 1475.

3. Heck R., Nolly J. Palladium-catalysed vinylic hydrogen substitution reaction with aryl, benzyl, sterylhalides

//J. Org. Chem., 1972. - V.27. - P. 2320-2325.

4. Jeffery T. On The Efficiency of Tetraalkylammonium Salts in Heck Type Reactions. // Tetrahedron Lett., 1994. -V. 35. - P. 3051- 3055.

5. Юсубов, М. С. Прямое превращение 1,2-дибром-1,2-диарилэтанов в ароматические дикетоны. // М. С. Юсубов, В.Д. Филимонов // Журнал органической химии. 1989. Т.25, вып. 7. - С. 1561-1563.

□Авторы статьи:

Денисов Виктор Яковлевич, д.х.н., профессор, зав.каф.органической химии КемГУ , тел.8 950 576 89 85

Ткаченко Татьяна Борисовна, к.х.н., доцент каф. органической химии КемГУ, e-mail: dt kem@mail.ru

Чуйкова Татьяна Владимировна, к.х.н., доцент кафедры органической химии КемГУ, e-mail: tchuikova@mail.ru

Королева Елена Валерьевна, аспирант каф. органической химии КемГУ, тел.8 923 608 63 20

УДК 628.544, 62.004.8

А.В. Громов, О.В. Костенко УТИЛИЗАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ ПРЕДПРИЯТИЙ КУЗБАССА

Основу экономики Кемеровской области составляют добывающие и перерабатывающие производства, в результате деятельности которых образуются в больших объемах производственные отходы, значительная масса которых не перерабатывается. Ежегодно на территории области образуется около 1 млрд. 800 млн. тонн отходов производства и потребления, из них используется 880 млн., обезвреживается 160 тыс., размещается на объектах размещения отходов - более 900 млн. (в том числе на собственных объектах для хранения - 780 млн., для захоронения - 130 млн.).

Образование отходов в 2011 г. уменьшилось по сравнению с 2010 г. на 145 млн. тонн (7,6 %), что связано с уменьшением объема добычи угля, и как следствие уменьшением количества образования отходов - вскрышной породы (V класс опасности). Значительное количество отходов (ежегодно до 900 млн. тонн) складируется в отвалах, свалках, шламо- и хвостохранилищах, оказывая негативное влияние на окружающую среду.

Всего накоплено около 9,5 млрд. тонн отходов. В процессе деятельности предприятий черной и цветной металлургии накоплено более 285 млн.