Реакция 2-(N-ацетиламино)-3 -(3’,5’-ди-трет-бутил-4’- гидроксифенил) пропионовой кислоты с глицерином Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 541127; 541.124.542.91;547.563.4;547.391

А. А. Володькин, Г. Е. Заиков, Л. Н. Курковская, С. М. Ломакин, Е. В. Коверзанова, Л. Я. Гендель, А. Б. Ярошевский

РЕАКЦИЯ 2-^-АЦЕТИЛАМИНО)-3 -(3',5'-ДИ-ТРЕТ-БУТИЛ-4'- ГИДРОКСИФЕНИЛ)

ПРОПИОНОВОЙ КИСЛОТЫ С ГЛИЦЕРИНОМ

Ключевые слова: 2-(М-ацетиламино)-3-(3',5'-ди-трет-бутил-4'- гидроксифенил)-пропионовая кислота, 1-(2,3-дигидрокси)-пропиловый эфир 2-(М-ацетиламино)-3 -(3 ',5 '-ди-трет-бутил-4'- гидроксифенил)-пропионовой кислоты ЯМР и ИК- спектроскопия, масс-спектры.

В реакции 2-(М-ацетиламино)-3-(3\5'-ди-трет-бутил-4'-гидроксифетл)-пропионовой кислоты с глицерином в присутствии хлористого тионила образуется 1-(2,3-дигидрокси)-пропиловый эфир 2-(М-ацетиламино)-3 -(3 ',5 '-ди-трет-бутил-4'- гидроксифенил)-пропионовой кислоты. Приведены 1Н ЯМР спектр, ИК-спектр и данные хромато-масс-спектрометрического анализа.

Keywords: 2-(N-acetylamino)-3 -(3 ', 5 '-di-tert-butyl-4 '-hydroxyphenyl)-propionic acids, 1 -mono- (1,2,3-threehydroxypropyle) ether 2-(N-acetylamino)-3-( 3 ', 5 '-di-tert-butyl-4 '-hydroxyphenyl)-propionic acid of a nuclear magnetic resonance and IR-spectroscopy,

mass spectroscopy.

In reaction 2-(N-acetylamino)-3-( 3 ', 5 '-di-tert-butyl-4 '-hydroxyphenyl)-propionic acids with glycerine in the presence of chloride thionyl is formed 1-mono-(1,2,3-trioksipropilovyj) ether 2 - (N-acetylamino)-3- (3 ', 5 '-di-tert-butyl-4 '-hydroxyphenyl)-propionic acid. The nuclear magnetic resonance spectrum, IR-spectrum and the data of the chroma-to-mass spectrometer analysis are resulted.

Введение

Публикации последних лет свидетельствуют об актуальности синтеза биологически активных веществ со свойствами антиоксидантов [1-4]' В развитии данного направления перспективными являются синтез и исследования свойств эфиров 2-(N-ацетиламино)-3 -(3',5' -ди-трет-бутил-4 ' -гид-рокси-фенил)-пропионовой кислоты, антиокисли-тельные свойства которых по величине константы ингибиро-вания приближаются к эффективности природного антиоксиданта - токоферола (к7^2.106 л.моль-1.с-1) [5]. В продолжении этих исследований перспективным может оказаться эфир на основе 2-(№ацетиламино)-3-(3',5'-ди-трет-бутил-4 ' -гид-роксифенил)-пропио-новой кислоты и глицерина. Подтверждением целесообразности данного исследования могут быть результаты синтеза смешанных сложных эфиров глицерина с жирными кислотами 2,6-ди-трет-бутилгидрохинона, а также результаты биологических испытаний [6].

Экспериментальная часть

Спектры ЯМР регистрировали на приборе "Avance -500 Bruker" относительно TMS. Данные по ЯМР получали в Центре магнитной спектроскопии ИБХФ РАН.

Хромато-масс-спектрометрический анализ образца проводили на комплексе приборов, включающих газовый хроматограф Trace-1310 и масс-спектрометрический детектор ISQ. Разделение проводили на кварцевой капиллярной колонке TR-5MS. Температура интерфейса 250 оС. Масс-спектры регистрировали при ионизации электронным ударом с энергией 70 эВ. Термогравиметрический анализ выполняли на приборе TG 209 NETZSGH.

1-(2,3-Дигидрокси)-пропиловый эфир 2-(N-ацетиламино)-3-(3 ',5'-ди-трет-бутил-4 '-гидрокси-фенил)-пропионовой кислоты (1). К смеси 3.35 г

(0.01 моль) 2-(№ацетиламино)-3-(3',5'-ди-трет-бутил-4'-гидроксифенил)-пропионовой кислоты в 30 мл глицерина прибавили 5 мл SOCl2 , через 30 мин к реакционной смеси прибавили 20 мл Н2О, выпавшее масло отделили, нагрели до 120-125 оС и вакуумировали. Остаток растворили в 20 мл толуол-гексан (2:1), при охлаждении выделяли 3.2 г (77%) соединения 1; т. пл.103-105 оС. Спектр 1Н ЯМР (CDCl3, S, м.д. J/Гц). 1.40 (с,18 Н, 4Bu); 2.01 (c, 3 H, СОСНз); 3.52 (д.д. 1Н, НСНАг J =5.5 Гц); 3.57 (д.д, 1Н, НСНАг; J =3.2 Гц)); 3.73 (д.д. 1Н , НСН-СНОН-НСНОН, J =4.2 Гц); 3.79 (д.д.1Н, НСН-СНОН-НСНОН, J =3.4 Гц) ; 4.27 (д.д. 1Н . НСН-СНОН-НСНОН . J =4.6 Гц) ; 4.29 (д.д., 1Н, НСН-СНОН-НСНОН, J = 4.6 Гц); 4.74 (м.1Н, СН-СН2).; 4.85 (м, 1 Н, НСН-СНОН-НСНОН); 5.18 (с, 1 H, OH); 5.93 (д, 1 H, NH. J = 7.7 Гц) ); 6.93 (с, 2H, Аг); ИК-спектр, v /см-1: 3367 (NHCO);3187 ушир.(ОН); 2960 (CH); 1739 (COO-);1649 (CONH); 1213 (C-O-C). M m/z = 409.2. Найдено %: C 64.68; H 8.54; N 3.57. С22Н35Ш6. Вычислено %: С 64.52; Н 8.61; N 3.42.

Обсуждение результатов

В реакции 2-^-ацетиламино)-3-(3',5'-ди-т/>ет-бутил-4'-гидроксифенил)-пропионовой кислоты в растворе глицерина в присутствии SOCl2 преимущественно образуется 1-(2,3-ди-гидрокси)-пропиловый эфир 2-^-ацтиламино)-3 -(3',5' -ди-трет-бутил-4' -гидроксифенил)-пропионовой кислоты (схема 1).

Схема 1

В 1Н ЯМР спектре соединения 1 сохраняется амидная группа (NH, 5.93 м.д., д., J= 7.7 Гц); атомы водорода в заместителе представлены характерными сдвигами протонов (д.д. 3.73; 3.79; 4.27; 4.29 м.д.) для группы атомов О-СН2-СНОН-СН2ОН от фрагмента молекулы глицерина. Положение частоты фе-нольного гидроксила в области 3187 см-1 подтверждает наличие водородной связи с гидроксильными группами пара заместителя.

Данные хромато-масс-спектрометрического анализа при ионизации электронным ударом с энергией 70 эВ показали, что в результате ввода образца соединения 1 в детектор при 250 оС с последующем хроматографированием образуются пять хромато-грамм с временами выхода: 1- 17.79; 2-17,86; 317,98; 4- 18.06 5- 18.13 мин. В указанных хромато-граммах присутствует наиболее интенсивный пик с m/z =219.19. В храматограмме - (5) присутствует пик с m/z= 409.2 , отвечающий молекулярному иону соединения 1 (рис.1).

TrBu5 #2928 RT: 18.13 AV: 1 NL:1.74E7 T:{0;0} + c EI Full ms [30.00-600.00]

&

203.1

05 119.05

I 161.11

ШШ

43.14

335.20 261.25 290 25 ^

368.24 409.26

150 200 250 300 350 400

Рис. 1 - Масс-спектр 5. Время выхода 18.13 мин

Фрагментация соединения 1 по данным масс-спектра 5, приведенна на схеме 2.

H.A. /

H3

CH2=CH-CH3 CH 203 161

Схема 2

В хроматограммах 1 - 3 присутствует пик с m/z =386.17, что соответствует образованию продукта дегидратации соединения 1 при температуре 250 оС в процессе ввода образца в детектор. Это направление является основным, что следует из данных по полному ионному току (рис.2). Факт термического распада соединения 1 при температуре 185 оС подтвержден термогравиметрическим методом.

RT: 17.20 - 18.6 100q

95-Е 90z 85-Е

80Е

75Е 70Е 65Е S 60Е | 55Ё I 50Ё '! 45Е к 40Е 35Е 30Е 25Е 20Е 15-Е 10Е

5=

NL:

4.83E8 TIC MS TrBu5

1g.2^1j,30_Jj,42

17.8 18.0

Time (min)

Рис. 2 - Хроматограмма по полному ионному току исследуемого вещества

TrBu5 #2860 RT: 17.79 AV: 1 NL: 8.28E7 T: {0;0} + c EI Full ms [30.00-600.00]

1 55;

I 50-

43_.,04 57.10

I , 1|S-10 161

203.17

161.14

JlL

232.19 ^24R 19 290.23 318.26

£

250 m/z

Рис. 3 - Масс-спектр1, время выхода 17.79 мин

Образование пиков (m/z ) в масс-спектре 1 (рис.3) наиболее вероятно связано с фрагментацией по схеме 3.

Стадия отщепления группы СН3 (m/z=15) от трет-бутильного заместителя в ди-трет-бутил-фенолах описана ранее в процессе исследования масс-спектров пространственно-затрудненных фенолов [7].

3

5

4

18.13

2 9. 9

17.4

17.6

18.2

18.4

18.6

371.15

409 386 371

Схема 3

Заключение

Предложены схемы фрагментации 1 -(2,3-дигидрокси)-пропилового эфира 2-^-ацтила-мино)-3-(3',5' -ди-да/>еда-бутил-4' -гидро-ксифенил)-пропионовой кислоты в условиях хромато-масс-

спекторметрического анализа. Соединение может представить интерес как в качестве биоантиоксидан-та, так и исходного компонента для синтеза новых соединений с дополнительным функциями.

Выводы

Осуществлен синтез 1-(2,3-дигидрокси)-пропилового эфира 2-(М-ацетиламино)- 3 -(3',5'-ди-трет-бутил-4'- гидроксифенил)-пропионовой кислоты путем этерификации 2-(М-ацетиламино)-3- (3',5'-ди-трет-бутил-4'-гидроксифенил) пропионовой кислоты в растворе глицерина в присутствии SOCl2.

Литература

1. О.И. Дюбченко, В.В. Никулина, Е.И. Терах, А.Е. Про-сенко, И.А .Григорев, Изв. РАН, Сер.хим1107 (2007).

2. Е.Ю. Паршина, Л.Я. Гендель, Ф.В. Рубан, Биофизика, т. 49, 1094 (2004).

3 . А.А. Володькин, Г.Е. Заиков, Л.Н. Курковская, С.М. Ломакин, Вестник Казанского технологического университета №2, т.16, 18 (2013).

4. А.А. Володькин, В.Н. Ерохин, Е.Б. Бурлакова, Г.Е. Заиков, С.М. Ломакин, Ж.хим.физ. №2, т. 32, 66 (2013).

5. А.А. Володькин, Г.Е. Заиков, Л.Н. Курковская, Н.М. Евтеева, С.М. Ломакин, Е.Ю. Паршина, Л.Я.Гендель, З.М. Рахбанова, Вестник Казанского технологического университета, т.14, 177, (2012).

6. Э.Е. Нифантьев, Д.А. Предводителев, М.А. Золотов, Биоорганическая химия т.8, 1263, (1982).

7. А..В. Крохин, О.С. Чижов, В.В. Ершов, А.А. Володькин, Изв. АН СССР, Сер.хим., 2686, (1976).

© А. А. Володькин, д.х.н., проф., вед. науч. сотр., Институт биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН; Г. Е. Заиков, д.х.н., проф., гл. науч. сотр., Институт биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН, chembio@sky.chph.ras.ru; Л. Н. Курковская, к.х.н., вед. науч. сотр., Институт биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН; С. М. Ломакин, к.х.н., зав. лаб., Институт биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН; Е. В. Коверзанова, ст. науч. сотр., Института химической физики им. Н.Н.Семенова РАН; Л. Я. Гендель, д. биол. наук, зав. лаб. каф. биофизики, МГУ им. М.В.Ломоносова; А. Б. Ярошев-ский, к.т.н., доц. каф. инженерной экологии КНИТУ.

© A. A. Volodkin, Doctor of Chemical Sciences, professor, Institute of Biochemical Physics; G. E. Zaikov, Doctor of Chemical Sciences, professor, Honored scientist of Russian Federation. Institute of Biochemical Physics, Moscow. E-mail: chem-bio@sky.chph.ras.ru; L. N. Kurkovskaya, Candidate of chemical sciences, Institute of Biochemical Physics; S. M. Lomakin, Candidate of chemical sciences, Institute of Biochemical Physics; E. V. Koverzanova, senior scientific worker, Institute of Chemical Рhysics L. Y. Gendel, Doctor of Biological Sciences, MSTU of M.V.Lomonosov; A. B. Yaroshevsky, Candidate of Engineering sciences, Docent, Kazan National Research Technological University.