CC BY
65
ПРИКЛАДНАЯ ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
УДК 547.751
С. В. Бухаров, Р. Г. Тагашева, Р. З. Мусин, Г. Н. Нугуманова,
Ю. Н. Олудина, Е. Ф. Ахметова, Р. Р. Ахметшин
СИНТЕЗ 3,5-ДИ-ТРЕТ-БУТИЛ-4-ГИДРОКСИБЕНЗИЛАМИНА
ИЗ 3,5-ДИ-ТРЕТ-БУТИЛ-4-ГИДРОКСИБЕНЗИЛАЦЕТАТА
Ключевые слова: пространственно затрудненный фенольный фрагмент, 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилфталимид,
3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин, синтез.
Предложен новый лабораторный метод синтеза 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламина через 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилфталимид. Строение полученного соединения установлено методом ЯМР гН.
Keywords: sterically hindered phenol fragment, 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphthalimide, 3,5-di-tert-butyl-4-
hydroxybenzylamine, synthesis.
The new method of synthesis of 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphthalimide through 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylamine was suggested. Structure was characterized by the method of NMRIH.
Введение
Антиоксиданты, т.е. соединения способные ингибировать радикально цепные окислительные процессы в последнее время широко исследуются в плане их применения для лечения различных заболеваний и патологических состояний человека. Широкие возможности для их применения обусловлены, с одной стороны, их способностью осуществлять коррекцию «окислительного стресса», лежащего в основе или сопровождающего многие виды заболеваний, а с другой - антибактериальной и антирадикальной активностью самих
пространственно затрудненных фенольных антиоксидантов [1, 2]. Так 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин (I) обладает разными видами биологической активности: противовоспа-
лительными, антибактерицидными и другими свойствами [3].
Экспериментальная часть
Растворители и реагенты перед применением очищали по известным методикам.
Чистоту веществ контролировали методом ТСХ на пластинках “Silufol UV 254” с использованием ультрафиолетовой лампы, а также проявляли парами йода в йодной камере.
Спектры ЯМР1Н записывали на приборах Bruker AVANCE-600 с рабочими частотами 600 МГ ц, а также Bruker MSL-400 с рабочими частотами 400 МГц. В качестве стандартов использовали сигналы остаточных протонов дейтерированных растворителей.
Хроматомасс-спектральное исследование проводили на приборе “Perkin Elmer” с квадрупольным масс-анализатором, системой обработки информации “TurboMassGold 4.4”, метод ионизации - электронный удар, использовали капиллярную колонку с привитой фазой “Elite Ms”, длина-30 м, диаметр - 0.25 мм, газ-носитель - гелий. Масс-спектры электронного удара получены на
приборе ТИАСБ М8 ‘Т1п^ап МАТ” при энергии ионизирующих электронов 70 эВ, температура источника ионов 2000С. Прогрев ампулы -испарителя системы прямого ввода осуществляли в программированном режиме от 350С до 1900С с шагом 350С/минуту. Обработку масс-спектральных данных проводили с использованием программы “ХсаИЬиг”.
Реакция фталимида калия с 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилацетатом (III)
Раствор 1,5 г (0,008 моль) фталимида калия и 2,25 г (0,008 моль) 3,5-трет-бутил-4-
гидроксибензилацетата (III) в 30 мл ДМСО, перемешивали при температуре 70оС в течении 1 часа. После охлаждения реакционную массу вылили в воду, добавили ЫаО!, выпал осадок желтого цвета, который отфильтровали и высушили. После перекристаллизации из гексана получили 1,12 г продукта 3, 5 -ди-трет-бутил-4-гидроксибензил-
фталимида (V). Выход 38%. Спектр ЯМР1Н соединения (V) 5, м.д.: 1,44 с (18Н, 1-Бы), 4,76 с (2Н, ОН2), 5,21 с (1Н, ОН), 7,20-7,83 м (6Н, АгН).
3,5-ди-трет-бутил-4-
Синтез гидроксибензиламина (I)
Раствор 3 г (0,008 моль) соединения (V) и 4,11 г (0,08 моль) гидразин гидрата в 145 мл этанола перемешивали при комнатной температуре в течение 2 суток. На вторые сутки в реакционной массе начал выпадать белый осадок, его отфильтровали. Фильтрат вылили в воду, добавили ЫаО!, выпал белый осадок соединения (I), отфильтровали, высушили. Получили 1,3 г продукта (I), выход 68,4%. Спектр ЯМР1 Н (Обйб) соединения (I) 5, м.д.: 1,01 с (2Н, ЫН2), 1,50 с (18Н, 1-Бы), 3,77 с (2Н, ОН2), 5,03 с (1Н, ОН), 7,27 с (2Н, АгН).
Обсуждение полученных результатов
В отличие от гидроксибензилдиметиламина
3, 5 -ди-трет-бутил-4-(II), бензиламин (I)
является относительно малоустойчивым высоко реакционноспособным соединением. Это соединение не может быть выделено в реакции 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилацетата (III) с
аммиаком, которая протекает с образованием трибензиламина (IV) [4].
ОН
3 U
В литературе описан метод синтеза бензиламина (I), основанный на трансформации 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензальдегида в 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензальдоксим и
восстановлении последнего цинковой пылью в уксусной кислоте, либо гидрированием водородом на палладиевой черни [5].
Мы предлагаем более удобный лабораторный метод синтеза бензиламина (I) по следующей схеме:
■*-Ви nh2nh2-h2o
Следует отметить, что фталимидный метод синтеза первичных аминов пространственно затрудненных фенолов описан в литературе [6]. В этих работах в реакцию с фталимидом калия вводили соответствующие галогениды. Полученные имиды пространственно затрудненных фенолов расщепляли гидразином.
O t-Bu,
j^NK + (CH2)nBr -
t-Bu
O t-Bu
If N(CH2)n C OH
t-Bu
t-Bu
r ч r=\ nh2nh
't-E
(CH2)„NH2
Однако этот метод использовался для синтеза аминов разделенных с 3,5-ди-трет-бутил-4-
гидроксибензильным фрагментом более, чем одним метиленовым звеном. Такие соединения не могут отщеплять аминный фрагмент с образованием
соответствующего метиленхинона, что очень характерно для бензильных производных.
Вместо малодоступных и неустойчивых бензилгалогенидов, мы использовали в реакции с фталимидом калия 3,5-ди-трет-бутил-4-
гидроксибензилацетат (III). Синтез фталимида (V) может быть так же осуществлен в реакциях бензиламина (II) и 2,6-ди-трет-бутилфенола с незамещенным фталимидом и
диэтиламинометилфталимидом, соответственно [7].
Однако стандартное расщепление фталимида (V) избытком гидразингидрата при кипячении в спирте привело к образованию побочных продуктов, а не целевого 3,5-ди-трет-бутил-4-
гидроксибензиламина (I). Реакционная смесь по данным хроматомасс-спектрометрии содержала 11% метиленхинона (VI), 27% 3,5-ди-трет-бутил-4-
гидроксибензилового спирта (VII) и 62% 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола (VIII). Идентификация веществ, относящихся к хроматографическим пикам хроматограмм, проводилась путем сравнения экспериментальных снятых в этих пиках масс-спектров с масс-спектрами компьютерного каталога NIST 08. Наблюдается хорошее совпадение экспериментальных масс-спектров с масс-спектрами компьютерного каталога.
Таким образом, в щелочной среде произошло депротонирование с последующим расщеплением гидроксибензильного производного с образованием реакционноспособного пространственно
затрудненного метиленхинона (VI). Его дальнейшие превращения приведены на схеме:
t-Bu + nh2nh3-h2o
3,5-Ди-трет-бутил-4-гидроксибензиламин (I) удается получить при расщеплении фталимида (V) при комнатной температуре в течение 12 часов.
Литература
1. Г.Н. Нугуманова, Р.Г. Тагащева, С.В. Бухаров, Н.А. Мукменева, Ю.Н. Олудина, Л.Ф. Сатарова, Б.П. Струнин, В.А. Антипов, П.А. Гуревич, Вестник
Казанского технологического университета, 10, 91-95 (2010).
2. Г.Н. Нугуманова, С.В. Бухаров, Р.Г. Тагашева, В.С. Попова, Вестник Казанского технологического
университета, 15, 7, 26-28 (2012).
3. В.В. Ершов, Г.А. Никифоров, А.А. Володькин, Пространственно-затрудненные фенолы. Химия,
Москва, 1972. 352 с.
4. С.В. Бухаров, Г.Н. Нугуманова, Н.А. Мукменева, А.Р. Бурилов, Э.М. Касымова, М.А. Пудовик, А.И. Коновалов,Журн. орг. Химии, 40, 3, С.327-334 (2004).
5. Г.А. Никифоров, К.М. Дюмаев, Изв. АН СССР. Сер. Химич. 1, 171-172 (1961).
6. А.Е. Просенко. Автореф. дисс. докт. хим. наук, Новосибирский ин-т органич. Химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН, Новосибирск, 2010. 48 с.
7. А.И. Дмитриева, И.М. Бугаев, XLIX Международная научная студенческая конференция «студент и научнотехнический прогресс» (Новосибирск, 16-20 апреля, 2011). Новосибирск, 2011. С. 41.
© С. В. Бухаров - д.х.н., проф. каф. технологии основного органического и нефтехимического синтеза КНИТУ Р. Г. Тагашева - к.х.н., доц. той же кафедры, [email protected]; Р. З. Мусин - к.х.н., доц. той же кафедры Г. Н. Нугуманова - к.х.н., доц. той же кафедры; Ю. Н. Олудина - асп. той же кафедры; Е. Ф. Ахметова - магистр КНИТУ Р. Р. Ахметшин - студ. КНИТУ.
