ОСНОВАНИЕ ШИФФА, ПРОИЗВОДНОЕ ЗАМЕЩЕННОГО БЕНЗАЛЬАЦЕТОНА Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CHEMISTRY SCIENCES

ОСНОВАНИЕ ШИФФА, ПРОИЗВОДНОЕ ЗАМЕЩЕННОГО БЕНЗАЛЬАЦЕТОНА

Куликов М.А.

ОЯСЮ: 0000-0001-8944-9522

Кандидат химических наук, доцент, заведующий кафедрой Химическая технология и экология Бе-резниковского филиала ФГАОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

CHIFF BASE, SUBSTITUTED BENZALACETONE DERIVATIVE

Kulikov M.

ORCID: 0000-0001-8944-9522

Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Chemical Technology and Ecology of the Berezniki Branch of Perm National Research Polytechnic University

Аннотация

Взаимодействием замещенного бензальацетона с 4-анизидином синтезировано основание Шиффа в виде порошка оранжевого цвета. Исследованы спектральные свойства продукта методами ИК Фурье и Uv-Vis спектроскопии. Показано влияние природы растворителя на характер Uv-Vis спектров. С применением дифференциального термического анализа проведена оценка термостабильности соединения.

Abstract

The reaction of substituted benzalacetone with 4-anisidine synthesized Schiffs base in the form of an orange powder. The spectral properties of the product were investigated by FTIR and Uv-Vis spectroscopy. The effect of the nature of the solvent on the character of the Uv-Vis spectra is shown. The thermal stability of the compound was evaluated using differential thermal analysis.

Ключевые слова: замещенный бензальацетон, основание Шиффа, конденсация, ИК Фурье и Uv-Vis спектроскопия, дифференциальный термический анализ.

Keywords: substituted benzalacetone, Schiff base, condensation, FTIR and Uv-Vis spectroscopy, differential thermal analysis.

Основания Шиффа (азометиновые соединения), содержащие структурный элемент -С(Д)=^, обладают комплексом ценных прикладных свойств и находят широкое применение. Они используются в качестве фотостабилизаторов полимеров [1,2], в медицине и фармацевтике [3,4], в синтезе металло-комплексных соединений [5-7]. Активно изучаются

физико-химические свойства оснований Шиффа и их производных [8-10].

Цель представленной работы состоит в исследовании физико-химических свойств основания Шиффа (II), полученного при взаимодействии ди-метиламино-замещенного бензальацетона (I) с 4-анизидином по следующей схеме.

(СИз)2К'

,CH=CH—C=O I

СНз

I

HN

+

OCH

(CH3)2N

,CH=CH—C=N I

CH3

II

/ w

-OCH3

Конденсацию исходных компонентов проводили в среде кипящего этилового спирта. Продукт выделяли разбавлением спиртового раствора водой с последующей фильтрацией и промывкой осадка. Индивидуальность вещества доказана методом

тонкослойной хроматографии (Д/"0,81). Соединение (II) представляет собой порошок оранжевого цвета, растворим в органических растворителях. Средний выход составил 82 %.

На рис. 1 представлены результаты дифференциального термического анализа (ДТА), выполненного на установке Thermoscan-2. Анализ проведен в температурном интервале от 25 до 900 °С, скорость нагрева пробы составила 20 °С/мин. Обработка термограммы выполнена с использованием оригинального программного обеспечения ^ег-moscan® и электронных таблиц Microsoft®Excel®. Первый пик на термограмме выражен достаточно

дг

четко, имеет экстремум при 87 °С и характеризует процесс плавления пробы в данных условиях. При дальнейшем нагреве четко выраженных пиков не наблюдается, что может свидетельствовать о постепенной деградации пробы до элементарного углерода, который начинает выгорать при температуре выше 600 °С. Похожая картина наблюдалась ранее для оснований Шиффа, производных сульфанило-вой кислоты [11].

00 700 800 L°C

Рис. 1 - Результаты ДТА соединения (II)

ИК спектр соединения (II) записан в таблетках с бромидом калия на ИК Фурье спектрометре ФСМ 1201 в диапазоне волновых чисел 400 - 4000 см -1. Положение основных характеристических полос и

их отнесение представлено в таблице 1. По результатам анализа спектра сделан вывод, что этиленовый фрагмент в соединении находится в трансформе.

Таблица 1

Данные ИК спектра

Колебание Частота, см-1

st С-Н бензольного кольца 3070

st -СН=СН- 3030

st С-Н в группе О-СНз 2835

st С-Н в диметиламино-группе 2814

st С=М 1636

ароматические С-С, С=С 1602, 1504

5 as СНз 1440

5 sy СНз 1367

ip 5 -СН=СН- (транс) 1300

st as С-О-С 1242

ip 5 С-Н, 1,4-замещение 1180, 1124, 1068

st sym С-О-С 1036

оор 5 -СН=СН- (транс) 974

оор 5 С-Н, 1,4-замещение 810, 842

Цу-У15 спектры получены с использованием в качестве растворителей хлороформа, диметилфор-мамида (ДМФА), этанола, тетрахлорида углерода и концентрированной серной кислоты на спектрофотометре EcoView® УФ-3200 в диапазоне длин волн от 300 до 500 нм, толщина светопоглощающего слоя 10 мм. Внешний вид спектральных кривых представлен на рисунке 2, положение максимумов поглощения приведено в таблице 2. Из рисунка 2 видно, что природа растворителя оказывает существенное влияние на характер спектральных кривых. При переходе от сильнополярных растворителей к менее полярным становится более выраженным длинноволновый максимум, отвечающий

Таким образом, по результатам исследования можно сделать следующие выводы.

1. Взаимодействием замещенного бензаль-ацетона с 4-анизидином синтезировано основание Шиффа в виде оранжевого порошка, изучены некоторые его физико-химические свойства.

2. На основании данных ДТА определена точка плавления вещества и условия его термической деградации.

3. С помощью ИК спектроскопии установлено, что этиленовый фрагмент молекулы находится в транс-форме.

и^л* переходу с участием азометиновой группы. Вывод о таком отнесении сделан на основании анализа спектра в концентрированной серной кислоте. В результате блокировки неподеленной электронной пары атома азота данный переход становится невозможен [12] и рассматриваемая полоса исчезает. Коротковолновый максимум следует отнести к л^-л* переходу в рамках единого хромофора. Положение данного максимума также зависит от природы растворителя - чем ниже полярность растворителя, тем сильнее его гипсохромное смещение.

4. На примере Uv-Vis спектров показано влияние природы растворителя на положение полос поглощения и их характер. Чем ниже полярность растворителя, тем отчетливей проявление п^л* перехода и тем сильнее гипсохромный сдвиг л^л* перехода.

Список литературы 1. Ahmed Ah., Al-Mashhadani M.H., Ahmed D.S., Ahmed Ah.A., Yousif E., Yusop R.M. Preparation of Polymerie films containing Schiff base as UV-Absorber with Good Resistance against UV-

D

275 300 325 350 375 400 425 X,iim

Рис. 2 - Uv-Vis спектры

Таблица 2

Данные ЭСП__

№ спектра на Растворитель Xi, нм X2, нм

рис. 2

1 CHCI3 345 371

2 ДМФА 349 373 (плечо)

3 Этанол 350 380 (плечо)

4 CCI4 331 365

5 H2SO4 346 -

Photoaging // Biointerface Research in applied Chemistry. - 2021. - V.11. - Iss.5. - P.12743-12749 (DOI 10.33263/BRIAC115.1270612749).

2. Ahmed Ah., Abdallh M., Al-Mashhadani M.H., Ahmed D.S., Bufaroosha M., Jawad A.H., Yousif E. Environmental Stability of Poly(Vinyl Chloride) Modified by Schiffs Base under Exposure to UV // Biointerface Research in applied Chemistry. - 2021. - V.11. -Iss.5. - P.13465-13473 (DOI 10.33263/BRIAC115.1346513473).

3. Степин С.Г., Железняк Н.В., Мырадов О.Г., Дикусар Е.А. Синтез и исследование антибактериальной активности полуаминалей и оснований Шиффа на основе сульфаниламида // Вестник фармации. - 2019. - №3(85). - С.88-93.

4. Tokali F.S., Taslimi P., Usanmaz H., Karaman M., Sendil K. Synthesis, characterization, biological activity and molecular docking studies of novel schiff bases derived from thiosemicarbazide: Biochemical and computational approach // Journal of molecular Structure. - 2021. - V.1231. - 129666 (DOI 10.1016/j.molstruc.2020.129666).

5. Jamalinezhad A., Mohseni-Shahri F.S., Moeinpour F. Synthesis, Characterization and Spectro-scopic Studies on the Interaction Between beta-Casein and Co(II) Schiff Base Complex // Physical Chemistry Research. - 2021. - V.9. - Iss.1. - P.123-135 (DOI 10.22036/per.2020.245548.1819).

6. Aggoun D., Messasma Z., Bouzerafa B., Ber-enguer R., Morallon E., Ouennoughi Ya., Ourari A. Synthesis, characterization and DFT investigation of new metal complexes of Ni(II), Mn(II) and VO(IV) containing N,O-donor Schiff base ligand // Journal of

molecular Structure. - 2021. - V.1231. - 129923 (DOI 10.1016/j.molstruc.2021.129923).

7. Левин О.В. Полимерные комплексы металлов с основаниями Шиффа саленового типа // Вестник технологического университета. - 2016. - Т.19. -№22. - С.5-15.

8. Смирнова Е.А., Беседина М.А., Карушев М.П., Васильев В.В., Тимонов А.М. Фотогальванический и фотовольтаический эффекты в системах на основе ме-таллокомплексов с основаниями Шиффа // Журнал физической химии. - 2016. - Т.90. - №5. - С.808-814 (DOI 10.7868/S0044453716050319).

9. Каро С.А., Габелло Г., Ландаэта Е., Перес Дж., Загал Дж.Х., Лилло Л. Синтез, спектроскопические и электрохимические исследования производных оснований Шиффа хитозана // Журнал прикладной химии. - 2013. - Т.86. - Вып.11. - С.1843-1849.

10. Kareem M.Ju., Al-Hamdani A.A.S., Ko Yo.G., Zoubi W.A., Mohammed S.G. Synthesis, characterization, and determination antioxidant activities for new Schiff base complexes derived from 2-(1H-in-dol-3-yl)-ethylamine and metal ion complexes // Journal of molecular Structure. - 2021. - V.1231. - 129669 (DOI 10.1016/j.molstruc.2020.129669).

11. Куликов М.А. Исследование свойств замещенных алкилстирилкетонов и их азометиновых производных методом дифференциального термического анализа // Вестник технологического университета. - 2019. - Т.22. - №12. - С.12-14.

12. Пентин Ю.А., Курамшина Г.М. Основы молекулярной спектроскопии. - Москва: Мир; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. - 398 с.

RESTORATIVE AND INDUSTRIAL REINFORCED EPOXY COMPOSITES WITH MICRO-NANO-DISPERSED (Si, Ti, Zr, Cr, Mo AND Nb)-CARBIDE FILLERS

Starokadomskiy D.

Chuiko Institute of Surface Chemistry, National Academy of Sciences (NAS), Ukraine

Reshetnyk M.

National Science and Natural History Museum NAS

Ukraine, Kiev Terebilenko A. M.G. Kholodny Institute of Botany NAS

Abstract

In this work, a practically important parameters of strength and chemical resistance of polyepoxide based on resin-analogue ED-20 with PEPA hardener, filled with microdispersed powders of Si, Zr, Cr, Nb, Ti, Mo carbides, have been studied.

The microstructure of the composites is characterized by a relatively uniform dense distribution of filler agglomerates, which can be seen in the example of compositions with 50 wt% TiC and ZrC. The absence of a significant effect of carbides on the temperature ranges of oxidative degradation of composites was established.

Swelling method established that filling can radically increase the resistance of composites to acetone organic solvents. At the same time, resistance in an acidic environment is noticeably reduced (for example, nitric acid).

It was found that the introduction of 50 wt% carbide fillers gives a significant increase in the strength and modulus of elasticity during compression of the composites. There is also a decrease in shrinkage and an increase in adhesion to steel (with normal tearing).

Keywords: Polyepoxide, compressive strength, bending strength, modulus of elasticity, microhardness, adhesion, SEM, swelling.