CC BY
19
AZ9RBAYCAN KIMYA JURNALI № 4 2012
13
UOT 547.56+543.42
2-h!droks1-5-met!lxalkon tör3m3l3r!n1n SiNTEZi V3 ONLARIN möhlul sIstemlörInIn nmr metodu Ilö tödqIq!
A.M.Maharramov, Y.V.Mammadova, M.R.Bayramov, I.Q.Mammadov
Baki Dövlat Universiteti [email protected] Redaksiyaya daxil olmu§dur 16.07.2012
Taqdim olunan i§ 2-hidroksi-5-metilxalkon töramalarinin sintezi va onlarin mahlul sistemlarinda ba§
veran dinamik proseslarin NMR metodu ila tadqiqina hasr edilmi§dir.
Agar sözlzr: xalkon, flavon, hidrogen rabitasi, nüva maqnit rezonansi.
Xalkonlar va onlarin töramalari bir ?ox tibbi-bioloji ahamiyyata malikdirlar. Bela ki, onlardan urak xastaliklarina, beyin-damar problemlarina, mada yarasina, qan laxtalanmasina, spazmaya, §akara, xar?anga qar§i va s. darman vasitalarinin alinmasinda geni§ istifada olunur [1-4].
Xalkon töramalari olan flavon (xromen) birla§malari isa bitki man§ali fenol töramalari olub, onlarin tadqiqina hala XX asrin 30-cu illarindan ba§lanmi§dir. Buna baxmayaraq göstarilan birla§malarin tadqiqina maraq hala da azalmami§dir. Uzun müddat bela qabul olunurdu ki, flavon (xromen) tipli birla§-malar antioksidant qabiliyyatina malikdirlar. Son zamanlar isa bu birla§malarin canli alamda müxtalif fizioloji proseslarda ahamiyyatli rolu müayyan edilmi§dir. Flavonlar qida, kosmetik, farmasevtik va s. nöqteyi-nazardan da geni§ tatbiq sahalarina malikdirlar [5-11]. Bu sabablardan göstarilan sinif bir-la§malarin sintezi va onlarin mahlul sistemlarinin NMR metodu ila tadqiqi aktualdir, tacrübi va nazari ahamiyyat da§iyir.
TecRüBi Hisse
Nümunalarin tadqiqati BVT 3200 temperatur nizamlayicisi ila tachiz olunmu§ Bruker firasinin impulslu AVANCE 300 NMR spektrometrinda :H nüvasi üfün 300, 13C nüvasi üfün 75 MHs tezliklarda yerina yetirilmi§dir (proqram taminati TopSpin 3.1). Tadqiqatlar zamani CCl4, D2O, aseton-d6, DMSO-d6 halledicilarindan istifada edilmi§dir.
edabiyyatda malum olan 2-hidroksi-5-metilxalkonlarin (I, II) sintezi malum metodlarla (Klayzen-§midt kondensla§masi) hayata ke?irilmi§dir [12,13]:
(£>1-(2-hidroksi-5-metüfenü)-3-(fenü)-2-propen-1-on (I). £ixim - 33%, TSI =104-1060C.
NMR (CCl4, 5, m.h.): 2.41 s (3H, CH3), 7.25-7.92 m (10H, arom. va =CH), 12.5 s (1H, OH). 13C NMR (CCI4, 5, m.h.), 20.5 (CH3), 118.7 (CH, arom.), 120.3 (=CH), 129.1 (2CH, arom.), 129.3 (CH, arom.), 129.6 (2CH, arom.), 130.2 (C, arom.), 130.6 (CH, arom.), 135.8 (C, arom.), 137.5 (CH, arom.), 144.7 (=CH), 162.5 (C-O, arom.), 193.3 (CO).
(£)-1-(2-hidroksi-5-metüfenü)-3-(4-nitrofenü)-2-propen-1-on (II). £ixim - 48%, Tar =213-2150C. :HNMR (DMSO-d6, 5, m.h.), 2.3 s (3H, CH3), 6.9 d (1H, arom.), 7.35 d (1H, arom.), 7.95 s (1H, arom.), 8.05-8.35 m (7H, arom. va =CH), 10.15 s (1H, OH). 13C NMR (DMSO-d6, 5, m.h.). 20.1 (CH3), 117.6 (CH, arom.), 120.3 (C, arom.), 124.2 (2CH, arom.), 126.3 (=CH), 128.3 (C, arom.), 130.2 (2CH, arom.), 130.6 (CH), 137.5 (CH, arom.), 142.7 (C, arom.), 141.8 (=CH), 147.7 (C, arom.), 161.3 (C-O, arom.), 194.2 (CO).
3-Hidroksi-6-metil-2-fenil-4H-xromen-4-on (III). Halledici kimi götürülmü§ 5 ml etanolda 3.68 mmol 2-hidroksi-5-metilasetofenon va 3.68 mmol benzaldehid hall edildikdan sonra üzarina otaq temperaturunda intensiv qan§dirilmaqla natrium hidroksidin (0.5 q) sulu mahlulu alava edilmi§dir.
14
2-HiDROKSi-5-METiLXALKON TÖReMeLeRiNiN SiNTEZi
Alinmi§ qari§iq bir geca otaq temperaturunda saxlanildiqdan sonra 7.5 ml 4.2 M natrium hidroksid mahlulu ila i§lanilmi§dir. Sonra qari§iq 150C -ya qadar soyudulmu§ va üzarina intensiv qari§dirilmaqla 3.68 mmol (0.42 ml) 30%-li hidrogen peroksid alava edilmi§dir. Oksidla§ma prosesi 38-400C-da 30 daq müddatinda aparilmi§ va soyudulduqdan sonra zaif sulfat tur§usu mahlulu ila i§lanilmi§dir. Sonda qari§iq suya tökülarak saxlanilmi§, süzgacdan ke?irilmi§ va metanoldan yenidan kristalla§dirilmi§dir. £ixim -49%, Tar=140-1420C. NMR (DMSO-d6, 5, m.h.). 2.4 s (3H, CH3), 7.45-8.25 m (8H, arom.), 9.6 s (1H, OH). 13C NMR (DMSO-d6, 5, m.h.). 20.6 (CH3), 118.6 (CH, arom.), 121.4 (C, arom.), 124.3 (CH, arom.), 128.1 (2CH, arom.), 128.9 (2CH, arom.), 130.3 (CH, arom.), 131.8 (C, arom.), 134.5 (C, arom.), 135.5 (CH, arom.), 139.5 (C, arom.), 145.4 (C, arom.), 153.4 (C-O, arom.), 173.3 (CO).
6-Metil-2-fenil-2,3-dihidro-4H-xromen-4-on (IV) [13]. 2-Hhidroksi-5-metilasetofenon (10 mmol), benzaldehid (10 mmol) qari§iginin üzarina otaq temperaturunda intensiv qari§dirilmaqla 15% 100 ml KOH mahlulu alava edilmi§ va 6 saat müddatinda qari§dirilmi§dir. Reaksiya ba§a ^atdiqdan sonra qari§iq buz üzarina alava edilmi§ va damci-damci verilmakla sirka tur§usu ila neytralla§dirilmi§dir. Tacrüba naticasinda amala galan qirmizimtil-sari va sari rangli kristallar süzgacdan ke?irilmi§ va CCl4-da hallolma qabiliyyatlarina göra bir-birindan ayrilmi§dir. NMR spektroskopiyasinin kömayila qirmizimtil-sari rangli kristallarin (£)-1-(2-hidroksi-5-metilfenil)-3-(fenil)-2-propen-1-on (I, ?ixim 33%), sari rangli kristallarin
IV
isa 6-metil-2-fenil-2,3-dihidro-4H-xromen-4-on (IV) (?ixim - 67%) olmasi müayyan edilmi§dir. Tmp =
110-1120C. :HNMR (aseton-d6, 5, m.h.). 2.35 s (3H, CH3), 2.88 va 3.12 d, d (2H, CH2), 5.6 d, d (1H, CH), 6.95-7.72 m (8H, arom.). 13C NMR (aseton-d6, 5, m.h.). 20.5 (CH3), 43.3 (CH2), 79.8 (CH), 118.7 (CH, arom.), 121.3 (C, arom.), 126.6 (CH, arom.), 127.1 (2CH, arom.), 129.3 (CH, arom.), 129.6 (2CH, arom.), 131.2 (C, arom.), 138.6 (CH, arom.), 139.8 (C, arom.), 159.8 (C-O, arom.), 193.4 (CO).
6-Metil-2-(4-nitrofenil)-2,3-dihidro-4H-xromen-4-on (V). Analoji olaraq sintez edilmi§dir. Cixim - 52%, Tar =143-1450C. 'H NMR (aseton-d6, 5, m.h.). 2.25 s (3H, CH3), 3.42 va 3.65 d, d (2H, CH2), 5.55 d, d (1H, CH), 6.88 d (1H, arom.), 7.35 d (1H, arom.), 7.82 d (2H, arom.), 7.85 s (1H, arom.), 8.25 d (2H, arom.). 13C NMR (aseton-d6, 5, m.h.). 19.5 (CH3), 47.7 (CH2), 78.7 (CH), 117.7 (CH, arom.), 119.8 (C, arom.), 124.3 (2CH, arom.), 127.3 (2CH, arom.), 129.5 (C, arom.), 131.6 (CH, arom.), 138.8 (CH, arom.), 147.6 (C, arom.), 152.8 (C, arom.), 160.7 (C-O, arom.), 196.4 (CO):
о
no9
о
о
III
IV
V
3-Hidroksi-1-(2-hidroksi-5-metilfenil)-3-(4-nitrofenil)propan-1-on (VI). 1H NMR (DMSO-d6, 5, m.h.). 2.25 s (3H, CH3), 3.25 va 3.45 d, d (2H, CH2), 5.35 d, d (1H, CH), 5.75 d (1H, OH), 6.85 d (1H, arom.), 7.3 d (1H, arom.), 7.68 d (2H, arom.), 7.75 s (1H, arom.), 8.2 d (2H, arom.), 11.7 s (1H, OH).
NeTiceLeRiN MüzAKiResi
ilk olaraq (E)-1-(2-hidroksi-5-metilfenil)-3-(fenil)-2-propen-1-on (I) tadqiq olunmu§dur. Yuxanda göstarilan alinma metodundan göründüyü kimi, bu xalkonun amala galmasi zamani onun bir hissasi heterotsiklik IV maddasina fevrilir. Naticada 33% I va 67% IV amala galir. Xalkonun I CCl4 mahlulunun tadqiqi zamani molekuldaxili hidrogen rabitasinin amala galmasi müayyan olunmu§dur. :H NMR spektroskopiyasinin (T.§effer metodu) kömayila molekuldaxili hidrogen rabitasinin enerjisi hesablanmi§ va 8.66 kkal/mol (yaxud 36.39 kC/mol) olmasi müayyan edilmi§dir [14]. evvalki tadqiqatlarda xalkonun alinmasinda ilkin madda kimi götürülmü? 2-hidroksi-5-metilasetofenonda da molekuldaxili hidrogen rabitasinin olmasi va onun eneijisi hesablanmi§dir, 8.21 kkal/mol [15]. Xalkonda I molekuldaxili hidrogen rabitasinin enerjisinin qiymatinin artmasini ikiqat rabitanin karbonil qrupu ila qo§ulmada i§tirak etmasi naticasinda oksigen atomunda elektron sixliginin artmasi ila izah etmak olar. Mahz bu sababdan da xalkon amala galma zamani davamsiz olub IV maddasina fevrilir.
Л.М.МЭНЭККЭМОУ УЭ ь.
15
Digэr ха1копип da (II) СС14 шэЫи1ипип tэdqiqi zamaш molekuldaxili hidrogen шЬ^шш этэ1э gэ1mэsi а§каг edi1mi§ уэ апа^ olaraq опип епе^тт 6.26 кка1/то1 (yaxud 26.23 кС/то1) olmasl тиэууэп o1unшu§dur. Gбrйndйyй kimi, 2-hidroksi-5-шeti1asetofenon уэ ха1коп I i1э mйqayisэdэ II Ыг1э§тэ8^э шo1eku1daxi1i hidrogen rabitэsinin enerjisi ~2 kka1/шo1 aza1ml§dlr. Е1э Ьи sэbэbdэn dэ II ха1копи daha dayamll о1иЬ I i1э mйqayisэdэ 48% ?1Х1т1а эшэ1э gэ1ir. Be1э ki, 4-nitrobenza1dehiddэ o1an nitro дтр xa1kon шo1eku1unu II daha stabi11э§dirmi§dir. Мо1еки1ип staЫ11э§mэsinэ baxmayaraq, yuxaпda gбstэri1diyi kiшi, II xa1konunun bir hissэsi heterotsik1ik 6-шeti1-2-(4-nitrofeni1)-2,3-dihidro-4H-xroшen-4-on V bir1э§mэsinэ (52%) ^уй^^г. Mйtэшadi арап1ап NMR tэdqiqatlaп 10 gйndэn sonra DMSO-d6, aseton-d6 шэhlullarmda о1ап hiqroskopik su hesabma V molekulunun dayamslz olmaslш уэ qum1u§u а§а£^а gбstэri1эn maddэyэ (VI) 9eyri1mэsiш sйbut etmi§dir (§эЫ1 1).
а
11 10 9 8 7 6 5 4 3 PPm
Ь
12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 ррш
§эЫ1 1. а - а11пап zaman 6-meti1-2-(4-nitrofeni1)-2,3-dihidro-4H-xromen-4-on (V) уэ Ь - 10 gйn Бота 3-hidroksi-1-(2-hidroksi-5-meti1feni1)-3-(4-nitrofeni1)propan-1-onun 1Н КМЯ spektr1эri.
Арап1ап NMR tэdqiqat1aп i1э VI maddэsindэ 2 эdэd шo1eku1daxi1i hidrogen шь^шш эшэ1э gэ1шэsi mйэyyэn edi1mi§ уэ feno1 hidroksi1inэ gбrэ o1an гаЫ1эшп ener)isi hesaЫanml§dlr, 7.81 kka1/mo1 (yaxud 32.72 kC/шo1):
Daha sonra 3-hidroksi-6-meti1-2-feni1-4H-xromen-4-on III шo1eku1unda эшэ1э gэ1эn шo1e-ku1daxi1i hidrogen rabitэsinin ener)isi hesaЫanml§dlr, 5.66 kka1/mo1 (yaxud 23.71 kka1/mo1).
Tэdqiqat1aпn dayaml o1araq benza1dehidin уэ III, IV, V ьмэ^э^шп benza1dehid fraqшentinin оПо yэziyyэti й?йп qar§l1lq1l tэsir1эrinin qiyшэt1эri hesaЫanml§, uygun o1araq 161.21, 160.01, 159.08, 158.27 № о^аБ! mйэyyэn edi1mi§dir [16]. эыэ o1unan nэticэ1эr gбstэri1эn mo1eku11ar й?йп а§а£^а gбstэri1эn zэif О- • Н-С tip qar§l1lq1l tэsir1эrinin o1maslш deшэyэ эsas yerir:
16
2-HiDROKSi-5-METiLXALKON T0R9M9L9RiNiN SiNTEZi
161.21 Hs H.
O
H
160.01 Hs
H
O
159.08 Hs
H
158.27 Hs
H
O
O
,NO,
Maraq doguran naticalardan biri da 6-metil-2-fenil-2,3-dihidro-4H-xromen-4-on IV molekulunun hiqroskopik su ila molekullararasi hidrogen rabitasi amala gatirmasidir. Bela ki, +22--70°C temperatur intervalinda aseton-d6 muhitinda aparilan tadqiqatlar +22°C-da, 3.1 m.h.-da mu§ahida edilan hiqroskopik suya maxsus siqnalin -70°C-da ikiya par^alanmasini gostarmi§dir. Bu natica isa hiqroskopik suyun bir hissasinin a§agi temperaturlarda, zaif mubadila oblastinda IV ila dayaniqli molekullararasi hidrogen rabitasinda i§tirakini isbat edir. 9trafli NMR tadqiqatlarinin komayila hiqroskopik su ila madda arasinda ba§ veran dinamik proseslarin bazi kinetik (k) va termodimik (G) parametrlari hesablanmi§dir (G=13.7 kkal/mol, yaxud 57.4 kC/mol) (§akil 2).
+22°C, k = 20.9 s-1
-10°C, k = 17.3 s-1
3.2
3.0 ppm
3.2 3.1 ppm
§akil 2. IV birla§masi ila hidroskopik su arasinda amala qalan hidrogen rabitasinin muxtalif temperaturlarda 1H NMR spektrlari.
NMR tadqiqatlari qeyd olunan temperatur intervalinda -CH-CH2- sistemi u?un 3,/H_H qar§iliqli tasirinin qiymatinin az dayi§diyini gostarmi§dir. Bela ki, +220C-da bu sistem ufun torsion bucagin qiymati 1760 oldugu halda, -700C-da 1740-dir. Aparilan ara§dirmalar III birla§masinin tam mustavi qurulu§da olmasini, IV va V-da isa CH qrupunun qisman mustavidan kanara ^ixmasini gostarir.
Belalikla, sintez olunan xalkonlarda (I, II) molekuldaxili hydrogen rabitasinin amala galmasi a§kar edilmi§ va onlarin enerjilari NMR metodu ila hesablanmi§dir. Mutamadi aparilan NMR tadqiqatlari 10 gundan sonra DMSO-d6, aseton-d6 mahlullarinda olan hiqroskopik su hesabina V molekulunun davamsiz olmasini va qurulu§u yuxarida gostarilan maddaya (VI) ?evrilmasini gostarmi§dir. Elaca da III va VI birla§malarinda da da molekuldaxili hidrogen rabitasinin enerjisi muayyan edilmi§dir.
Tadqiqatlar zamani benzaldehid, III, IV va V birla§malarinda zaif O--H-C tip qar§iliqli tasir-larinin olmasi a§karlanmi§dir.
A.M.M9H9RR9MOV va b.
17
Maraq doguran naticalardan biri da IV molekulunun hiqroskopik su ila molekullararasi hidrogen rabitasi amala gatirmasi olmu§dur. NMR tadqiqatlarinin komayila hiqroskopik su ila madda arasinda ba§ veran dinamik proseslarin bazi kinetik (k) va termodimik (G) parametrlari hesablanmi§dir.
9D9BiYYAT SiYAHISI
1. Lin Y.M., Zhou Y., Flavin M. et al. // Bioorganic and Medicinal Chemistry. 2002. V. 10. No 8. P.2795.
2. Go M L, Wu X, Liu X.L. // Current Medicinal Chemistry. 2005. V. 12. No 4. P. 483.
3. Nowakowska Z. // European Journal of Medicinal Chemistry. 2007. V. 42. No 2. P. 125.
4. Thomson I., Torssell B.G. // Acta Chemica Scandinavica. 1988. V. 42 B. P. 303.
5. Liu M., Wilairat M.P., Go M. // J. Med. Chem. 2001. V. 44. P. 4443.
6. Ram V., Saxena A., Srivastava S. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 2000. V. 10. P. 2159.
7. Dominguez J., Charris J. // Eur. J. Med. Chem. 2001. V. 6. P. 555.
8. Leon C., Gut J., Rosenthal P. // J. Med. Chem. 2005. V. 48. P. 3654.
9. Lafon L., Ger O. // Chem Abstr. 1970. V. 73. P. 1203425.
10. Roring K.J. // Chem. Abstr. 1957. V. 51. P. 2868.
11. Venturella P., Bellino A., Piozzi F. // Farmaco. Ed. Sc. 1971. V. 26. P. 591.
12. Гитис С.С., Глаз А.И., Иванов А.В. Практикум по органической химии. М.: Высш. школа, 1991. 303 с.
13. Kumar S., Prasant A., David G., Kumar A. // Indian Journal of Chemistry. 2012. V. 51B. P. 658.
14. Schaefer T. // J. Phys. Chem. 1975. V. 17. P. 1888.
15. Mamedov I.G., Maharramov A.M., Bayramov M.R. Mamedova Y.V. // Russ. J. Phys. Chem. 2010. V. 12. P. 2182.
16. Maharramov A.M., Bayramov M.R., Mammadov i.G. NMR spektroskopiyasinda muasir metod-lar. Baki Universiteti na§riyyati, 2006. 134 s.
СИНТЕЗ ПРОИЗВОДНЫХ 2-ГИДРОКСИ-5-МЕТИЛХАЛКОНОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ
ИХ РАСТВОРОВ МЕТОДОМ ЯМР
А.М.Магеррамов, Е.В.Мамедова, М.Р.Байрамов, И.Г.Мамедов
Осуществлен синтез производных 2-гидрокси-5-метилхалконов и исследованы их различные растворы методом ЯМР.
Ключевые слова: халкон, флавон, водородная связь, ядерно-магнитный резонанс.
SYNTHESIS OF 2-HYDROXY-5-METHYLCHALCONE DERIVATIVES AND INVESTIGATION
OF THEIR SOLUTION BY NMR
A.M.Maharramov, Y.V.Mammadova, M.R.Bayramov, I.G.Mammadov
Synthesis of 2-hydroxy-5-methylchalcone derivatives and investigation of their solution by NMR has been carried out.
Keywords: chalcone, flavone, hydrogen bond, nuclear-magnetic resonance.
