Научная статья на тему 'РЕАКЦИИ ГЕТЕРОЦИКЛИЗАЦИИ АМИНОВ И АМИДОВ С МОНО- И БИФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ'

РЕАКЦИИ ГЕТЕРОЦИКЛИЗАЦИИ АМИНОВ И АМИДОВ С МОНО- И БИФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
69
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГИДРОХИНОН / МОЧЕВИНА / ТИОМОЧЕВИНА / ЦИКЛОКОНДЕНСАЦИЯ / ИНДОЛ / СИНТЕЗ / ЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ / ОДНОСТАДИЙНЫЙ МЕТОД / АНИЛИН / КАТАЛИЗАТОРЫ / ГЕТЕРОЦИКЛИЗАЦИЯ / N-АМИНОФЕНИЛЭТАНОЛ / N-ВИНИЛАНИЛИН

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Холикова Севара Джасуровна, Рузиев Шохрух Фарход Угли

Исследованы реакции гетероциклизации аминов и амидов с моно- и бифункциональными соединениями. Проведены реакции циклоконденсации мочевины и тиомочевины с гидрохиноном проводили в стационарных условиях. Синтезированы 5-гидрокси-1,3-бензоксо-2-тион с выходом 92% от теории, и 5-гидрокси-1,3-бензоксо-2-он с выходом 94% от теории. Cинтезированы индол и его производные реакцией анилина и его производных с гликолями и триолами при температуре 250-600°С и давлении 1,1.105-1.107 Па в присутствии катализаторов (CdO, ZnO, PbO2, Al2O3, BO3) . Найдены оптимальные условия процесса и предложена вероятная схема стадии образования индола.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Холикова Севара Джасуровна, Рузиев Шохрух Фарход Угли

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

REACTIONS OF HETEROCYCLIZATION OF AMINES AND AMIDES WITH MONO- AND BIFUNCTIONAL COMPOUNDS

The reactions of heterocyclization of amines and amides with mono- and bifunctional compounds have been investigated. Cyclocondensation reactions of urea and thiourea with hydroquinone were carried out under stationary conditions. Synthesized 5-hydroxy-1,3-benzoxo-2-thione with a yield of 92% of theory, and 5-hydroxy-1,3-benzoxo-2-one with a yield of 94% of theory. Indole and its derivatives have been synthesized by the reaction of aniline and its derivatives with glycols and triols at a temperature of 250-600°С and a pressure of 1.1.105-1.107 Pa in the presence of catalysts (CdO, ZnO, PbO2, Al2O3, BO3). The optimal conditions of the process are found and a probable scheme of the stage of indole formation is proposed.

Текст научной работы на тему «РЕАКЦИИ ГЕТЕРОЦИКЛИЗАЦИИ АМИНОВ И АМИДОВ С МОНО- И БИФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ»

• 7universum.com

UNIVERSUM:

, ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_март. 2022 г.

DOI - 10.32743/UniTech.2022.96.3.13238

РЕАКЦИИ ГЕТЕРОЦИКЛИЗАЦИИ АМИНОВ И АМИДОВ С МОНО-И БИФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ

Холикова Севара Джасуровна

канд. техн. наук, доцент, Ташкентский химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: sevarajasurovna123@mail. ru

Рузиев Шохрух Фарход угли

магистрант,

Ташкентский химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: ruziyev2344@gmail. com

REACTIONS OF HETEROCYCLIZATION OF AMINES AND AMIDES WITH MONO-

AND BIFUNCTIONAL COMPOUNDS

Sevara Khоlikova

Candidate of Technical Sciences, associate professor of Tashkent chemical-technological institute, Uzbekistan, Tashkent

Shokhrukh Ruziev

Master student, Tashkent chemical-technological institute, Uzbekistan, Tashkent

АННОТАЦИЯ

Исследованы реакции гетероциклизации аминов и амидов с моно- и бифункциональными соединениями. Проведены реакции циклоконденсации мочевины и тиомочевины с гидрохиноном проводили в стационарных условиях. Синтезированы 5-гидрокси-1,3-бензоксо-2-тион с выходом 92% от теории, и 5-гидрокси-1,3-бензоксо-2-он с выходом 94% от теории.

Cинтезированы индол и его производные реакцией анилина и его производных с гликолями и триолами при температуре 250-600°С и давлении 1,1.105-1.107 Па в присутствии катализаторов (CdO, ZnO, PbO2, Al2O3, BO3) . Найдены оптимальные условия процесса и предложена вероятная схема стадии образования индола.

ABSTRACT

The reactions of heterocyclization of amines and amides with mono- and bifunctional compounds have been investigated. Cyclocondensation reactions of urea and thiourea with hydroquinone were carried out under stationary conditions. Synthesized 5-hydroxy-1,3-benzoxo-2-thione with a yield of 92% of theory, and 5-hydroxy-1,3-benzoxo-2-one with a yield of 94% of theory.

Indole and its derivatives have been synthesized by the reaction of aniline and its derivatives with glycols and triols at a temperature of250-600°С and a pressure of 1.1.105-1.107 Pa in the presence of catalysts (CdO, ZnO, PbO2, A2O3, BO3). The optimal conditions of the process are found and a probable scheme of the stage of indole formation is proposed.

Ключевые слова: гидрохинон, мочевина, тиомочевина, циклоконденсация, индол, синтез, этиленгликоль, одностадийный метод, анилин, катализаторы, гетероциклизация, N-аминофенилэтанол, N-виниланилин.

Keywords: hydroquinone, urea, thiourea, cyclocondensation,indole, synthesis, ethylene glycol, one-step method, aniline, catalysts, heterocyclization, N-aminophenylethanol, N-vinylaniline.

Введение. Важнейшие направления современной экологии предусматривают получение эффективных биостимуляторов роста растений и биоудобрений, применение которых направлено на решение многих экологических проблем, связанных с сохранением

полезной биоты в агроландшафтах, получением экологически чистой продукции. Традиционные технологии получения таких синтетических биостимуляторов растений, как гиббереллин, индолилуксусная кислота и многих других, включают использование

Библиографическое описание: Холикова С.Д., Рузиев Ш.Ф. РЕАКЦИИ ГЕТЕРОЦИКЛИЗАЦИИ АМИНОВ И АМИДОВ С МОНО- И БИФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 3(96). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/13238

№ 3 (96)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

март, 2022 г.

дорогостоящего сырья, отличаются сложностью и многоэтапностью синтеза, экологически не безопасны, требуют утилизации отходов.

Перспективным направлением для решения указанной проблемы является создание экологически чистых технологий производства биостимуляторов роста растений и биоудобрений, в качестве сырья которых используются отходы сельского хозяйства и промышленности [1, 14.

К природным регуляторам роста растений относятся фитогормоны, образующиеся в самом растении и участвующие в регуляции обмена веществ на всех этапах его жизни. Современные технологии биорегуляторов роста растений нацелены на получение известных фитогормонов синтетическими методами, а также направленным синтезом биорегуляторов роста, не имеющих аналогов в природе, отличающихся высоким уровнем эффективности при практическом применении в сельском хозяйстве. Существующие при этом проблемы в основном связаны с выбором сырья, его рациональным использованием, разработкой безотходных технологий биорегуляторов роста с направленной физиологической активностью, применение которых в области сельскохозяйственного растениеводства обеспечит выпуск экологически чистой продукции [2, 4].

Мировое производство фитоактивных соединений, в ряду которых главное место занимают гербициды, составляет около 60 % рынка агрохимических препаратов [3, 6, 11-12]. Менее значимы регуляторы роста растений, хотя именно такие соединения, более всего соответствуют современным тенденциям по переходу от уничтожающих сорную растительность препаратов к соединениям с регуляторными свойствами, способным интенсифицировать развитие культурных растений и тормозить развитие сорняков или же обеспечивать селективность гербицидов в составе их препаративных форм. При этом регуляторы роста, которые индуцируют устойчивость культурных растений к действию гербицидов (антидоты или safeners), могут применяться на различных стадиях их роста и развития [4-5, 11, 13].

Одним из наиболее обширных разделов органической химии является раздел химии гетероциклических соединений, которая получила широкое развитие в последнее тридцатилетие. Об этом, в частности, свидетельствует тот факт, что более половины этих публикаций в научных журналах по органической химии в настоящее время составляют работы по химии гетероциклических соединений.

Гетероциклические соединения получают методом гетероциклизацией азотсодержащих нуклеофилов с моно- и бифункциональными соединениями, который является наиболее удобным методом синтеза последних.

Азот и кислородсодержащие гетероциклические соединения ряда пиррола и индола являются потенциальным сырьём для производства лекарственных

препаратов, пестицидов сплошного и избирательного действия, стимуляторов роста растений.

Широкое промышленное применение азотсодержащих гетероциклов задерживается из-за отсутствия удобных и дешёвых методов их синтеза.

В Узбекистане хорошо налажено производство карбамида, тиокарбамида, альдегидов - формальдегида, уксусного альдегида, кротонового альдегида и др., которое в настоящее время мало используется. Ежегодно производятся мочевины более 500 тыс. тонн, тиомочевины 1,0 тыс. тонн, ацетальдегида более 20 тыс. тонн, формальдегида 7 тыс. тонн.

В связи с этим представляет интерес разработка новых азот- и кислородсодержащих гетероциклов на этом сырье.

В настоящее время в качестве азотсодержащего источника используются соединения аммиака, аминов жирного и ароматического ряда, нитрилы, оксимы, гидразин и его производные, амиды, тиоамиды и др. [7-9, 12].

С целью развития химии гетероциклических соединений, разработка новых, эффективных, удобных, малостадийных методов синтеза азот- и кислородсодержащих гетероциклов, нами исследуются реакции гетероциклизации аминов и амидов с моно-и бифункциональными соединениями [ 10 - 11].

Методика эксперимента. 5-гидрокси-1,3-бен-зоксо-2-тион является высокоэффективным протравителем семян хлопчатника. Он был испытан в течении ряда лет в институте генетики АН РУз. При этом установлено, что при обработке семян хлопчатника 5-гидрокси-1,3-бензоксо-2-тионом при норме расхода 5,0 - 10 г/т повышается урожай до 5 ц/га. 5-гид-рокси-1,3-бензоксо-2-тион ранее был синтезирован конденсацией п-хинона с тиомочевиной. Нами усовершенствован метод синтеза. Вместо п-хинона нами был использован более доступный продукт -гидрохинон.

Процесс циклоконденсации мочевины и тиомоче-вины с гидрохиноном проводили в стационарных условиях. Реакции изучали в среде 2-н соляной кислоты и ледяной уксусной кислоты.

В круглодонную колбу, снабжённую механической мешалкой и воздушным холодильником, помещали 7,6 г (0,1 моль) тиомочевины, 11 г (0,1моль) гидрохинона, 20 мл соляной кислоты, 80 мл воды, 60 мл уксусной кислоты. При постоянном перемешивании компоненты реакции нагревали на водяной бане при температуре 90 - 950С в течение 2-х часов. Выделяли 13,9 г продукта. Выход 92% от теории.

В аналогичных условиях из 6 г (0,1 моль) мочевины получили 14,2 г продукта. Выход 94 % от теории.

Реакции идут по схеме:

№ 3 (96)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

март, 2022 г.

OH

+

nh2

С= X I

nh2

HO

^^NH

С= X

O

I, II

где Х = S, ( I ) - 5-гидрокси-1,3-бензоксо-2-тион; Х = О, ( II ) - 5-гидрокси-1,3-бензоксо-2-он. Образовавшиеся продукты реакции промывали водным раствором этилового спирта и сушили в печи при температуре 100 - 1050С.

Выход продукта (I) составляет 92%; (II) - 92 -94% от теории. Состав и строение синтезированных продуктов установлены с помощью ИК-спектроско-пии и данными элементного анализа. Данные элементного анализа:

Продукт( I )

Вычислено. С = 55,63 Н = 3,311 N = 9,271

%

Найдено, % С = 55,60 Н = 3,301 N = 9,110

ИК - спектры приведены на рис. 1. и 2.

Продукт ( II ) Вычислено, % Найдено, % С = 51,219 С = 50,93 Н = 2,994 Н = 3,01 N = 8,383 N = 8,371

Рисунок 1. ИК - спектр конденсации тиомочевины с гидрохиноном

В ИК-спектре продукта (I) и (II) обнаружены полосы поглощения в области 3400 - 3200 см-1 относящиеся к валентным колебаниям ОН - группы;

деформационным колебаниям ККН - группы; в области 1571 - 1508 см-1 валентным колебаниям СН - группы.

Рисунок 2. ИК - спектр конденсации мочевины с гидрохиноном

• 7universum.com

UNIVERSUM:

, ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_март. 2022 г.

Материальный баланс расчета исходных веществ технологическая схема производства 5-гидрокси-

(табл.1) и готового продукта и принципиальная 1,3-бензоксо-2-тиона (рис. 3) приводятся ниже:

Таблица 1.

Материальный баланс

№ Компоненты Загружено, кг Получено, кг

1. Гидрохинон 115,0 -

2. Тиомочевина 115,0 8,0

3. Соляная кислота 100,0 100,0

4. Уксусная кислота 70,0 70,0

5. Аммиак - 17,0

6. Водород - 2,0

7. 5-гидрокси-1,3-бензоксо-2-тион - 189

Итого 395 395

Операционное количество тиомочевины и гидрохинона поступают в реактор (поз. Р5). Туда же при интенсивном перемешивании добавляют 2н соляной кислоты и за 40 - 50 минут добавляют ледяной уксусной кислоты. Реакционную смесь нагревают в течение 2-х часов при температуре 80 - 900С. Осадок

отфильтровывают через 12 часов на друк-фильтре (поз. ДФ-6). Осадок промывают водой и высушивают в сушилке (поз. Т7). Готовый продукт затаривают в полиэтиленовые бочки вместимостью 250 мл. Выход 92,8 %. Температура плавления 175,20С (литературные данные: 1пл = 125,60С).

Рисунок 3. Принципиальная технологическая схема производства 5-гидрокси-1,3-бензоксо-2-тиона

Е1 - ёмкость для соляной кислоты; Е2 - ёмкость для уксусной кислоты; Б3, Б4 - бункеры для гидрохинона и тиомочевины; Р5 - реактор; ДФ-6 - друк-фильтр; Т7 - сушилка; Е8, Е9, Е10 - ёмкости для готового продукта.

№ 3 (96)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

март, 2022 г.

Опыты по синтезу индола из анилина и эти-ленгликоля проводили на реакторе, который представляет собой полую трубку из нержавеющей стали с сеткой для катализатора размером 30x450 мм. Для поддерживания заданной температуры реактор снабжен внешним электрообогревателем, который регулируется с помощью лабораторного автотрансформатора. Температура измеряется термопарой с милливольтметром. При проведении опытов образовавшаяся в результате реакции парогазовая смесь поступает из реактора в холодильник и сконденсировавшаяся парогазовая смесь проходит через холодильник, конденсат стекает в приемник, а оставшаяся парогазовая смесь собирается в охлаждаемый снаружи ловушках.

Для процесса гетероциклизации катализаторы готовили в следующем порядке: к 113,4 г гидроксида алюминия добавили 120 мл 3-5%-ной фтористоводородной кислоты. К образовавшейся суспензии при перемешивании добавляли по 10 г оксида цинка и фторида алюминия, 4 г оксида хрома. Полученную массу перемешивали, формовали, сушили и прокаливали как описано выше. Готовый катализатор имеет состав, вес.%: 7пО - 10,0; АШз - 10,0; Сг2Оз - 4,0; АЬОз - 76,0.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Данным методом приготовлены катализаторы 11 наименований, состав и свойства которых проведены в табл.2.

Таблица 2.

Состав и свойства разработанных катализаторов гетероциклизации анилина с этиленгликолем

Катализатор Состав, % масс Насыпной вес, г/см3 Удельная поверхность, м2/г Средний радиус пор, Механическая прочность, кг/см2 Длительность работы до регенерации, час

I 7пО - 12,0 АШз - 8,0 ^Бб - 4,0 АЪОз - 76,0 0.547 210 40 з1 48

II СиС12 - 5,0 АШз - 5,0 Сг2Оз - 5,0 7пО - 5,0 АЪОз - 80,0 0.580 1з6 50 27.з 54

III А1Бз - 5,0 Сг2Оз - 5,0 7пО - 5,0 СёБз - 5,0 АЬОз - 80,0 0.554 176 60 з9 62

IV СиС12 - 5,0 СёБз - 5,0 А1Бз - з,0 7пО - 4,0 АЬОз - 8з,0 0.56 20з 40-50 17.з 80

V СёБз - 5,0 7пО - 4,0 А1Бз - з,0 Сг2Оз - 5,0 АЬОз - 8з,0 0.59 210 40 57.4 45

VI СёБз - 6,25 7пО - 6,25 А1Бз - з,5 Сг2Оз - 6,25 СиСЬ - 6,25 АЬОз - 71,5 0.655 172 50 45.0 40

VII 7пО - 10,0 Сг2Оз - 10,0 АЬОз - 80,0 СНзСООН - 5 % 0.715 - - 28-з0 7з

№ 3 (96)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

март, 2022 г.

Катализатор Состав, % масс Насыпной вес, г/см3 Удельная поверхность, м2/г Средний радиус пор, Механическая прочность, кг/см2 Длительность работы до регенерации, час

VIII 7пО - 5,0 СГ2О3 - 5,0 №Р22Ы2О - 10,0 Л12О3 - 80,0 0.680 252 45 25.7 70

IX 7пО - 10,0 ЛШз - 3,0 №Р3 - 5,0 СГ2О3 - 5,0 Л12О3 - 77,0 0.670 245 40 26.0 58

X 7пО - 10,0 СГ2О3 - 10,0 Л1Р3 - 7,0 Л12О3 - 80,0 ЫР - 5 % 0.610 223 40 39.4 65

XI 7пР2 - 10,0 7пО- 3,0 СГ2О3 - 3,0 Л12О3 - 84,0 0.814 132 55-60 46.0 79

Результаты и их обсуждение. Процесс цикло-конденсации анилина с этиленгликолем относится к сложным параллельно--исследовательным процессам, которые включают стадии дегидратации, дегидрирования и дегидроциклизации. При подборе катализатора учтена роль каждого компонента при активации отдельных стадий процесса.

По данным литературы известно, что фториды алюминия, кадмия, железа и цинка во время сушки

Сй¥7 + Н.О-► С(1(01Ш + Ш

и прокаливания катализатора гидролизуются с образованием соединений типа Л1(ОЫ)р2, Л1(ОЫ)2р, Сё(ОЫ)Р, Ре(ОЫ)Р и др. эти соединения создают активные центры на поверхности катализатора. Рентгенографическим анализом доказано, что аналогичные гидрооксифториды образуются и при использовании уксусной кислоты:

A1F3 + Н20 -► Al(OH)F2 + HF

Al(OH)F2 + Н20 -► Al(OH)2F + HF

А1(ОН)3 + HF -► Al(OH)2F + H20

Установлено, что активность катализатора во многом зависит от режима прокаливания. Прокалка катализаторов выше температуры 450 °С приводит к

снижению активности. Причиной этого, в основном, является разложение гидроксифторидов по схеме:

Cd(OH)F —^ CdO + HF

2 Al(OH),F -* А1203 + 2HF + Н20

Образовавшиеся оксиды кадмия, алюминия и др. металлов являются менее активными в катализе. Поскольку применяемые в синтезе индола и его производных исходные амины являются органическими основаниями, один из основных факторов, определяющих ход реакции - кислотность применяемых катализаторов.

Применение фторидных катализаторов - апротон-ных кислот Льюиса в синтезе индолов обеспечивает хороший выход конечных продуктов. Фториды придают катализаторам высокую термостойкость и стабильность.

Срок службы исследованных образцов катализаторов в одном цикле составляет 40 - 80 часов, что

А1

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

вполне отвечает требованиям, предъявляемым к промышленным катализаторам.

Цинкхромалюминиевые катализаторы, модифицированные различными добавками, очень устойчивы к каталитическим ядам, после регенерации при температуре 450 - 500°С кислородом воздуха они быстро восстанавливают свою первоначальную активность.

Экспериментально установлено, что синтез индола из анилина и этиленгликоля можно с успехом провести при использовании катализатора, имеющего в своем составе соединения цинка, обладающего достаточной кислотностью. Этим требованиям отвечает разработанный нами цинкхромалюминиевый (ЦХА - Х) катализатор, промотированный до 7 % масс.

АЬ-псапае

март, 2022 г.

фтористым алюминием. ЦХА катализатор обладает достаточной активностью и стабильностью и он работает в одном цикле с постоянной активностью до 60 часов.

Жидкие продукты реакции анилина с этиленгли-колем анализировали на хромато-масс-спектрометре «Л§йеп1ТесЬпо1о§у» ОС/М8 АТ 5973К по методу «ВЯи08Р-8ЫОЯТ.М» с применением капиллярной колонки размером 30м*0,25мм с 5% фенилметилси-локсана при температуре инжектора 280 °С, величина пробы 1 мкл (рис.4).

Т1С ЯАМТШПП

456

2^CD 400 6CQ 8CQ 1QGD 12^СО 14СО 16CQ 2QCD 22200 24СО

Рисунок 4. Хромато-масс-спектрометр жидких продуктов реакции анилина с этиленгликолем

Условия хромато-масс-спектра: температура 280°С, при программировании температуры термостата колонки от 70 до до 280°С, величина пробы 1 мкл.

Хромато-масс-спектрометр показывает образование сложной смеси (рис.1), в которой преобладают 2,3-дигидроиндол и индол.

Селективность образования вышеуказанных соединений зависит, в основном, от состава катализатора и температуры процесса.

360 380 400 420 440 460 480 500 t °C

Рисунок 5. Влияние температуры на выход индола (1) и 2,3-дигидроиндола (2)

Катализатор ЦХА; объемная скорость подачи сырья 0,1 час-1; соотношение СвН4ИН2 : С2Н4(ОН)2 = 2:1

Анилин хорошо адсорбируется на кислотных центрах катализатора. Наличие в составе катализатора оксидов алюминия, цинка и хрома способствует дегидратации 2-аминофенилэтанола и этиленгликоля.

С повышением температуры с 380 до 460°С наблюдается увеличение выхода 2,3-дегидроиндола и индола (рис.5).

№ 3 (96)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

март, 2022 г.

Дальнейший рост температуры приводит к снижению выхода целевых продуктов за счет протека-

ния побочных реакций - полимеризации, разложения и др. это доказано термодинамическими расчетами для брутто-процессов:

АН298 = 15 ккал/моль; А8298 = 54,28 кал/моль; АС298 = -5 52 кал/моль; АОб98 = -22692 кал/моль

Как, видно реакция гетероциклизации анилина также подтверждает, что с повышением температуры

с этиленгликолем имеет эндотермический эффект и выход целевых продуктов увеличивается (табл.3).

трудно осуществима в обычных условиях. Уменьшение энергии Гиббса с повышением температуры

Таблица 3.

Влияние соотношения С6Н5NH2 : С2Ш(ОН)2 на выход индола. Т = 460 °С, у= 0,1 час-1

№ Соотношение (моль) Выход от теории, % Конденсация

C6H5NH2 : С2Н4(ОН)2 Индол 2,3-дегидроиндол С2Н4(ОН)2

1. 1 1 23,0 16,0 70

2. 2 1 28,0 18,0 76

3. 3 1 32,5 21,0 82

4. 4 1 36,0 24,0 87

5. 5 1 40,5 26,0 93

6. 6 1 42,5 22,0 98

Из данных таблицы 3 видно, что оптимальным соотношением СбНбКН : С2Н4(ОН)2 является 4-6:1 моль. При этом выход индола составляет 36-42%, а 2,3-дигидроиндола - 22-24% от теории. Конверсия этиленгликоля составляет 87-98%.

На основании полученных результатов нами предложена следующая схема формирования структур индола и 2,3-дигидроиндола из анилина и этиленгликоля:

а) абсорбция анилина на поверхности катализатора:

б) дегидратация этиленгликоля с образованием оксида этилена:

в) конденсация оксида этилена с адсорбированным анилином с образованием 2-аминофенилэтанола:

№ 3 (96)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

март, 2022 г.

Образование 2-аминофенилэтанола доказано встречным синтезом. Проведено алкилирование анилина диэтаноламином в жидкой фазе в присутствии

концентрированной серной кислоты. Реакция идет по схеме:

Образовавшийся 2-аминофенилэтанол пропускали через катализатор при температуре 420-460 °С. Установлено, что выход индола и 2,3дигидроиндола на 8-10% выше, чем при пропускании смеси анилина с диэтиленгликолем.

Образование индола и 2,3-дигидроиндола из 2-аминофенилэтанола в присутствии полифункциональных катализаторов, обладающих дегидратаци-онными и дегидроциклизующими свойствами, идет через стадию образования ^виниланилина.

Дегидрирование 2,3-дигидроиндола в индол протекает только при наличии в составе катализаторов оксидов цинка и хрома. Показано, что в присутствии

катализаторов, содержащих оксиды цинка и хрома менее 10% (в сумме) 2,3-дигидроиндол полностью не дегидрируется:

На основании полученных экспериментальных данных можно сделать вывод, что лимитирующей стадией образования индола из анилина и эти-ленгликолем является стадия дегидрирования 2,3-дигидроиндола в индол.

Выводы. С целью, разработки эффективных одностадийных методов изучены реакции гетероцик-лизации азотсодержащих соединений с гидрохиноном, каталитический синтез соединений ряда ин-

дола, на основе анилина и этиленгликоля. Синтезированы и доказаны образования 5-гидрокси-1,3-бен-зоксо-2-тион с выходом 92% и 5-гидрокси-1,3-бен-зоксо-2-он с выходом 92-94 % от теории. Разработаны 11 новых эффективных каталитических систем синтеза индола и его производных: доказано образование 2,3-дигидроиндола (24 %) и индола (42 %). Найдены оптимальные условия процесса и предложена вероятная схема стадии образования вышеуказанных продуктов.

Список литературы:

1. Махсумов А.Г., Холикулов Б.Н., Холикова С.Д. Синтез супербиостимулятора на основе производных бис-[(4-бромфенокси) -карбамата], свойства и применение // Ж.: Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. (Российская Федерация, Москва) - 2020. № 10(76). - С.50-55. URL: https://7universum.com/ru/nature/ar-chive/item/10766 DOI - 10.32743/UniChem.2020.76.10-2.

2. Salikov R.F.; Belyy A.Y.; Tomilov Y.V., The rearrangement of cyclopropylketone arylhydrazones. Synthesis of tryptamines and tetrahydropyridazines. Tetrahedron Letters.2014, 5936-5939.

3. Шомуродов А.И., Шодиев А.А., Махсумов А.Г., Зохидова С.А. Способ получения производного N-диэтаноламино акрилоамида и его свойства // Ж.Life Sciences and Agriculture электронный научно -практический журнал, Выпуск №3(7), г. Андижан - 2021, - с. 62-65.

4. Шомуродов А.И., Махсумов А.Г., Максумова М.Г., Неъматжонов М.К. Синтезы производных N-диэтаноламина и его биологических активность // Кимёнинг долзарб муаммолари мавзусидаги РИАА, УзМУ, Тошкент-2021й., 4-5 февраль. - с. 253.

5. Zuo Z.; Ahneman D.T.; Chu L.; Terrett J.A.; Doyle A.G.; MacMillan D.W. C. Sci. 2014, 345 , 437-440.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

• 7universum.com

UNIVERSUM:

, ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_март. 2022 г.

6. Шомуродов А.И., Махсумов А.Г., Исмаилов Б.М., Обидов Ш.Б. Синтез ^диэтанолоилоамино-(бутин-2-ил)-сорбината и его физико-химические свойства // Ж.: Universum: химия и биология: электрон. научн. журн. (Российская Федерация, Москва) - ч.2, июнь-2021. № 6(84). - С.20-24. ISSN: 2311-5459, http://7univer-sum.com/ru/nature/archive/category/684 DOI - 10.32743/UniChem.2021.84.6.11856.

7. Gore S., Baskaran S., König B. Fischer indole synthesis in low melting mixtures // Org. Lett. - 2012. - V. 14. - Iss. 17. -P. 4568-4571.

8. Khedkar V., Tillack A., Michalik M., Beller M. Efficient one-pot synthesis of tryptamines and tryptamine homoloques by amination of chloroalkynes // Tetrahedron Lett. - 2004. - V. 45. - Iss. 15. - P. 3123-3126.

9. Schmidt A.M.; Eilbracht P.J. Org. Chem.2005, 70, 5528-5535.

10. Nicolaou K.C., Krasovsky A., Trepanier V.E., Chen D.Y.-K. An expedient strategy for the synthesis of tryptamines and other heterocycles // Angew. Chem. Int. Ed. - 2008. - V. 47. - P. 4217-4220.

11. С.Д. Холикова. Гетероциклизация аминов и амидов карбонильными соединениями. Дисс.канд.тех.наук. Т.: 2009. 119 с.

12. Shomurodov A.I., Maxsumov A.G., Ismailov B.M., Teshayev M.A. Dietanolamin asosida biologik faol birikmalar sintez qilish // Материалы Респ. НПК с международным участием ученых на тему "Актуальные проблемы химической технологии", Ташкент-2021, 10-март.- С. 139-140.

13. Холикова С.Дж., Бабатуллаева Н.Н., Бабатуллаев Б.Б.. Состав катализаторов для синтеза индола из анилина и этиленгликоля //УНИВЕРСУМ:Технические науки, №11(80) Ноябрь 2020 Часть 4 с. 58-65.

14. Makhsumov A.G., Valeeva N.G., Nabiev U.A., Ismailov B.M. Synthesis of new bromine acetylene dithiocarbamates derivatives and their growth-stimulating activity // Journal of Critical Reviews, ISSN-2394-5125, DOI: http://dx.doi.org/10.31838/jcr.07.04.20, Vol 7, Issue 4, 2020, pp. 113-119.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.