CC BY
1
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
РЕАКЦИИ АМИДНОГО СИНТЕЗА ИЗОНИКОТИНОВОЙ КИСЛОТЫ С АРОМАТИЧЕСКИМИ АМИНАМИ
Нурматов Достон Уралович
PhD докторант,
Национальный университет Узбекистана имени Мирзо Улугбека,
Республика Узбекистан, г. Tашкент E-mail: doston [email protected]
Абдушукуров Анвар Кабирович
д-р хим. наук, проф.,
Национальный университет Узбекистана имени Мирзо Улугбека,
Республика Узбекистан, г. Tашкент E-mail: [email protected]
Юсуфов Мухриддин Саидович
PhD (хим. наук),
Национальный университет Узбекистана имени Мирзо Улугбека,
Республика Узбекистан, г. Tашкент
Буриева Дилноза Мадарттовна
PhD докторант,
Национальный университет Узбекистана имени Мирзо Улугбека,
Республика Узбекистан, г. Tашкент
Очилов Шо^зод Эргаш угли
PhD докторант,
Национальный университет Узбекистана имени Мирзо Улугбека,
Республика Узбекистан, г. Tашкент
AMIDE REACTIONS OF ISONICOTINIC ACID WITH AROMATIC AMINES
Doston Nurmatov
PhD student
of National University of Uzbekistan named after MirzoUlugbek,
Republic of Uzbekistan, Tashkent
Anvar Abdushukurov
Doctor of Chemical sciences, Professor, National University of Uzbekistan named after MirzoUlugbek,
Republic of Uzbekistan, Tashkent
Muhriddin Yusufov
PhD,
National University of Uzbekistan named after MirzoUlugbek,
Republic of Uzbekistan, Tashkent
Dilnoza Bo'riyeva
PhD student
of National University of Uzbekistan named after MirzoUlugbek,
Republic of Uzbekistan, Tashkent
Shohzod Ochilov
PhD student
of National University of Uzbekistan named after MirzoUlugbek,
Republic of Uzbekistan, Tashkent
Библиографическое описание: РЕАКЦИИ АМИДНОГО СИНТЕЗА ИЗОНИКОТИНОВОЙ КИСЛОТЫ С АРОМАТИЧЕСКИМИ АМИНАМИ // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Нурматов Д.У. [и др.]. 2024. 9(123). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/18150
Л m 7universum.com
j A UNIVERSUM:
№ 9 (123)_химия и биология_сентябрь. 2024 г.
АННОТАЦИЯ
Первоначально амиды были синтезированы путем взаимодействия изоникотиновой кислоты с ароматическими аминами. В реакциях синтеза амидов реакцию проводили без катализатора и изучали влияние природы растворителей. Установлено, что реакция образования ариламидов протекает при высокой температуре в присутствии неполярных органических растворителей. Найдены физические константы синтезированных амидов, а их структура подтверждена методами ИК- и ЯМР-спектроскопии.
ABSTRACT
Amides were originally synthesized by reacting isonicotinic acid with aromatic amines. In amide synthesis reactions, the reaction was carried out without a catalyst and the influence of the nature of the solvents was studied. It has been established that the reaction of arylamide formation occurs at high temperatures in the presence of non-polar organic solvents. The physical constants of the synthesized amides were found, and their structure was confirmed by IR and NMR spectroscopy.
Ключевые слова: изоникотиновая кислота, ароматические амины, ариламид, органический растворитель.
Keywords: isonicotinic acid, aromatic amines, arylamide, organic solvent.
Известно, что карбоновые кислоты, амины и их производные широко распространены среди органических соединений и имеют большое теоретическое и практическое значение. Наличие различных функциональных групп и реакционных центров в молекуле этих соединений позволяет осуществлять на их основе целенаправленный синтез.
Если обратить внимание на историю развития синтеза органических соединений, то можно увидеть, что особое значение имеют исследования на основе карбоновых кислот и аминов. Различные функциональные производные карбоновых кислот: ангидриды кислот, галогенангидриды, сложные эфиры, амиды, нитрилы и синтезированные с их использованием новые производные занимают важное место среди химических соединений в силу своей практической и теоретической значимости. В частности, одной из их особенностей является тот факт, что большая часть этих соединений используется в фармацевтике, медицине и сельском хозяйстве. В качестве примера достаточно привести амидные производные карбоновых кислот, которые являются основными действующими веществами таких препаратов, как парацетамол, фенацетин, фалиминт и пестицидов, таких как аланап, боскалид.
Изучение алкил- и ариламидов карбоновых кислот важно, поскольку это имеет как теоретическое, так и практическое значение. В зависимости от этапов развития органической химии усовершенствованы методы исследования, связанные с изучением химии амидов - их синтеза, строения и практического значения. На ранних этапах амиды кислот были получены действием ангидридов кислот и галогенангидридов на амины, затем были разработаны и другие функциональные производные карбоновых кислот и методы получения амидов кислот с участием карбоновых кислот. Также результаты исследований, проведенные в последние годы, показывают, что изучение строения амидов кислот может дать важные научные инновации науке органической химии. Получены синтетические производные изонико-тинамида и синтезирован хлоралкилизоникотинамид путем взаимодействия с гидрохлоридом 2-хлор-этанамина или гидрохлоридом 3-хлорпропан-1-амина
в ацетонитриле в присутствии ^№-дицикло-гексилкарбодиимидаизоникотиновой кислоты [1]. С использованием катализатора rGO-SOзH (сульфированный восстановленный оксид графена) через 40 минут под ультразвуковым воздействием была получена гетероароматическая карбоновая кислота с высокими выходами изоникотиновая кислота с анилином, 2,4-диметиланилином и соответствующими амидами н-пропиламином [2].
Большое значение имеют эффективные и «зеленые» реакции амидирования. В данной работе было изучено амидирование сложных эфиров алифатическими и ароматическими аминами с использованием трет-бутоксида в условиях окружающей среды. Стоит отметить, что реакция высокоэффективна, быстра, универсальна, экологически чиста и экономична и находит множество практических применений в органическом синтезе, биохимии и промышленной химии [3].
Новый N,N'-(2,5 -диметил- 1,4-фенилен)диизо-никотинамидныйлиганд синтезирован путем взаимодействия 2,5 -диметил-1,4 -фенилендиамина с гидрохлоридом изоникотинилхлорида в пиридиновом растворителе при 25°С в течение 5 дней [4]. В данной исследовательской работе в присутствии трифенилфосфита 2-пиколиновая кислота и 1,2-фенилендиамины подвергались взаимодействию микроволновым облучением при 50°С в течение 5 минут и при оптимальных условиях реакции были синтезированы функциональные диамиды [5]. Амиды никотиновой кислоты синтезированы конденсацией никотиновой кислоты, адсорбированной на силика-геле, с различными ароматическими аминами.
Результаты и обсуждение. Синтез амидов
Учитывая твёрдое агрегатное состояние изоникотиновой кислоты и ароматических аминов, реакции проводили в присутствии растворителей. Для экспериментов по изучению влияния растворителя изоникотиновой кислоты и ароматических аминов был выбран диметилформамид. Диметилформамид — неполярный органический растворитель, в котором при высоких температурах растворяются изоникотиновая кислота и амины. Поэтому реакции в диметилформамиде проводили
при высокой температуре с мольным соотношением реагентов 1:1. Первоначальной целью этого эксперимента было изучению реакции изоникотиновой кислоты с 2,4-дихлоранилином. Реакцию изоникотиновой кислоты с 2,4-дихлоранилином проводили
в колбе, снабженной обратным холодильником, при температуре кипения ДМФА на магнитной мешалке в течение 7 часов.
Реакция проходит по следующей схеме:
О
N
NN9
Сз^О \
4-Я -► N х
^^ -Н2О
R = К 2,4-а, 4-Бг, 2,6-CHз.
О
С—N I
Н
Полученный продукт перекристаллизовывали из 40%-ной смеси этанола и воды и сушили в эксикаторе с хлоридом кальция. Определена температура плавления, сняты ИК- и ЯМР-спектры, чистота проверена методом ТСХ.
Продукты реакции изоникотиновой кислоты с ароматическими аминами (растворитель -диметилформамид, температура реакции - 153°С, продолжительность - 7 часов).
N
N
О II
С—N I
Н
3э,
О II
С—N I
Н
3а
N
О
С—N I
Н
3Ь,
N
О II
С—N I
Н
3Н
3
Скорость и выход продуктов в этих реакциях изоникотиновой кислоты с ароматическими аминами зависят от силы кислоты и основания.
Изучение строения синтезированных соединений. Структура молекулы синтезированных соединений была проанализирована с помощью
ИК-спектроскопии изоникотиновой кислоты, 2,6-ксилидина и амидов, полученных в результате их реакций.
ИК-спектр №(2,6диметилфенил)изоникотинамида показан на рисунке 1, а 1Н-ЯМР и 13С-ЯМР-спектры на рисунках 2 и 3, соответственно.
Рисунок 1. ИК-спектр N-(2,6 диметилфенил)изоникотинамида
4urmatov_C 1Н _СО 30D .36 _0б 0320 2А_ „•"ЮОМНг T Ч" T 4" Û Û Û Ü Û О О О О О '
0\ 0\ С 0\ OÖ ОО rvi rvi <JÏ r~.r~.ro ra tri со en en аз г- г- г-, «с го го го m ci en с tri га га га tri cri œ •н О О iß ID 43 r^ СП СП СП in m m ti аз аз г Л 1Л 1Л Ь с «í i; < ч: g Ё ЕЕ 0È È I ^ ^ E^ ^ iHO(p<p(ji(DtD(D П 1 И И СО (M (M N M r-J \l LO T" Т OJ r-J Г-J q a a s ^ ^ O o
Т LTl UO LT J 1 1 f -
ID Í 3 О Ш 1 En En m гГ- [л -0.15
t'
WS! il,ff i -0.05
В s dd) E(m)
-0.00 71 j
ДМ A (dd) 9.12 D (ddt) 7.59 F 2 2 i) 4
7.S fl (pp 7.5 m) 7 .4 С(ddd) 8.3S
¡ 6 аз H ai СО j ri tri tri -0.2
i -0.1
- CT! -0.0 it i
8 1 40 fl .35 foornl 8.30
ч ЧГ Ol CD Г г-. ce ел а сэ с V V О O OI ч-н rN V LO KD
5 14 13 12 11 1Д Э 8 765 4 3 2 10-1
Г1 fppm)
Рисунок 2.1HЯМР -спектр N-(2,6-диметилфенил)изоникотинамида
13С _CD3C D_060 32024_ 400MI- z ä -Ii О !> ä Ii _J DOC
z < г z ; =t < г. =c
fc Ж Ш t E Z
го LT) ю ■»—н о о СО 1£> рч о LO Ю о; iv О N N i 0 О IS Г< ^ ГЧ |< гч го -4 сл с CO V > rs ! T Ю T rg 0 u с 4 rv Э ^
1 1 1—1 S ч—1 ч—1 / 1 ч—1 1 Г^Г Н Ji и -■Л |rJ|-J - гН ч—1 ч—1 ■а- ■ н 1 sx
1 1
230 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100
fl Cppm)
Рисунок 3.13CЯМР-спектр N-(2,6-диметилфенил)изоникотинамида
Экспериментальная часть
ИК-спектры снимали на спектрометре FT-IR/NIRSpectrum 3 (PerkinElmer, Швейцария) с использованием системы НПВО. Спектры 1Н и 13С ЯМР регистрировали на спектрометре JNM-ECZ400R (JEOL, Япония) при рабочей частоте 400 МГц для 1Н в растворах CD3OD. В качестве внутреннего стандарта в спектрах ЯМР 1Н использовали ТМС (0 м.д.). В спектрах ЯМР 13C в качестве внутреннего стандарта использовался химический сдвиг растворителя (CD3OD, 49.00м.д. относительно ТМС).
К-(2,6-метилфенил)изоникотинамид.
ИК-спектр (KBr, v, см-1): 3232 (NH), 2888 (-CH2-),1653 (C=O), 1285 (C-N), 1593 (C=C ароматическое кольцо).
1H NMR-спектр (400 MHz, methanol-^) 5 9.12 (dd, J = 2.3, 0.9 Hz, 1H), 8.73 (dd, J = 4.9, 1.6 Hz, 1H), 8.38 (ddd, J = 8.0, 2.3, 1.7 Hz, 1H), 7.59 (ddt, J = 7.9, 4.9, 0.8 Hz, 1H), 7.18 - 7.06 (m, 3H), 2.24 (d, J = 0.7 Hz, 6H).
13C NMR-спектр (101 MHz, methanol-^) 5 165.33, 151.68, 148.04, 136.02, 135.75, 134.08, 130.60, 127.90, 127.74, 127.40, 124.01, 117.79, 48.11, 47.89, 47.04, 17.05,
К-(4-бромфенил)изоникотинамид.
ИК-спектр (KBr, v, см-1): 3185 (NH), 1667 (C=O), 1290 (C-N), 1587 (C=C ароматическое кольцо).Ш NMR (400 MHz, метанол -D4) 5 9.08 (d, J = 2.9 Hz, 1H), 8.73 (dd, J = 4.9, 1.6 Hz, 1H), 8.35 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 7.68 (d, J = 8.9 Hz, 2H), 7.59 (dd, J = 8.1, 5.0 Hz, 1H), 7.51 (d, J = 8.9 Hz, 2H), 1.29 (s, 1H).
13C NMR (101 MHz, METHANOL-D4) 5 166.29, 152.87, 149.40, 138.97, 137.34, 133.32, 132.87, 125.16, 123.76, 118.27, 115.26, 49.64, 49.00, 48.79,
К-(2,4-дихлорфенил)изоникотинамид
ИК-спектр (KBr, v, см-1): 3240 (NH), 1695 (C=O), 1297 (C-N), 1580 (C=C ароматическое кольцо)^ NMR (400 MHz, метанол-D4) 5 9.12 (dd, J = 2.3, 1.0 Hz, 1H), 8.76 (dd, J = 5.0, 1.7 Hz, 1H), 8.38 (ddd, J = 7.9, 2.3, 1.6 Hz, 1H), 7.74 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.65 - 7.58 (m, 2H), 7.41 (dd, J = 8.7, 2.3 Hz, 1H).13C NMR (101 MHz, METHANOL-D4) 5 165.28, 151.92, 148.21, 136.15, 133.31, 132.10, 130.36, 129.20, 128.35, 127.47, 123.95, 110.01, 48.31, 47.03.
К-(фенил)изоникотинамид. ИК-спектр (KBr, v, см-1): 3348(NH), 1652 (C=O), 1265 (C-N), 1584 (C=C ароматическое кольцо).
1H NMR (600 MHz, methanol-D4) 5 9.05 (d, J = 2.6 Hz, 1H), 8.69 (dd, J = 5.0, 1.6 Hz, 1H), 8.32 (dt, J = 7.9, 1.9 Hz, 1H), 7.70 - 7.65 (m, 2H), 7.56 (ddd, J = 8.0, 5.0, 1.0 Hz, 1H), 7.38 - 7.31 (m, 2H), 7.14 (tt, J = 7.4, 1.2 Hz, 1H).
13C NMR (151 MHz, methanol-D4) 5 166.37, 152.80, 149.43, 139.56, 137.38, 132.76, 129.95, 125.96, 125.90, 122.36, 48.43.
Выводы
В результате эксперимента были синтезированы ариламиды изоникотиновой кислоты. Определены физические константы продуктов реакции и подтверждена их структура методами ИК- и ЯМР-спектроскопии. Из полученных амидов удалось получить четвертичные аммониевые соли изоникоти-новой кислоты в органическом растворителе при комнатной температуре.
Л • 7universum.com
j A UNIVERSUM:
№ 9 (123)_химия и биология_сентябрь. 2024 г.
Список литературы:
1. Fiorino F. et al. Synthesis, in vitro and in vivo pharmacological evaluation of serotoninergic ligands containing an isonicotinic nucleus //European Journal of Medicinal Chemistry. - 2016. - Т. 110. - С. 133-150.
2. Mirza-Aghayan M., Tavana M.M., Boukherroub R. Sulfonated reduced graphene oxide as a highly efficient catalyst for direct amidation of carboxylic acids with amines using ultrasonic irradiation //Ultrasonicssonochemistry. - 2016. -Т. 29. - С. 371-379.
3. Kim B.R. et al. tert-Butoxide-assisted amidation of esters under green conditions //Synthesis. - 2012. - Т. 44. -№. 01. - С. 42-50.
4. Vardhan H. et al. Self-assembled arene ruthenium metalla-assemblies //Polyhedron. - 2016. - Т. 112. - С. 104-108.
5. Arafa W.A. A. Sonochemical Preparation of DipicolinamideMn-complexes and Their Application as Catalysts Towards Sono-synthesis of Ketones //Journal of Heterocyclic Chemistry. - 2019. - Т. 56. - №. 4. - С. 1403-1412.
6. Jain N., Utreja D., Dhillon N.K. A convenient one-pot synthesis and nematicidal activity of nicotinic acid amides //Russian Journal of Organic Chemistry. - 2019. - Т. 55. - С. 845-851.
7. Zhu Y, Ran T, Chen X, Niu J, Zhao S, Lu T, Tang W. Synthesis and biological evaluation of 1-(2-Aminophenyl)-3-arylurea derivatives as potential EphA2 and HDAC dual inhibitors //Chemical and Pharmaceutical Bulletin. - 2016. -Т. 64. - №. 8. - С. 1136-1141.
8. El-Gamal M.I., Zaraeib S.O., Fosterd P.A., Anbarf H.S., El-Gamalg R., El-Awadyb R, Potteri B.V.L. A new series of aryl sulfamate derivatives: design, synthesis, and biological evaluation // Bioorganic & Medicinal Chemistry. -2020. - Т. 28. - №. 8. - С. 115406.
