CC BY
25
УДК 547
А. А. Володькин, Г. Е. Заиков, Л. Н. Курковская, С. М. Ломакин, И. М. Левина, Е. В. Коверзанова
ОКИСЛЕНИЕ 2-(К-АЦЕТИЛАМИНО)-2-(3,5-ДИ-ГР£Т-БУТИЛ-4-ЩДРОКСИФЕНИЛ)-
ПРОПИОНОВОЙ КИСЛОТЫ КИСЛОРОДОМ В ЩЕЛОЧНОЙ СРЕДЕ
Ключевые слова: 2-(М-ацетиламино)-2-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенип)-пропановая кислота, 2,4-ди-трет-бутилбицикло(4,3,1)дека-4,6-диен-8-(Ы-ацетиламино)-3,9-дион-1-окса, окисление, кислород, ЯМР-спектроскопия.
При окислении 2-(Ы-ацетиламшо)-2-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)-пропановой кислоты кислородом при 55-60 оС образуется 2,4-ди-трет-бутилбицикло(4,3,1)дека-4,6-диен-8-(Ы-ацетиламино)-3,9-дион-1-окса., строение которого основано на данных спектров ЯМР 1Н и 13С.
Keywords: 2-(N-acetylamino)-2-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionoic acid, oxidation, oxygen, NMR-spectroscopy 2,4-di-tert-butylbicyclo (4,3,1)deca-4,6-dien-8-(N-acetylamino)-3,9-dion-1-oxa.
At oxidation 2-(N-acetylamino)-2-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionoic acid by oxygen at 55-60 оС it is formed 2,4-di-tert-butylbicyclo (4,3,1)deca-4,6-dien-8-(N-acetylamino)-3,9-dion-1-oxa, which constitution is based on the data of spectrums of NMR 1Н and 13С.
Введение
Результаты ранних работ показали перспективность аналогов тирозина в биологии и специфичность свойств в условиях реакций с кислыми агентами. Например, в классической реакции с хлористым тионилом вместо хлорангидрида 2-(N-ацетиламино)-2-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифе-нил)-пропионовой кислоты образуются продукты окислительной димеризации [1]. Направление окисление кислородом 4-замещенных 2,6-ди-трет-бутилфенолов зависит от условий и строения заместителя, а в каждом конкретном случае результаты, как правило, являются неодно-значными [2]. В этой связи окисление 2-^-ацетиламино)-2-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидро-ксифенил)-пропановой кислоты представляется одним из этапов, связанных с установлением строения и свойств продуктов ингибиро-ванного окисления, особенно в условиях биологических исследованиях.
Экспериментальная часть
Спектры ЯМР регистрировали на приборе "Avance -500 Bruker" относительно TMS. Данные по ЯМР получали в Центре магнитной спектроскопии ИБХФ РАН.
2-(К-Ацетиламино)-2-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)-пропановой кислоты (1) синтезирован по методу [3] , т.пл .204-206 оС По данным [4]: т.пл. 204-206 оС.
Окисление 2-(К-ацетиламино)-2-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)-пропановой кислоты. В раствор 3.35 г (0.01 мол) соединения 1, 2.0 г (0.04 мол) NaOH в 60 мл этанола при 55-60 оС пропускали кислород в течение 6 ч. Через сутки к раствору прибавляли конц соляную кислоту до начала выпадения осадка (рН » 6). Органический слой отделили и после испарения растворителя и кристаллизации получили 0.6 г (»18 %) 2,4-ди-трет-бутилбицикло (4,3,1) дека-4,6-диен-8-^-
ацетиламино)-3,9-дион-1-окса.(2); т.пл. 101-105 оС . Найдено %: С 68.32 Н 8.34. С19Н27Ш4. Вычислено %: С 68.44 Н 8.16.
Спектр ЯМР 1Н ( ДМСО- d6, 5, мд^/Гц): 1.20 (с. 9Н, Ъи); 1.26 (с. 9Н, В); 1.89 (с.3Н, СН3СО); 2.40 (т. 2Н, СН2СН, 3 = 12.9, 3 = 10); 4.86 (м. 1Н, СН2СН); 6.69 (д. 1Н, 3 = 2.9); 6.95 (д. 1Н, 3 = 2.9) ; 8.56 ( д.1Н, №Н, 3 = 7.8). Спектр ЯМР 13С ( ДМСО^6, 5, м.д.): 22.18 (СН3СО); 29.09 (С-СН3); 36.84 (СН2); 48.56 (СН); 76.28 (С); 138.9 (С=С-Н) 139.6 (С=С-Н); 145.3 (С=С); 146.0 (С=С); 169.3 (СО]МН); 174.0 (СООН); 185.4 (С=0)
2-(К-ацетиламино)-2-(3,5-ди-шреш-бутил-4-гидроксифенил)-пропанат натрия (3) Смесь 3.35 г (0.01 мол) соединения 1, 0.5 г (0.01 мол) №0Н в 20 мл этанола выдерживают «15 мин, растворитель испаряли, остаток кристаллизовали из ЕЮН- Н20 (1:1). Выход «3 г, т.пл.> 250оС (с разл.) Спектр ЯМР 1Н ( ДМСО- d6, 5, м.д., .//Гц): 1.35 (с., 18 Н, Ъи); 1.77 (с., 3Н, СОСН3); 2.73 (д.д. ,1Н, СН-СНН, 3= 6.8); 2.95 (д.д. ,1Н, СН-СНН, 3 = 4.6); 3,97 (м. 1Н, СН-СН2); 6.6 (с., 1Н, ОН); 6.89 (с. 2Н, Аг); 7.23 (д., 1 Н, 1МН, 3 = 7.4). Спектр ЯМР 13С ( ДМСО- d6, м.д., 5): 22.93 (СН3СО); 30.48 (С-СН3); 34.27 (С); 37.45 (СН2); 55.73 (СН); 125.5 (С=С-Н); 130.46 (С-С=С); 138.09 (С-С=С); 151.58 (С-С-ОН); 167.63 (СОКНСНз); 173.93 (СООН).
Обсуждение результатов В присутствии №0Н и 2-(Ы-ацетиламино)-2-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)-пропионо-вой кислоты (1) при температуре 55-60оС протекает процесс окисления 2-(М-ацетиламино)-2-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)-пропионата натрия (3). За 6 ч. реакции в атмосфере кислорода образуется «18 % 2,4-ди-трет-бутилбицикло(4,3,1)-дека-4,6-диен-8-(М-ацетил-амино)-3,9-дион-1-окса (2), схема 1. При комнатной температуре на воздухе соль 3 не реагирует с кислородом. Состав реакционных масс и выход соединения 2 контролировали из данных спектра ЯМР :Н (рис.1).
Из спектра ЯМР :Н следует, что сигналы 6.69 и 6.95 м.д. (3=2.9 Гц) принадлежат двум различным протонам в шестичленном цикле структуры соединения 2. В спектре ЯМР 13С сигналы 138.92 и 139.59 м.д от атомов углерода соответствуют струк-
туре, анализ которой в формате debt ( рис.2) указывает на связь этих атомов с атомами водорода.
1
Схема 1
yL
IL
Рис. 1 - Спектр ЯМР 1Н реакционной массы реакции соединения 1 с кислородом в щелочной среде при 55-60 оС за 6 ч.
Рис. 2 - Фрагмент спектра ЯМР 13С соединения 2 в формате dept. (реакционная масса)
Сигнал 185.4 м.д. в спектра ЯМР 13С (рис.3) подтверждает присутствие карбонильной группы в шестичленном цикле структуры соединения 2.
Наконец, сигнал 76.28 м.д. принадлежит тетраэдрическому атому углерода, образующим связи с углеродами цикла, трет-бутильной группой и атомом кислорода (рис.4).
По данным [5], положение сигнала от тетра-эдрического атома углерода в спирановой системе с атомом азота находится в области 75 м. д.
Данные спектров ЯМР достаточны для выводов о структуре продукта окисления 2-(N-ацетиламино)-2-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидрокси-фенил)-пропановой кислоты кислородом при температуре 50-60оС в растворе этанола, которые под-
тверждают образование связи между атомом кислорода карбоксильной группы и атомом углерода шес-тичленного цикла.
Рис. 3 - Спектр ЯМР 13С реакционной массы реакции соединения 1 с кислородом в щелочной среде при 55-60 оС за 6 ч.
Рис. 4 - Корреляция данных спектров ЯМР 1Н и 13С
Заключение
Осуществлен низкотемпературный процесс окисления 2-(М-ацетиламино)-2-(3,5-ди-трет -бутил-4-гидроксифенил)-пропионовой кислоты в щелочной среде с выделением 2,4-ди-трет-бутилбицикло (4,3,1) дека-4,6-диен-8-(М-ацетил-амино)-3,9-дион-1 -окса.
Литература
1. А.А.Володькин, Л.Н.Курковская, Г.Е.Заиков, С.М.Ломакин Изв.РАН, Сер.хим 2013, 2265.
2. А.А.Володькин, Р.Д.Малышева, В.В.Ершов, Изв.АН СССР, Сер.хим.1982 , 1594
3. А.А.Володькин, С.М.Ломакин, Г.Е.Заиков, Н.М.Евтеева Изв.РАН, Сер.хим., 2009, 900.
4. Н.1Теи<1ег,Н.Каи8е, V. Вегапи, ШЬ.Апп. 1978, 757.
5. И.В. Выстороп, Н.П. Коновалова, Ю.В. Нелюбина, В.Н. Варфоломеев, Б.С. Федоров, Т.Е. Сашенкова, Е.Н. Берсенева, К.А. Лысенко, Р.Г. Костяновский, Изв.РАН, Сер.хим. 2010, 127-134.
3
2
© А. А. Володькин - д-р хим. наук, проф. вед. науч. сотр. Института биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН; Г. Е. Заиков - д-р хим. наук, гл. науч. сотр., проф. того же института, проф. каф. технологии пластических масс КНИТУ, [email protected]; Л. Н. Курковская - канд. физ.-мат. наук, ст науч. сотр. того же института; С. М. Ломакин - канд.хим.наук, зав.лаб. того же института; И. М. Левина - науч. сотр. того же института; Е. В. Коверзанова - ст. научн. сотр. Института химической физики им. Н.Н.Семенова РАН.
© A. A. Volodkin - Dr. chem. sciences, prof., leading researcher at the Institute of Biochemical Physics. N.M. Emanuel Academy of Sciences; G. E. Zaikov -Dr. chem. sciences, professor, department of "Technology of Plastics", KNRTU, [email protected]; L.N. Kurkovskaya - Candidate of physical and mathematical sciences, senior researcher at the Institute of Biochemical Physics. N.M. Emanuel RA; S. M. Lomakin - Candidate chemical sciences, head of laboratory of the Institute of Biochemical Physics. N.M. Emanuel Academy of Sciences; I.M. Levin - researcher at the Institute of Biochemical Physics. N.M. Emanuel Academy of Sciences; E. V. Koverzanova - Senior Researcher, Institute of Chemical Physics. Semenov, RAS.
