CC BY
4ГЛУХАЧЕВА В.С., ИЛЬЯСОВ С.Г.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе данного исследования изучена реакция переиминирования изо-
пропилдиимина (1) алифатическими и ароматическими аминами. В случае алифатических аминов продуктами реакции являются соответствующие диимины. Использование ароматических аминов приводит к получению изовюрцитановых структур.
Разработан новый метод получения гек-сабензилгексаазаизовюрцитана (7) и гекса-фурфурилгексаазаизовюрцитана (8) пере-иминированием Ы,Ы'-диизопропил-1,2-этан-диимина соответствующими аминами.
Структуры полученных соединений подтверждены методами ИК-спектроскопии и ПМР-спектроскопией.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. S.G. Il'yasov, M.V. Chikina. A novel approach to synthesis of hexaazaisowurtzitane derivatives // Tetrahedron Letters. - 2013. - V. 54, № 15. - P. 19311932.
2. Пат. 2581377 A1 EP, Hydrosilane derivative, method for producing same, and method for producing silicon-containing thin film / Ken-Ichi Tada, Kohei Iwanaga, Toshiki Yamamoto, Atsushi Maniwa. -№ 20110792310; заявлено 30.05.11; опубл. 17.04.13. - 32 с.
РЕАКЦИИ КОНДЕНСАЦИИ БЕНЗОКСИАМИНА С ФОРМАЛЬДЕГИДОМ И ГЛИОКСАЛЕМ
Кулагина Д. А., Сысолятин С. В.
Изучена реакция конденсации бензоксиамина с формальдегидом и глиоксалем. Показана устойчивость полученного бензоксидиимина глиоксаля к структурным преобразованиям.
Ключевые слова: бензоксиамин, конденсация, бензоксиоксим формальдегида, 1,3,5-бензокси-1,3,5-триазациклогексан, бензоксидиимин глиоксаля.
Конденсация первичных аминов с глиоксалем в полярных растворителях приводит к ряду различных продуктов, в том числе и к сопряженным дииминам 3 [1-6].
2RNH2 + (CHO)2 1
RN=CHCH=NR
3 (R=Alk, Ar)
(RNHCHOH)2
2 (R=Alk, Ar, Acyl)
N
4
>
5 (R=CHO, SO3M)
При взаимодействии первичных аминов с формальдегидом, как правило, образуются оксимы формальдегида, которые в некоторых случаях переходят в замещенные триазацик-логексаны [7-10].
Бензоксиамин и его производные обладают высокой антибактериальной и антигрибковой биологической активностью.
Изучение конденсации бензоксиамина с формальдегидом при комнатной температуре приводит к жидкому бензоксиоксиму формальдегида 7, который самопроизвольно переходит в кристаллический 1,3,5-бензокси-1,3,5-триазациклогексан 8.
BnONH2 + CH2O-6
- BnON=CH2-7
-и
Bn 8
Ранее были описаны реакции конденсации бензоксиамина с глиоксалем с получением смеси продуктов 9 и 10 [11,12].
Вп
Bn ^.NH,
AdNH^HCCCH^I
H2O,H2SO4,2,5 ч
0
1
Bn
6 9 10
Изучение реакции бензоксиамина и глиоксаля проводили при комнатной температуре в среде полярных растворите-лей: ацето-
Bn
R
R
R
OH
OH
R
R
R
O
+
AcN,1 ч
O
РЕАКЦИИ КОНДЕНСАЦИИ БЕНЗОКСИАМИНА С ФОРМАЛЬДЕГИДОМ И ГЛИОКСАЛЕМ
нитрил и вода. Некоторые эксперименты проводили в присутствии каталитических количеств муравьиной кислоты. Мольное соотношение бензоксиамин:глиоксаль было равным 2,2:1, которые обычно используются для синтеза каркасных производных. В результате была получена смесь двух продуктов, которые удалось выделить в индивидуальном виде. Во всех опытах наблюдалось преобладание продукта 9.
Проведение реакции в концентрированном растворе глиоксаля дает аналогичную смесь продуктов, но бензоксидиимин глиок-саля в данных условиях образуется без дополнительного выделения.
Таблица 1 - Зависимость выхода бензоксидиимина глиоксаля от условий реакции
Для определения возможности преобразования полученного бензокси-диимина глиоксаля в каркасные структуры были проведены реакции в уксусном ангидриде и в диме-тилсульфоксиде в присутствии каталитических количеств эфирата трехфтористого бора.
В случае диметилсульфоксида было установлено, что, несмотря на увеличение времени реакции до 5 суток и постепенном повышении температуры до 80°С, в данных условиях исходное вещество не вступает в реакцию.
В случае использования уксусного ангидрида в качестве растворителя было установлено, что происходит ацилирование ароматических групп в пара-положение с выходом 99% в течение 2 часов.
Полученные данные показали, что полученный бензоксидиимин глиоксаля проявляет устойчивость к структурным преобразованиям и разрушению в жестких условиях.
Таким образом, при конденсации исследуемого бензоксиамина с водным раствором формальдегида был получен бензоксиоксим формальдегида с выходом 96%. Бензоксиок-сим формальдегида само-произвольно переходит в 1,3,5-бензокси-1,3,5-триазациклогексан, что показывает способность исследуемого оксима к очень легкой тримеризации.
Конденсацией бензоксиамина с глиокса-лем в различных условиях была получена смесь бензоксимоноимина глиоксаля и бензоксидиимина глиоксаля, которая была успешно разделена простым методом - перекристаллизацией из ацето-нитрила. Тримери-зация бензоксидиимина глиоксаля не наблюдается.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Температуру плавления определяли на приборе для определения точки плавления фирмы "Stuart", модель SMP 30. ИК-спектры соединений регистрировали на приборе "Ин-фралюм ФТ-801". Спектры ЯМР 1H и 13C регистрировали на приборе "Bruker AM-400" с рабочей частотой 400,13 МГц для ядер 1H и 100,61 МГц для ядер 13C, растворитель -ДМСО-da.
Получение бензоксиамина (6). Методика получения ранее описана в литературе [13]. К раствору 21,33 г (0,09 моль) N-бензоксифталимида в 400 мл дихлорэтана по каплям прибавляют 29,1 мл водного гидразина. Реакционную массу выдерживают при комнатной температуре при перемешивании 3 часа, затем отфильт-ровывают. Фильтрат трижды промывают 2М раствором гидроксида натрия по 400 мл, затем дважды насыщенным раствором хлорида натрия по 400 мл. Органическую фракцию сушат сульфатом натрия и отгоняют растворитель. Продукт -желтое масло с резким запахом. Выход 83%. ИК-спектр, V, см-1: 3314, 3030, 2908,1583, 737, 696. Спектр ЯМР 1H, б, м.д.: 7,33(м,5Н,Аг); 6,07(^2H,NH2); 4,58(c,2H,CH2). Спектр ЯМР 13C, б, м.д.: 138,72; 128,61; 127,99; 77,34.
Получение бензоксиоксима формальдегида (7). Водный раствор формальдегида в количестве 2,96 мл по каплям прибавляют к 4,92 г (0,04 моль) бензоксиамина. Реакционную массу выдерживают 4,5 часа при температуре 30°С. После окончания выдержки ор-
Растворитель Катализатор Выход, %
CH3CN HCOOH 18,28
CH3CN:H20=10:1 HCOOH 16,79
H2O HCOOH 16,01
CH3CN - 21,00
- - 32,54
КУЛАГИНА Д.А., СЫСОЛЯТИН С.В.
ганическую фазу отделяют, водную фазу экстрагируют хлористым метиленом 2 раза по 5 мл. Органические фазы объединяют и упаривают. Получают продукт в виде желтого масла в количестве 5,18 г (96%). ИК-спектр, v, см-1: 3032, 2928, 1612, 1454,1361. Спектр ЯМР 1H, б, м.д.: 7,41(м,5Н,Аг);
7,13(д,1Н,СН2);6,51(д,1Н,СН2); 5,18(с,2Н,СН2). Спектр ЯМР 13С, б, м.д.: 137,69, 128,99, 76,07, 75,39.
1,3,5-бензокси-1,3,5-триазациклогексан Бензоксиоксим формальдегида в течение суток кристаллизуется в плотно закрытой таре в виде белых игольчатых кристаллов с Тпл = 107,5-109°С. Аналитичес-кие данные подтверждают структуру 1,3,5-бензокси-1,3,5-триазациклогексана: ИК-спектр, v, см-1: 3025, 2914, 2839, 1960-1760 - серия уширенных полос,1452, 1359,1169. Спектр ЯМР 1Н (при 50°С), б, м.д.: 7,32 (м,15Н,Аг), 4,63(с,6Н,СН2), 3,90(с,6Н,СН2). Спектр ЯМР 13С (при 50°С), б, м.д.: 137,57(С), 127,79(Ar), 73,86 (0-СН2), 72,34 (1\1-СН2).
Получение бензоксидиимина (10). К 2,70 г (0,022 моль) бензоксиамина прибавляют 1,20 мл водного глиоксаля. Реакционную массу выдерживают при комнатной температуре 7,5 часов. Выпавший осадок отфильтровывают и перекристаллизо-вывают из ацето-нитрила. Выход 0,87 г (32,5%). ИК-спектр, v, см-1: 3032, 2918,1451, 729, 689. Спектр ЯМР 1Н, б, м.д.: 7,84(с,2Н,СН=Ы); 7,39(м,10Н,Аг); 5,19(с,4Н,СН2). Спектр ЯМР 13С, б, м.д.: 145,56; 136,84; 128,53; 77,39.
Ацетилирование бензоксидиимина.
0.37 г (0,0013 моль) бензоксидиимина растворяют в 3 мл уксусного ангидрида. Раствор выдерживают 2 часа при комнатной температуре, затем прибавляют 1 каплю эфирата трифторида бора и выдерживают при комнатной температуре еще 25 часов. Выпавший осадок отфильтровывают, промы-вают 3 раза по 10 мл дистиллированной водой, а затем перекристаллизовывают из метанола. Полученный белый мелкокристал-лический осадок имеет температуру плавления 164166 °С. ИК-спектр, v, см-1: 3032, 2938, 1768, 1694,1458. Спектр ЯМР 1Н, б, м.д.: 7,43(м,8Н,Аг); 7,29 (с,2Н,СН=Ы); 5,01 (с,4Н,СН2); 2,12 (д,6Н, СН3). Спектр ЯМР 13С, б, м.д.: 173,38; 168,45; 134,90; 129,01; 79,74; 76,05; 21,01.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сите А.С. Base-catalysed Reactions of Glyoxal. Part I. 1,4-Diformyl- and 1,4-Bismetylsulphonyl- De-
rivatives of 2,3,5,6-tetrahydroxypiperazines / A.C. Currie, A.H. Dinwoodie, G. Fort, J.M.C. Thompson // J. Chem. Soc. - 1967. - Vol. - P.491-496.
2. Dinwoodie A.H. Base-catalysed Reactions of Glyoxal. Part II. 2,3,5,6-Tetrahydroxypiperazine-1,4-disulphonic Acid Derivatives / A.H. Dinwoodie, J.A. Gibson, J.B. Parker // J. Chem. Soc. - 1967. - Vol. -P.496-497.
3. Kliegman J.M. Glyoxal Derivatives - I. Conjugated valiphatic diimines from glyoxal and aliphatic primary amines / J.M. Kiegman, R.K. Barnes // Tetrahedron. -1970. - Vol. 26. - P. 2555-2560.
4. Kliegman J.M. Glyoxal Derivatives II. Reaction of Glyoxal and Aromatic Primary Amines / J.M. Kiegman, R.K. Barnes // J. Org. Chem. - 1970. - Vol. 35. - P. 3140-3143.
5. Whitfield G.F. Clarification of Acid-Catalyzed Re-actin of Glyoxal with Carbamate Esters/ G.F.Whitfield, R. Johnson, D. Swern // J. Org. Chem. - 1972. - Vol.
37. - P.95-99.
6. Nielsen A.T. Poliazapolycyclics by Condensation of Aldehides with Amines. 2. Formation of 2,4,6,8,10,12-Hexabenzil-2,4,6,8,10,12-hexaazatertacyclo [5.5.0. 059.03,11]dodecanes from Glyoxal and Benzilamines // J. Org. Chem. - 1990. - Vol. 55. - P.1459-1466.
7. Respondek J. Reaction Product of Formaldehyd and O-Benzylhydroxylamine: A Schiff Base? / Zeitschrift fuer Naturforschung, Teil B: Anorganische Chemie, Organische Chemie. - 1984. - Vol. 39. -№8. - P. 1154-1155.
8. Martinez-Aguilera L. N-BH3 Adducts of Trialkyl-1,3,5-triazacyclohexanes with Stable Stereogenic Nitrigen Atoms, Stereochemical Study / L. Martinez-Aguilera, G. Cadenas-Pliego, R. Contreras, A. Flores-Parra // Tetrahedron: Asymmetry. - 1995, - Vol. 6. -№ 7. - P. 1585-1592.
9. Parker D.D. Syntesis and Polymerization Studies of Formaldehyde Oxime and its Derivatives / D.D. Parker, A.B. Padias, H.K. Hall // Jornal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry. - 2000. - Vol.
38. - P. 1866-1872.
10. Pang Li-Ling. Synthesis of N-substituted 1,3,5-triazacyclohexanes catalyzed by starch sulfuric acid / Li-LingPang and all // Asian Journal of Chemistry. -2010. - Vol. 22. - № 2. - P. 1097-1102.
11. Zimmermann B. Preparation of Methine Homologues of Aldehydes and Carboxylic Acids / B. Zimmermann, H. Lerche, T. Severin // Chem. Ber. -1986. - Vol. 119. - № 9. - P. 2848-2858.
12. Alexakis A. Chiral Aminal Templates: Diastereose-lective Addition to Hydrazones; An Asymmetric Synthesis of a-Amino Aldehydes / A. Alexakis, N. Lensen, J. Tranchier, P. Mangeney // Syntesis. - 1995. - № 8. - P. 1038-1050.
13. Zengquan Wei. Synthesis, in Vitro Antimyco-bacterial and Antibacterial Evaluation of IMB-070593 Derivatives Containing a Substituted Benzyloxime Moiety / Wei Zengquan and all // Molecules. - 2013. -Vol. 18. - № 4. - P. 3872-3893.
