АЗОМЕТИНОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ НА ОСНОВЕ ИЗОМЕРНЫХ НИТРОФЕНИЛАЗОСАЛИЦИЛОВЫХ АЛЬДЕГИДОВ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

АЗОМЕТИНОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ НА ОСНОВЕ ИЗОМЕРНЫХ НИТРОФЕНИЛАЗОСАЛИЦИЛОВЫХ АЛЬДЕГИДОВ

М.А. Куликов, канд. хим. наук, доцент

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Березников-ский филиал (Россия, г. Березники)

DOI:10.24412/2500-1000-2024-10-3-84-88

Аннотация. В работе синтезированы азометиновые соединения взаимодействием изомерных нитрофенилазосалициловых альдегидов с 2-аминофенолом. Продукты представляют собой окрашенные вещества с высокими температурами плавления. Строение молекул изучено по данным электронной и ИК спектроскопии, а также квантовохимических расчетов. Прогнозирование биологической активности в системе PASS Online выявило широкий спектр потенциального действия рассматриваемых соединений.

Ключевые слова: азометиновые соединения, фенилазосалициловый альдегид, инфракрасная спектроскопия, электронная спектроскопия, методы компьютерной химии.

Салициловый альдегид широко востребован в синтетической органической химии. Он выступает в роли модельного соединения при изучении различных процессов [1-3], является прекурсором в органическом синтезе [4,5] и при получении металлокомплексных соединений [6,7]. Одним из путей модификации свойств салицилового альдегида служит получение на его основе азосоединений с последующей трансформацией в другие продукты с интересными свойствами [8-10]. Все это поз-

воляет отнести исследования салицилового альдегида и его производных к актуальным, перспективным и заслуживающим внимания.

Цель работы:

- изучение реакции конденсации изомерных нитрофенилазосалициловых альдегидов с 2-аминофенолом;

- исследование физико-химических свойств образующихся азометиновых соединений.

Химизм исследования представлен схемой на рисунке 1.

H,N

HO

III

Рис. 1. Химическая схема исследования

+

Экспериментальная часть. Исходные нитрофенилазосалициловые альдегиды получены сочетанием соответствующих диазосо-единений с салициловым альдегидом в вод-

ной среде в присутствии карбоната натрия. Азометиновые соединения получены по следующей общей методике: альдегид растворили при нагревании в пропаноле-2 и к полу-

ченному раствору добавили эквимольное ко- панола-2 и высушили при температуре 75 °С.

личество 2-аминофенола. Смесь кипятили 15 Характеристики полученных продуктов при-

минут и охладили до комнатной температуры. ведены в таблице 1. Осадки азометиновых соединений отфильтровали, промыли небольшим количеством про-

Таблица 1. Характеристики синтезированных продуктов

Соединение Цвет Выход, % Т °С Xmax, НМ

ДМФА H2SO4

I ярко-красный 82 262 369, 469 467

II красный 88 250 370,463 442

III темно-красный 90 238 393, 489 455

Электронные спектры поглощения (ЭСП) синтезированных соединений записаны в растворах в диметилформамиде и концентрированной серной кислоте в волновом интервале от 300 до 600 нм (рис. 2). Спектры в ДМФА характеризуются двумя полосами поглощения, их максимумы указаны в таблице 1. Первую полосу следует отнести к электронным переходам п^п* типа, вторую полосу -

к электронным переходам п^п* типа. Такой вывод сделан на основании характера спектров в концентрированной серной кислоте. В этом случае наблюдается исчезновение длинноволновой полосы и батохромное смещение коротковолновой полосы, что отвечает теоретическим представлениям о природе электронных спектров.

Рис. 2. ЭСП в ДМФА (а) и в H2SO4 (б): 1 - (I); 2 - (II); 3 - (III)

Инфракрасные спектры синтезированных приведены волновые числа и отвечающие им азометиновых соединений измерены в твер- типы колебаний. дых пробах с бромидом калия. В таблице 2

Таблица 2. Данные ИК спектров (KBr)

Тип колебаний Волновые числа, см-1

(I) (II) (III)

V ar С-Н 3066 3084 3070

V С-Н азометиновой группы 2858 2860 2856

V С=М 1618 1619 1617

у бензольных фрагментов 1593 1592 1586

V аБ N02 1522 1519 1513

5 О-Н 1391 1389 1390

V Бу N02 1341 1352 1335

Vтранс N=N 1250 1243 1260

V С-ОН 1156 1160 1168

5 оор С-Н 1,2,4-замещение 878 889 892

5 С-Н азометиновой группы 835 838 823

5 оор С-Н 1,4-замещение - - 856

5 оор С-Н 1,3-замещение - 803 -

5 оор С-Н 1,2-замещение 742 738 746

Теоретическое исследование. В теоретической части работы выполнен квантовохи-мический расчет молекул (I), (II) и (III), а также проведено прогнозирование их биологической активности в системе PASS Online.

Расчет молекулярных структур проводился полуэмпирическими методами и предусматривал оптимизацию геометрии. По полученным результатам построены 3D модели молекул, представленные на рисунке 3. Установлено, что все три молекулы характеризуются копланарным расположением атомов, стери-ческие искажения молекулярных остовов отсутствуют. Такое строение способствует облегчению электронных переходов между ато-

мами, что находит свое подтверждение в равномерном распределении электростатического потенциала.

Прогнозирование биологической активности в системе PASS Online выявило широкий спектр потенциального действия рассматриваемых соединений. Проведя комплексный анализ полученных данных, можно сделать вывод о перспективности дальнейшего экспериментального исследования синтезированных продуктов. Приведем в качестве примера виды активностей, для которых вероятность наличия (Pa) больше 0,7 долей единицы (табл. 3).

Рис. 2. Моделирование по результатам квантовохимических расчетов

Таблица 3. Результаты PASS Online

Вид активности Значение Ра, доли единицы

(I) (II) (III)

Усилитель экспрессии HMGCS2 0,840 0,856 0,865

Противотуберкулезный 0,813 0,860 0,857

Ингибитор глюкан эндо-1,6-бета-глюкозидазы 0,814 0,856 0,875

Ингибитор аминопептидазы PfA-M1 0,797 0,794 0,806

Антагонист Мс1-1 0,796 0,814 0,816

Антимикобактериальный 0,787 0,827 0,823

Усилитель экспрессии АРОА1 0,744 0,744 0,765

Ингибитор убихинол-цитохром-с-редуктазы 0,768 0,857 0,839

Ингибитор лакказы 0,713 0,773 0,801

Заключение. В результате взаимодействия молекул изучено по данным электронной и изомерных нитрофенилазосалициловых аль- ИК спектроскопии, а также квантовохимиче-дегидов с 2-аминофенолом синтезированы ских расчетов. Прогнозирование биологиче-азометиновые соединения в виде твердых ве- ской активности в системе PASS Online вы-ществ красного цвета. Реакция протекает явило широкий спектр потенциального дей-гладко в среде кипящего пропанола-2. При ствия рассматриваемых соединений. Это поз-охлаждении реакционных масс продукты хо- воляет рекомендовать их для дальнейшего рошо кристаллизуются. Для них определены изучения. выходы и температуры плавления. Строение

Библиографический список

1. Саитова Н.Г., Новиков В.Т. Исследование процесса образования салицилальдоксима при конденсации салицилового альдегида и сернокислого гидроксиламина с полярографическим контролем // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия Естественные науки. - 2019. - № 3(94). - С. 81-88. - DOI: 10.18698/18123368-2019-3-81-88.

2. Rh (П)-катализируемое взаимодействие салицилового альдегида и его производных с ди-азокарбрнильными соединениями / Г.Н. Сахабутдинова [и др.] // Журнал органической химии. -2018. - Т. 54. - № 12. - С. 1758-1762. - DOI: 10.1134/S0514749218120051.

3. Salicylaldehydes as privileged synthons in multicomponent reactions / M.M. Heravi [et al.] // Russian Chemical Reviews. - 2018. - Vol. 87. - № 6. - P. 553-585.

4. Синтез бис-а-гидроксифосфиноксидов на платформе салицилового альдегида / Е.А. Александрова [и др.] // Журнал общей химии. - 2023. - Т. 93. - № 1. - С. 84-90. -DOI: 10.31857/S0044460X23010109.

5. Калашникова В.М., Элинсон М.Н. Синтез замещенных 2-амино- 4Н-хроменов // Успехи в химии и химической технологии. - 2023. - Т. 37. - № 3(265). - С. 26-28.

6. Комплексы цинка (II) на основе азометинов 2,4,6-триметиланилина и галогензамещенных салициловых альдегидов / М.С. Милутка [и др.] // Журнал общей химии. - 2022. - Т. 92. - № 7. -С. 1139-1151. - DOI: 10.31857/S0044460X22070198.

7. Кристаллическая структура полимерных комплексов меди (II) с ацилгидразонами бромпро-изводных салицилового альдегида / Л.Д. Попов [и др.] // Координационная химия. - 2016. -Т. 42. - № 3. - С. 131-136. - DOI: 10.7868/S0132344X16020067.

8. Новые магнитоактивные металлокомплексы тридентатных шиффовых оснований фенила-зосалицилового альдегида / А.С. Бурлов [и др.] // Координационная химия. - 2009. - Т. 35. - № 7. - С. 495-500.

9. Water-stable [Ni(salen)]-type electrode material based on phenylazosubstituted salicylic aldehyde imine ligand / A. Vereschagin [et al.] // New Journal of Chemistry. - 2017. - Vol. 41. - P. 1391813928. - DOI: 10.1039/c7nj03526h.

10. Металлокомплексы азометинов с E'-Z-изомерными азофрагментами / А.Д. Гарновский [и др.] // Координационная химия. - 2010. - Т. 36. - № 7. - С. 483-493.

- XuMunecKue nayHU -

AZOMETHINE COMPOUNDS BASED ON ISOMERIC NITROPHENYLAZOSALICYLIC

ALDEHYDES

M.A. Kulikov, Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor Perm National Research Polytechnic University, Berezniki Branch (Russia, Berezniki)

Abstract. In this work, azomethine compounds were synthesized by the interaction of isomeric nitro-phenylazosalicylic aldehydes with 2-aminophenol. The products are colored substances with high melting points. The structure of the molecules was studied using electronic and IR spectroscopy data, as well as quantum chemical calculations. Prediction of biological activity in the PASS Online system revealed a wide range of potential action of the compounds under consideration.

Keywords: azomethine compounds, phenylazosalicylic aldehyde, infrared spectroscopy, electron spectroscopy, computational chemistry methods.