CC BY
20
УДК 548.737
ИССЛЕДОВАНИЕ 9-ГАЛОГЕН-6Н-ИНДОЛО[2,3-В]ХИНОКСАЛИНОВ МЕТОДОМ РЕНТГЕНОВСКОЙ ДИФРАКЦИИ
© 2020 Т.Н. Кудрявцева1, В.Э. Мельниченко2, Е.В. Грехнёва3, С.Ю. Белоусов4
1канд. хим. наук, ст. науч. сотрудник, руководитель НИЛ органического синтеза 2магистрант кафедры химии, мл. науч. сотрудник НИЛ органического синтеза 3канд. хим. наук, доцент кафедры химии e-mail: labOS.kgu.mail.ru
Курский государственный университет
4начальник ЭИО № 1 (г. Курск), ЭКС - филиал ЦЭКТУ ФТС России
Осуществлен синтез 9-галоген-6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалинов, проведен физико-химический анализ, методом рентгеновской дифракции и ИК-спектроскопии определены структурные параметры полученных соединений.
Ключевые слова: 6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалин, рентгеновская дифракция, ИК-спектроскопия, хромато-масс-спектрометрия, кристаллическая структура.
Производные индолохиноксалина - класс гетероциклических органических соединений, нашедших применение в фармакологии и электротехнике. Так, в ходе ряда исследований было показано, что 2,3-диметил-6-((2-диметиламино)этил)-6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалин (В220) имеет ярко выраженную противораковую активность [2], (3-индоло[2,3-Ь]хиноксалин-6-илпропил)-диметиламин проявляет отличную противовирусную активность по отношению к герпесвирусам [3]. Также для некоторых производных индолохиноксалина выявлена антимикробная, противогрибковая активности [4; 5] и активность по отношению к ревматоидному артриту и рассеянному склерозу [6]. В работе К Би и соавт. [8] описано использование 6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалина как донорно-акцепторного билдинг-блока для разработки новых безметаллических органических сенсибилизаторов. 9-галоген-6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалины широко применяются в синтезе различных биологически активных соединений [1; 7].
В этой работе мы представим сведения о синтезе 9-галоген-6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалинов и об их структурном анализе.
Синтез 9-галоген-6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалинов осуществляли взаимодействием 5-галоген изатина с о-фенилендиамином в среде ледяной уксусной кислоты при температуре кипения (1). Ход реакции контролировали методом ТСХ. По окончании реакций полученные реакционные смеси охлаждали до комнатной температуры, выливали в воду,
X = H, F, Cl, Br, I
Полученные продукты представляют собой кристаллические вещества желтого
цвета.
Структура полученных соединений подтверждена методами хромато-масс-спектрометрии и ИК-спектроскопии. В масс-спектрах индолохиноксалинов присутствуют пики молекулярных ионов m/z 220 (для 6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалина), m/z 238 (для 9-фтор-6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалина), m/z 254 (для 9-хлор-6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалина), m/z 300 (для 9-бром-6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалина) и m/z 346 (для 9-йод-6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалина). В ИК-спектрах синтезированных 6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалинов наблюдаются полосы поглощения в области 1615 см-1, соответствующие колебаниям C=N связей. Следует отметить, что характер галогена практически не оказывает влияние на положение полосы поглощения C=N связи.
Рентгеноструктурные исследования образцов 9-галоген-6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалинов проводили с помощью рентгеновского дифрактометра марки MiniFlex II фирмы Rigaku, оснащенного рентгеновской трубкой с медным анодом (Х=15,4 нм, U=30, кВ 1=15 мА), с использованием малоотражающей кремниевой кюветы. Измерение дифрактограмм проводили пошаговым измерением углов 20 в диапазоне от 5 до 60о со скоростью сканирования 2 градуса в минуту. Применяли гониометр вертикального типа радиусом 150 мм и скоростью позиционирования по углу 20-500° в минуту. Поиск и идентификации пиков осуществляли методом второй производной. Вычитание фона, сглаживание профиля, удаление Ка2 линий не проводились. Размер области когерентного рассеяния (ОКР) рассчитывался по уравнению Селякова-Шеррера.
Результаты анализа по наиболее интенсивным пикам представлены в таблице.
Результаты рентгеновской дифракции 9-галоген-6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалинов
Заместитель 20, град Межплоскостное расстояние, ангстрем Интенсивность, cps Относительная интенсивность, % от наиболее инт. пика ОКР, нм
H 8,58 10,29 4216 32,42 20,5
12,23 7,23 9432 72,53 20,9
13,75 6,63 666 5,12 19,2
14,67 6,03 13005 100 21,2
17,12 5,18 5238 40,28 18,8
20,41 4,35 555 4,27 17,0
25,62 4,17 397 3,05 20,1
28,94 3,47 668 5,14 18,6
29,25 3,08 1244 9,57 42,1
29,63 3,05 560 4,31 17,9
F 8,57 10,31 2252 66,61 26,2
15,08 5,87 3381 100 29,2
17,68 5,01 986 29,16 25,3
18,75 4,73 703 20,79 30,0
20,69 4,29 361 10,68 20,2
23,66 3,76 524 15,50 41,2
25,60 3,48 1377 40,73 30,3
26,13 3,41 974 28,81 29,7
26,91 3,31 2667 78,88 32,8
28,35 3,16 1560 46,14 27,2
Кудрявцева Т. Н., Мельниченко В. Э., Белоусов С. Ю., Грехнёва Е. В.
Исследование 9- галоген-6Н-индоло[2,3 - Ь]хиноксалинов
методом рентгеновской дифракции
Продолжение таблицы
С1 7,13 12,39 404 26,30 28,8
10,32 8,57 246 16,02 14,1
15,90 5,57 1536 100 24,8
17,32 5,18 289 18,82 12,8
19,00 4,67 547 35,61 18,2
21,15 4,20 143 9,31 20,6
23,73 3,75 135 8,79 8,4
27,27 3,27 255 16,60 13,9
31,95 2,80 165 10,74 21,3
33,60 2,67 108 7,03 13,0
Бг 10,81 8,18 180 14,32 29,2
14,04 6,30 373 29,67 36,2
16,32 5,43 704 56,01 25,2
16,68 5,31 632 50,28 29,2
17,72 5,00 763 60,70 25,9
19,35 4,58 1257 100 22,3
20,96 4,24 284 22,59 33,4
21,47 4,14 279 22,20 21,2
23,81 3,73 313 24,90 19,1
34,38 2,61 258 20,52 21,3
I 6,75 13,09 91 30,54 39,2
13,43 6,59 235 78,86 32,1
17,52 5,06 162 54,36 45,9
18,43 4,81 259 86,91 33,3
19,99 4,44 298 100 24,9
20,72 4,28 99 33,22 19,3
21,85 4,064 197 66,11 15,2
24,11 3,69 164 55,03 24,9
27,21 3,275 259 86,91 11,1
35,01 2,56 90 30,20 27,0
При анализе полученных дифрактограмм выявлены следующие особенности.
Основные разрешенные дифрактометрические рефлексы исследуемых веществ лежат в области углов 20 от 7 до 30 градусов, что соответствует межплоскостным расстояниям не менее 3 ангстрем.
Наибольшая максимальная интенсивность дифрактометрического сигнала достигается для 6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалина, что связано с его игольчатой кристаллической структурой. С увеличением размеров атома галогена в молекуле снижается интенсивность пиков, что говорит об уменьшении степени кристалличности образцов.
Размер ОКР в направлении дифракционных максимумов, характеризующий размер кристаллитов вещества, составил около 20 нм для 6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалина и его хлорпроизводного и около 30 нм для 9-фтор-6Н-индоло[2,3-Ь]хиноксалина, йод- и бромпроизводных.
Библиографический список
1. Мельниченко В.Э., Кудрявцева Т.Н., Кометиани И.Б., Косолапова Н.И. Синтез 2-(9-замещенных-6Н-индоло[2,3 -Ь]хиноксалин-6-ил)-1 -фенилэтан-1 -онов, их химические особенности и биологические свойства // AUDITORIUM. 2018. № 3. С. 811.
2. Hofer T., Moller L. Protection of female c3h mice against whole-body y-irradiation with 2,3-dimethyl-6-((2-dimethylamino)ethyl)-6H-indolo[2,3-b]quinoxaline (B220) // European Chemical Bulletin. 2018. V. 7. P. 84-88.
3. Shibinskaya M.O., Kutuzova N.A., Mazepa A.V., Lyakhov S.A., Andronati S.A., ZubritskyM.J, Galat V.F., Lipkowski J., Kravtsov V.C. Synthesis of 6-Aminopropyl-6H-indolo[2,3-b]quinoxaline Derivatives // Journal of Heterocyclic Chemistry. 2012. V. 49. P. 678-682.
4. Avula S., Komsani J.R., Koppireddi S., Yadla R., Kanugula A.K.R., Kotamraju S. Synthesis and cytotoxicity of novel 6H-indolo[2,3-b]quinoxaline derivatives // Medicinal Chemistry Research. 2013. V. 22. P. 3712-3718.
5. Moorthy N.S.H.N., Karthikeyan C., Trivedi P. Design, synthesis, cytotoxic evaluation, and QSAR study of some 6H-indolo[2,3-b]quinoxaline derivatives // Journal of Enzyme Inhibittion and Medicinal Chemistry. 2010. V. 25. P 394-405.
6. Moorthy N.S.H.N., Manivannan E., Karthikeyan C., Trivedi P. 6H-Indolo[2,3-b]Quinoxalines: DNA and Proteins Interacting Scaffold for Pharmacological Activities // Mini-Reviews in Medicinal Chemistry. 2013. V. 13. P. 1415-1420.
7. Gu Z., Li Y., Ma S., Li S., Zhou G., Ding S., Zhang J., Wang S., Zhou C. Synthesis, cytotoxic evaluation and DNA binding study of 9-fluoro-6H-indolo[2,3-b]quinoxaline derivatives // Royal Society of Chemistry. 2017. V. 7. P. 41869-41879.
8. Su R., Lyu L., Elmorsy M.R., El-Shafei A Structural Studies and Photovoltaic Investigation of Indolo[2,3-b]quinoxaline-Based Sensitizers/Co-Sensitizers Achieving Highly Efficient DSSCs // New Journal of Chemistry. 2020. V. 44. P. 2797-2812.
