CC BY
178
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
1
УДК 547.83
СИНТЕЗ 2-К-4-ГИДРОКСИМЕТИЛ-6-МЕТИЛНИКОТИНАТОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
Костенко Екатерина Сергеевна к.х.н., доцент
Кайгородова Елена Алексеевна д.х.н., профессор
Кубанский государственный аграрный унив> Краснодар, Россия
UDC 547.83
SYNTESIS OF 2-R-4-HYDROXYMETHYL-6-METHYLNICOTINATES OF ALKALINE METALS
Kostenko Ekaterina Sergeevna Cand.Chem.Sci., associate professor
Kaygorodova Elena Alekseevna Dr.Sci.Chem., professor
’, Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia
Новые 2-Л-4-гидроксиметил-6-метилникотинаты щелочных металлов синтезированы реакцией щелочного гидролиза производных 6-метил-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-она
Ключевые слова: НИКОТИНАТЫ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ, 1, 3 -ДИГИДР ОФУР ОПИРИДИНОН, ГИДРОЛИЗ, БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА
New 2-R-4-hydroxymethyl-6-methylnikotinates of alkaline metals are synthesized by alkaline hydrolysis of derivatives 6-methyl-1,3-dihydrofuro-[3,4-
c]pyridine-3-on
Keywords: NIKOTINATES OF ALKALINE METALS, 1,3-DIHYDROFUROPYRIDINEON HYDROLYSIS, BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES
Пиридиновое ядро входит в состав важнейших биологически активных природных соединений, наиболее важные из них - кофермент никотинамид-адениндинуклеотиод, витамин ниоцин, пиридоксин (витамин Вб) [1]. Многие синтетические производные пиридина применяются в качестве лекарств, красителей, регуляторов роста растений. Так, некоторые №алкил-2-оксо-1,2-дигидро-3-пиридинкарбонитрилы
проявляют противовирусную активность в отношении вируса осповакцины
[2], соединения ряда 1-[1-арилметилиден]-6-метил-3-тиоксо-1,3,4,5-
тетрагидрофуро[3,4-с]пиридин-4-онов [3] и 2-арил-тиено[2,3-Ь]пиридинов
[4] обладают выраженным антибактериальным дейст-вием в отношении Escherichiacoli и Staphylococcusaureus. Замещенные и аннелированные пиридины применяются в сельском хозяйстве. Например, паракват [5, 6] -дихлорид ^№-ди-метил-4,4'-дипиридилия, широко исполь-зуется как гербицид. Конденсированные производные пиридина - 6-метил-1,3,4,5-тетрагидрофуро[3,4-c]пиридин-3,4-дион и его N-алкиланалоги про-являют
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/47.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
2
свойства активаторов прорастания стратифицированных семян яблони [7, 8, 9], 5-метил-4-гидроксиметил-2-хлорникотинат калия является
перспективным регулятором роста ряда сельскохозяйственных культур [10]. Вещества с рострегулирующей активностью обнаружены в рядах 3-фенил-изоксазоло[3',4':4,5]тиено[2,3-6]-пиридина [11], этил 3-(1Я-1-
пирролил)-тиено[2,3-^]пиридинов [12]. Вместе с тем, низкая
растворимость аннели-рованных пиридинов затрудняет их использование.
Удобным способом синтеза водорастворимых никотинатов 1 представляется реакция щелочного гидролиза 6-метил-2-хлор-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-она 2 [13] и 6-метил-4-сульфанил-1,3-
дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-онов 3а-в - весьма доступных соединений. Способ синтеза последних описан в работах [14, 15]. В отличие от 2(5Н)-фура-нона щелочной гидролиз аннелированных лактонов 2, 3а-в проводят в кипящей водно-спиртовой среде. При проведении гидролиза
использовалось эквимолярное соотношение реагентов. За ходом реакции следили методом ТСХ по расходу исходных лактонов. В зависимости от природы участвующих в реакции лактонов и щелочей выходы соединений 1а-г составляют 52-80 % (табл.1), а время от 2 до 10 ч (экспериментальная часть).
Соли 1- бесцветные кристаллы, растворимы в воде, уксусной кислоте, спирте, не растворяются в алканах, эфире, хлороформе, ацетоне.
2, 3а-в
1а-д
1а,б, 2 R=C1,1b, 3а R=SC6H5,1r, 3б R=SC6H4-(4-^-butl), 1 д, 3в R=SСН2СН2ОН, 1аМ = Na, 1б М = Li, 1в-д М= К
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/47.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
3
Физико-химические характеристики соединений 1 представлены в таблице
1.
Таблица 1- Физико-химические характеристики 6-метил-4-гидроксиметил-2-хлор(сульфанил)никотинатов 1а-г.
Соеди- нение Структурная формула Т разл., 0С Брутто- формула Найдено(вычислено),% Выход, %
C H N
1а HO O rpV^ONa Cl 187-189 C8H7ClNO3Na 42,32 42,98 3,08 3,16 6,12 6,26 72
1б HO. > O iPy'OLi ^/""Cl 210-212 C8H7ClNO3Li 45,99 46,30 3,36 3,40 6,65 6,75 52
1в HO> O AAk ^ s^} >250 C14H12NO3SK 54,29 53,65 3,05 3,86 4,23 4,47 73
1г HO. J'V'ok >250 C18H20NO3SK 58,02 58,51 4,86 5,45 3,70 3,79 76
1д HO. Л^ок >250 C10H12NO4SK 42,97 42,68 4,04 4,30 5,13 4,98 80
Структура солей никотиновой кислоты 1а-д подтверждена данными ИК-спектров (экспериментальная часть). В ИК спектрах солей 1а-д по сравнению со спектрами исходных лактонов 2 и 3а-в [13] отсутствует полоса поглощения карбонильной группы лактонногокольца и появляются полосы валентных колебаний карбоксилат-аниона и гидроксильной группы соответственно при 1555-1550см-1 и 3380-3200см-1. Интенсивное поглощение при 1600-1560 см-1 отнесено валентным колебаниям С=С и С=К связей [16, 17].
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/47.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
4
Экспериментальная часть
ИК спектры получены на npH6opeSpecordIR-71 (в вазелиновом
масле).
Температуры плавления измерялись в стеклянных капиллярах на приборе ПТП и не корректировались.
Тонкослойную хроматографию проводили на пластинах Silufol. Время проведения синтеза соединений определяли по исчезновению исходных лактонов 2, 3а-в в реакционной смеси, для чего в качестве элюентов использовали смеси: гексан: ацетон при объемном соотношении 5:1 (получение веществ 1а-г), а в случае соединения 1д - соотношение 2:1.
6-Метил-4-гидроксиметил-2-хлорникотинат натрия 1а. К 1,84 г (0,01 моль) 6-метил-4-хлор-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-она 2в 20 мл этанола прибавляют 0,40 г (0,01 моль) гидроксида натрия в 10 мл воды. Реакционную смесь кипятят 1 ч, затем растворитель упаривают почти досуха. Остаток растворяют в спирте и добавляют эфир. Кристаллы продукта отфильтровывают и промывают эфиром. Выход 1,60 г (72%).
Аналогично получены литиевая соль 1б (кипячение в течение 10 ч) и калиевые соли 1в -д (кипячение - 2 ч).
ИК спектры соединений 1а-д.
6-метил-4-гидроксиметил-2-хлорникотинат натрия 1а. ИК спектр: v, см-1 (вазелиновое масло): 3220 (О - Н); 1600 (С=С, C=N); 1555 (СОО-).
6-метил-4-гидроксиметил-2-хлорникотинат лития 1б. ИК спектр: v, см-1 (вазелиновое масло): 3320 (О - Н); 1600 (С=С, C=N); 1550 (СОО-).
6-метил-4-гидроксиметил-2-фенилсульфанилникотинат каля 1в. ИК спектр: v, см-1 (вазелиновое масло): 3330 (О - Н); 1600 (С=С, C=N);
1560-1550 (СОО-).
6-метил-4-гидроксиметил-2-[4-(т^^т-бутил)фенилсульфанил]нико-тинат каля 1г. ИК спектр: v, см-1 (вазелиновое масло): 3330 (О - Н); 1600 (С=С, C=N); 1560-1550 (СОО-).
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/47.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
5
6-метил-4-гидроксиметил-2-(2-
гидроксиэтилсульфанил)никотинат каля 1д. ИК спектр: v, см-1 (вазелиновое масло): 3330 (О - Н); 1600 (С=С, 0=N); 1560-1550 (СОО-).
Литература
1. Джоуль Дж., Миллс К. Химия гетероциклических соединений - М.: Мир, 2004.
- 728 с.
2. Кульневич В. Г., Кайгородова Е. А., Арустамова И. С., Коробченко Л. В., Владыко Г. В., Бореко Е. И. Синтез и противовирусная активность№алкил-3-циано-2-пири-донов и 3-циано-2-алкоксипиридинов // Хим.-фармац. журн. - 1990. - Т.24. - № 2.
- С. 132-134.
3. Кайгородова Е. А., Михайличенко С. Н., Василин В. К., Терехов В. И., Кульне-вич В. Г. Исследования в области фуропиридинов 7. Синтез и антибактериальная активность арилиден-3-оксо-4-тиофуро[3,4-с]пиридинов// Хим.-фарм. журн. - 1998. -Т. 32. - № 4. - С. 25-26.
4. Кайгородова Е. А., Василин В. К., Терехов В. И., Муртазаева Л. В., КрапивинГ. Д.Кайгородова Е.А. Антибактериальная активность 3-амино-2-фурил(бензил)тиено-[2,3-й]пиридинов // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. Приложение
3. Труды Краснодарского научного центра РАМН и Администрации Краснодарского края. -2002. - С. 62-63.
5. http://paraquat. com/
6. Summers L.A. The bipyridinium herbicides, Academic Press, London, 1980.
7. А.с. 1565453 СССР. 1990. А 01 N 43/90. Средство для предпосевной обработки стратифицированных семян яблок. / Е.А. Кайгородова, И.С. Арустамова, Н.И. Ненько,
В.Г. Кульневич, И.В. Хвостова, Ю.С. Поспелова, Л.С. Наумова, П.А. Галенко-
Ярошевский, В. В. Барташевич.
8. А.с. 1573828 РФ. 1988. МКИ5С 07 D 491/048. 5-Бензил-6-метил-3,4-диоксо-1Н-фуро-[3,4-^-пиридин, проявляющий свойства активатора прорастания стратифицированных семян яблони / Е.А. Кайгородова, Н.И. Ненько, В.Г. Кульневич, И.В. Хвостова, Ю.С.Поспелова, Л.С. Наумова, П.А. Галенко-Ярошевский,
В.В. Барташевич (РФ).
9. Кайгородова Е. А., Квак С. Н., Барчукова А. Я., Конюшкин Л. Д. Новые регуляторы роста растений на основе 3-циано-2(1Н)-пиридонов // Вторая международная конф. по регуляторам роста и развития растений: Тез.докл. - М., 1993. -Ч.2.-С.233.
10. А.с. 1711459 РФ. 1990. МКИ3С 07 D 213/80. 6-Метил-4-гидроксиметил-2-хлор-никотинат калия, активирующий прорастание семян сельскохозяйственных культур /
Е. А. Кайгородова, Н. И. Ненько, В. Н. Казакова, В. П. Смоляков,
В.Г. Кульневич, И.В. Хвостова, Т.С. Дубоносов, Г.И. Третьяков, П.А. Галенко-Ярошевский, В.В. Барташевич (РФ).
11. Патент 2196772 РФ. 2003. МПК 7 С 07 D 495/14. 6-Метил-4-метоксиметил-3-фенил-изоксазоло[3',4':4,5]тиено[2,3-й]пиридин, проявляющий росторегулирующую и антистрессовую активность / В.К. Василин, Е. А. Кайгородова, Г.Д.Крапивин, Н. И. Ненько, Е. В. Федюн.
12. Патент 2220958 РФ. 2004. МПК 7 С 07 D 213/64. 4-(6-Метил-4-метоксиметил-3-ци-ано-2-пиридилокси)бензоат калия, проявляющий рострегулирующую активность / Е.А. Кайгородова, В.К. Василин, Н.И.Ненько, Л.В. Дядюченко, Г. Д. Крапивин.
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/47.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
6
13. Bruce W.F., Coover H.W.Pyridinederivatives. 1. 3-Cyano-4-ethoxymethyl-2-pyridoneandsomerelatedtransformation products // J. Amer. Chem. Soc. - 1944. - V. 66. - №
12. - P. 2092-2094.
14. Кайгородова Е. А., Арустамова И. С., Кульневич В. Г., Джигирь Е. М. 6-R-3,4-диоксо-1Н-фуро[3,4-с] пиридин - синтон тонкого органического синтез // III Все-союзн. совещ. по химическим реактивам: Тез.докл. - Ашхабад, 1989. - Т. 3. - С. 36.
15. Кайгородова Е. А., Конюшкин Л. Д., Ниязымбетов М. Е., Квак С. Н., Заплишный
В. Н., Литвинов В. П. Электрохимическийсинтезиисследованиезамещенных 2-тиопиридинов // Изв. Академиинаук. Сер.химич. - 1994. - № 12. - С. 2215-2219.
16. Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений. М.: Мир, 1965. - 216 с.
17. Беллами А. Инфракрасные спектры сложных молекул. М.: ИЛ. - 1963. - 560с.
References
1. Dzhoul' Dzh., Mills K. Himija geterociklicheskih soedinenij - M.: Mir, 2004. - 728 s.
2. Kul'nevich V. G., Kajgorodova E. A., Arustamova I. S., Korobchenko L. V., Vladyko G. V., Boreko E. I. Sintez i protivovirusnaja aktivnost'N-alkil-3-ciano-2-piri-donov i 3-ciano-2-alkoksipiridinov // Him.-farmac. zhurn. - 1990. - T.24. - № 2. - S. 132-134.
3. Kajgorodova E. A., Mihajlichenko S. N., Vasilin V. K., Terehov V. I., Kul'nevich V. G. Issledovanija v oblasti furopiridinov 7. Sintez i antibakterial'naja aktivnost'
ariliden-3-okso-4-tiofuro[3,4-c]piridinov// Him.-farm. zhurn. - 1998. - T. 32. - № 4. - S. 25-
26.
4. Kajgorodova E. A., Vasilin V. K., Terehov V. I., Murtazaeva L. V., KrapivinG.
D.Kajgorodova E.A. Antibakterial'naja aktivnost' 3-amino-2-furil(benzil)tieno-[2,3-b]piridinov // Bjulleten' jeksperimental'noj biologii i mediciny. Prilozhenie 3. Trudy Krasnodarskogo nauchnogo centra RAMN i Administracii Krasnodarskogo kraja. -2002. - S. 62-63.
5. http://paraquat.com/
6. Summers L.A. The bipyridinium herbicides, Academic Press, London, 1980.
7. A.s. 1565453 CCCR. 1990. A 01 N 43/90. Sredstvo dlja predposevnoj obrabotki stratificirovannyh semjan jablok. / E.A. Kajgorodova, I.S. Arustamova, N.I. Nen'ko, V.G. Kul'nevich, I.V. Hvostova, Ju.S. Pospelova, L.S. Naumova, P.A. Galenko-Jaroshevskij, V. V. Bartashevich.
8. A.s. 1573828 RF. 1988. MKI5S 07 D 491/048. 5-Benzil-6-metil-3,4-diokso-1N-furo-[3,4-c]-piridin, projavljajushhij svojstva aktivatora prorastanija stratifici-rovannyh semjan jabloni / E.A. Kajgorodova, N.I. Nen'ko, V.G. Kul'nevich,
I.V. Hvostova, Ju.S.Pospelova, L.S. Naumova, P.A. Galenko-Jaroshevskij,
V.V. Bartashevich (RF).
9. Kajgorodova E. A., Kvak C. N., Barchukova A. Ja., Konjushkin L. D. Novye reguljatory rosta rastenij na osnove 3-ciano-2(1N)-piridonov // Vtoraja mezhdunarodnaja konf. po reguljatoram rosta i razvitija rastenij: Tez.dokl. - M., 1993. - Ch.2.-S.233.
10. A.s. 1711459 RF. 1990. MKI3S 07 D 213/80. 6-Metil-4-gidroksimetil-2-hlor-nikotinat kalija, aktivirujushhij prorastanie semjan sel'skohozjajstvennyh kul'tur / E.A. Kajgorodova, N.I. Nen'ko, V.N. Kazakova, V.P. Smoljakov,
V.G. Kul'nevich, I.V. Hvostova, T.S. Dubonosov, G.I. Tret'jakov, P.A. Galenko-Jaroshevskij, V.V. Bartashevich (RF).
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/47.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
7
11. Patent 2196772 RF. 2003. MPK 7 S 07 D 495/14. 6-Metil-4-metoksimetil-3-fenil-izoksazolo[3',4':4,5]tieno[2,3-b]piridin, projavljajushhij rostoregulirujushhuju i antistressovuju aktivnost' / V.K. Vasilin, E. A. Kajgorodova, G.D.Krapivin,
N.I. Nen'ko, E.V. Fedjun.
12. Patent 2220958 RF. 2004. MPK 7 S 07 D 213/64. 4-(6-Metil-4-metoksimetil-3-ci-ano-2-piridiloksi)benzoat kalija, projavljajushhij rostregulirujushhuju aktivnost' / E.A. Kajgorodova, V.K. Vasilin, N.I.Nen'ko, L.V. Djadjuchenko, G. D. Krapivin.
13. Bruce W.F., Coover H.W.Pyridinederivatives. 1. 3-Cyano-4-ethoxymethyl-2-pyridoneandsomerelatedtransformation products // J. Amer. Chem. Soc. - 1944. - V. 66. - №
12. - P. 2092-2094.
14. Kajgorodova E. A., Arustamova I. S., Kul'nevich V. G., Dzhigir' E. M. 6-R-3,4-diokso-1N-furo[3,4-c]piridin - sinton tonkogo organicheskogo sintez // III Vse-sojuzn. soveshh. po himicheskim reaktivam: Tez.dokl. - Ashhabad, 1989. - T. 3. - S. 36.
15. Kajgorodova E. A., Konjushkin L. D., Nijazymbetov M. E., Kvak S. N., Zaplishnyj V. N., Litvinov V. P. Jelektrohimicheskijsinteziissledovaniezameshhennyh 2-
tiopiridinov // Izv. Akademiinauk. Ser.himich. - 1994. - № 12. - S. 2215-2219.
16. Nakanisi K. Infrakrasnye spektry i stroenie organicheskih soedinenij. M.: Mir, 1965. - 216 s.
17. Bellami A. Infrakrasnye spektry slozhnyh molekul. M.: IL. - 1963. - 560s.
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/47.pdf
