Научная статья на тему 'Синтез аминометоксипроизводных l-(-)-ментола'

Синтез аминометоксипроизводных l-(-)-ментола Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
350
76
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Kimya Problemleri
Scopus
CAS
Область наук
Ключевые слова
L-(-)-МЕНТОЛ / ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ АМИНЫ / ПИПЕРИДИН / МОРФОЛИН / ГЕКСАМЕТИЛЕНИМИН / ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ / L-(-)-MENTHOL / HETEROCYCLIC AMINES / PYPERIDINE / MORPHOLINE / HEXAMETHYLENEAMINE / OPTICALLY ACTIVE COMPOUNDS

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Мамедбейли Э. Г., Исмайылова С. В., Гаджиева Г. Э., Ибрагимли С. И., Назаров И. Г.

На основе l-(-)-ментола, гетероциклических аминов и формальдегида синтезированы ранее не известные оптически активные основания Манниха. Определены физико-химические данные полученных соединений. Их структура подтверждена методами ИК, 1Н и 13С ЯМР спектроскопии.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Мамедбейли Э. Г., Исмайылова С. В., Гаджиева Г. Э., Ибрагимли С. И., Назаров И. Г.

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

SYNTHESIS OF AMINOMETHOXY DERIVATIVES OF L-(-)-MENTHOL

Previously unknown and optically active Mannich bases (2-isopropyl-5-methyl-1-morpholinomethoxycyclohexane, 2-isopropyl-5-methyl-1-pyperidinomethoxycyclohexane, 1-hexamethyleneiminemethoxy-2-isopropyl-5-methylcyclohexane) have been synthesized on the basis of l-(-)-menthol, heterocyclic amines (morpholine1, pyperidine, hexamethyleneimine) and formaldehyde with the yields of 79.2, 64.5 and 60.8% respectively. Optimal conditions of reaction have been revealed: ratio of initial reagents l-(-)-menthol, heterocyclic amines and formaldehyde 1:1:1, temperature 78-79°C, duration 5-6 h, solvent benzene. All synthesized Mannich bases are optically active and have optically rotation degree [a]20D : -54.48° (EtOH, with 0.3), -51.32° (EtOH, with 0.5), -49.15° (EtOH, with 1.0) respectively. Physical and chemical data of obtained compounds have been determined and the structure of these compounds been proved by elementary analysis data, IR, 1H and 13C NMR spectroscopic methods.

Текст научной работы на тему «Синтез аминометоксипроизводных l-(-)-ментола»

KiMYA PROBLEML9M № 3 2017

ISSN 2221-8688

271

УДК 547.56.563.364

СИНТЕЗ АМИНОМЕТОКСИПРОИЗВОДНЫХ Ь-(-)-МЕНТОЛА

Э.Г. Мамедбейли1, С.В. Исмайылова1, Г.Э. Гаджиева1, С.И. Ибрагимли1,

И.Г. Назаров2

Институт нефтехимических процессов Национальной АН Азербайджана AZ1025 Баку, пр. Ходжалы, 30; e-mail: е1ёаг_татеёЬеуИ@,таИ. ru 1Гянджинский государственный университет г. Гянджа, пр.ШахИсмаилХатаи,187; e-mail:info@qsu.az 2Филиал Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова AZ1143, Баку, пр. Г.Джавида, 133,e-mail:info@msu.az

На основе 1-(-)-ментола, гетероциклических аминов и формальдегида синтезированы ранее не известные оптически активные основания Манниха. Определены физико-химические данные полученных соединений. Их структура подтверждена методами ИК, 1Н и С ЯМР спектроскопии.

Ключевые слова: 1-(-)-ментол, гетероциклические амины, пиперидин, морфолин, гексаметиленимин, оптически активные соединения.

ВВЕДЕНИЕ

Основания Манниха широко применяют в качестве перспективных мономеров в органическом синтезе, в том числе в направленном синтезе биологически активных соединений [1-4]. Так, амино-метоксипроизводные различных классов органических соединений проявляют противоопухолевую активность [5], влияют на сердечнососудистую систему, вызывая снижение кровяного давления, используются в качестве препаратов для лечения болезни Паркинсона [6], входят в состав противомалярийных препаратов, проявляют антидепрессантные свойства [7].

Отмечено их эффективное действие как субстанций, оказывающих спазмолитическое [8], анестезирующее и диуретическое действие [9]. Аминные комплексы сульфатированных кислот растительного происхождения исследованы в качестве ингибиторов углекислотной коррозии [10].

В связи с этим синтез новых представителей основания Манниха является весьма актуальным. В данной работе приведены результаты синтеза аминометоксипроизводных /-(-)-ментола и исследования свойств полученных соединений.

ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

С целью получения оптически активных оснований Манниха, в настоящей работе осуществлена реакция Манниха на основе оптически активного /-(-)-ментола (I) и гетероциклических аминов (Ш-У) (пиперидин, морфолин, гексаметиленимин)

ей.

¿^OH

^CH3

в присутствии формальдегида (II). Синтез аминометоксипроизводных ментола (VI-VIII) осуществляли в растворе бензола. Выход целевых продуктов составляет 6079%. Реакция протекает по схеме:

ей.

hN V

СХ

ii

iii-v

еи

vi-viii

х= о (Iii, vi), еи2 (IV, VII), еи2-еи2 (V, viii).

и3е

H3C

i

272

Э.Г.МАМЕДБЕЙЛИ и др.

Реакцию проводили в растворе бензола, при 78-80°С в течение 4-5 ч при эквимолярном соотношении исходных реагентов. Соединения (У1-УШ) представляют собой жидкости со специфическим запахом, нерастворимые в воде, но хорошо растворимые в органических растворителях (этанол, ацетон, хлороформ, бензол, СС14 и др.).

Определены физико-химические данные полученных продуктов. Уставлено, что полученные основания Манниха являются оптически активными и имеют отрицательный знак (-) угла вращения. Состав и структура полученных соединений (У1-УШ) подтверждены с помощью данных элементного анализа, ИК,

1 13

Н и С ЯМР спектроскопии.

В ИК спектрах аминометокси-производных ментола (У1-УШ) полоса поглощения в области 3362 см-1, характерная для гидроксильной группы (ОН) ментола, отсутствует. Для всех синтезированных соединений наблюдаются полосы поглощения в областях 1250 и 1052 см-1, относящиеся к валентным колебаниям Ус-ы связи Я3К группы, а полосы поглощения в областях 2857, 2785, 2918 и 2953 см-1 относятся к валентным колебаниям [у(СН)] связи СН2 и СН3 групп. Слабо- и среднеинтенсивные полосы поглощения в областях 1294, 1170, 1142 и 1116 см-1

относятся к валентным колебаниям (С-О-С)] простой эфирной связи СН2-О-СН2 группы. Полосы поглощения, которые наблюдаются в областях 1341, 1368, 1408 см-1, относятся к деформационным колебаниям [5(СН)] связи СН и СН2 групп. Таким образом, ИК спектры полностью подтверждают структуру соединений (У1-УШ).

1 13

Спектры Ни С ЯМР соединений (У1-УШ) также подтверждают указанное им строение. Протоны метильной группы (СН3) в циклогексановом фрагменте в положении 5 С дают сигналы в областях 3 = 0.81-0.9 м.д. в виде дублета. КСВВ этих протонов имеют следующее значение J = 6.9 Гц, а протоны двух метильных групп (2СН3) изопропилового радикала в положении С дают сигналы в областях 3 = 0.81-0.9 м.д. в виде дублета. Протоны 3-х метиленовых и 2-х метиновых групп (С Н2, С4Н2, С6Н2, С2Н, С5Н) дают мультиплетные сигналы в областях 3 = 1.12-1.81 и 2.022.45 м.д. Четыре протона СИ2КСИ2 группы дают мультиплетные сигналы в областях 3 = 2.62-2.65 м.д. Протон С1НО группы циклогексанового кольца дает

мультиплетные сигналы в области 3 = 3.02 м.д. Протоны ОС12И2К группы дают сигналы в областях 3 = 4.03 и 4.13 м.д. в виде дублета. КССВ этих протонов имеют значение J = 2.5 Гц.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ИК спектры синтезированных соединений были сняты на аппарате "SPEKTRUM BX" и "BRUKER" фирмы "ALPHA IR FURYE" (Германия) в области 4000-400 см-1. Спектры 1Н и 13С записаны на спектрометре "BRUKER" АМ-300, при частоте 300 МГц (1Н) и 100 МГц (13С) в растворителе CDCl3, внутренний стандарт -гексаметилендисилоксан. Оптическое

вращение измеряли на автоматическом поляриметре марки "AUTOPOL-3" немецкого производства. Элементный анализ осуществлен на приборе "CARLOERBA" модель ЕА-1108.

Показатель преломления (n^0) определен

на рефрактометре марки "ABBEMAT" 350/500, плотность (р) - на приборе "DMA" 4500М. В качестве исходного оптически активного соединения был использован l-(-

)-ментол медицинский, Тпл. 41°C, [а] D°-490 (EtOH, c 0.5). Морфолин, пиперидин, гексаметиленимин использовали в виде реактивных, перед использованием перегнали.

Синтез аминометоксипроизводных ментола (VI-VIII). Общая методика. К смеси 0.1 моля формальдегида (II) и 0.1 моля 1-(-)-ментола (I) в бензоле, по каплям, при 20-22°С и перемешивании добавляли 0.1 моля вторичного амина (III-V).

СИНТЕЗ АМИНОМЕТОКСИПРОИЗВОДНЫХ L-B-МЕНТОЛА 273

Перемешивание продолжали 4-5 ч при 78-80°С. После охлаждения смесь промывали 40%-ным раствором аммиака, затем дистиллированной водой до нейтральной реакции и высушивали над безводным М§Б04. После отгонки бензола остаток перегоняли в вакууме.

2-Изопропил-5-метил-1-морфолино-метоксициклогексан (VI)

еЙ5

14 1!

VI

к ^

н^^^ен 18 17

§ 9

получали из 15.6 г (0.1 моль) /-(-)-ментола (I), 3.0 г (0.1 моль) формальдегида и 8.7 г (0.1 моль) морфолина (III). Выход соединения (VI) составил 20.22 г (79%), т.

кип. 150-155°С (9 мм рт.ст.), п2^ 1.4736, й2' 0.9674, |а]д -54.48° (ЕЮН, с 0.3). ИК спектр, V, см-1: 2953.39, 2918.84 (СНз), 2851.33 (ен2), 1052, 1029, 1009 (С-К цикл.), 1250, 1294 (С-О), 5, см-1: 1341, 1368, 1408, 1451 (СН3, СН2), 1116, 1142, 1170 (СО), 787, 804, 806 (С-К). Спектр 1Н ЯМР, 5, м.д.: 0.73 д (3Н, У = 6.9 Гц, СН3), 0.89 с (6Н, 2СН3), 1.12-1.37 м (4Н, 2СН2), 2.62-2.65 м (4Н, СН2-К-СН2), 3.75 т (4Н, У = 2.6 Гц, 2СН2О), 3.02 м (1Н, СНО) 3.91 д (1Н, У = 2.5 Гц, 0СНК), 4.07 д (1Н, У = 2.5 Гц, 0СНК). Спектр ЯМР 13С, 5, м.д. (100 Гц): 17.02, 22.04, 23.01, 24.06, 26.12, 32.15, 41.31, 48.24, 50.24, 67.31 (2С), 71.41, 74.31, 75.41, 87.21. Найдено, %: С 69.38; Н 11.91; С 5.06. С15Н28К02. Вычислено, %: С 70.87; Н 11.02; N 5.51.

2-Изопропил-5-метил-1-пиперидино-метоксициклогексан (VII)

СН3

14 у

13 Н (2 13/-С

) и VII

аС^СН ¡8 17

3 8 9 3

синтезировали из 3 г (0.1 моль) формальдегида, 15.6 г (0.1 моль) ментола (I) и 8.5 г (0.1 моль) пиперидина (IV).

Получено 16.32 г (64%) целевого продукта

(VII), т. кип. 134-135°С (2 мм рт.ст.), п^

1.4744, d2° 0.9152 г/см3, [a]D -51.32° (EtOH, с 0.5). ИК спектр, v, см-1: 2923 (CH3), 2858 (CH2), 1°37, 1°89, 118°, 1226 (CN); 5, см-1: 1312, 1372, 1453 (CH3, CH2, CH), 776, 853 (C-N). Спектр 1Н ЯМР, 5, м.д.: °.73 д (3Н, J = 6.9 Гц, CH3), 0.89 с (6Н, 2CH3), 1.21-1.61 м (13Н, 6CH2, CH), 2.12-2.22 м (2Н, 2CH), 2.62-2.65 м (4Н, CH2NCH2 цикл.), 3.°4 м (1Н, СНО), 4.03 д (1Н, J = 2.5 Гц, OCH2N), 4.13 д (1Н, J = 2.5 Гц, OCH2N). 13С ЯМР спектр, 5, м.д. (1°° Гц): 16.05, 21.02, 22.32, 23.22, 24.21, 25.42, 26.10 (2С), 31.51, 34.59, 40.96, 48.51, 50.83 (2С), 76.78, 87.70. Найдено, %: С 75.17; Н 12.99; N 6.°5. C16H31NO. Вычислено, %: C 75.89; H 12.25; N 5.53.

1-Гексаметилениминометокси-2-изопропил-5-метилциклогексан (VIII)

18

CH3

^jHs4Q;6 viii

H3e^N3H, 19 18

8 9

был получен из 9.9 г (0.1 моль) гексаметиленимина (V), 3 г (0.1 моль) формальдегида и 15.6 г (0.1 моль) ментола (I). Получено 16.232 г (60%) соединения

(VIII), т. кип. 147-150°С (2 мм рт.ст.),

1.4789, d 2° °.9278, [a]D -49.15° (EtOH, c 1.°). ИК спектр, v, см-1: 2950, 2919 см-1 (СН3), 2865, 1°3°, 1°45, 1182, 1237 (C-N), 1077, 1102, 1145 (С-О); 5, см-1: 1341, 1368, 1383, 1454 (СН3, СН2). Спектр ;Н ЯМР, 5, м.д.: °.74 д (3Н, J = 6.8 Гц, СН3) °.99 с (6Н, 2СН3), 1.12-1.84 м (8Н, 4СН2), 2.°2-2.45 м (5Н, 2СН, 2СН), 2.62-2.75 м (4Н, СН2NCH2 цикл.), 3.02 м (1Н, CHO), 3.75 т (4Н, 2СН2О, J = 2.6 Гц), 3.91 д (1Н, J = 2.6 Гц, OOT2N), 4.11 д (1Н, J = 2.6 Гц, OOT2N цикл.). 13С ЯМР спектр, 5, м.д. (100 Гц): 16.14, 21.°4, 22.35, 23.32, 25.44, 27.16, 29.29 (2С), 31.56, 34.63, 41.03, 48.52, 52.66 (2С), 76.°8, 77.°6, 88.29. Найдено, %: С 75.66; Н 12.78; N 6.45. C17H33NO. Вычислено, %: С 75.89; Н 12.25; N 5.53.

KÍMYA PROBLEML9RÍ № 3 2017

274

Э.Г.МАМЕABЕH^H h gp.

REFERENCES

1. Bieber L.W., da Silva M.F. Short and efficient preparation of alkynyl selendies, sulfides and tellurides from terminal alkynes. Tetrahedron Letters, 2004, vol. 45, no. 13, pp. 2735-2737.

2. Miura M., Enna M., Okura K., Nomura M. Copper Catalyzed Reaction of Terminal Alkynes with Nitrones. Selective Synthesis of 1-Aza-1-buten-3-yne and 2-Azetidinone Derivatives.

J. Org. Chem, 1995, vol. 60, no. 12, pp. 4999-5004.

3. Huffman M.A., Yasuda N., DeCamp A.E., Qrabowsky E. J.J. Litium Alkoxides of Cinchona Alcaloids as Chiral Controlles for Enantioselective Acetylide Addition to Cyclic N-Acyl Ketimines. J. Org. Chem., 1995, vol. 60, no. 6, pp. 1590-1594.

4. Jenmalm A., Berts W., Li Y.L., Lutman K. et al. Stereoselective Epoxydation of Allylic Carbamates with in Chlorobenzoic Acid: The Role of Corperative Cordination. J. Org. Chem., 1994, vol. 60, no. 4, pp. 1026-1032.

5. Konishi M., Ohkuma H., Tsuno T. et al. Crystal and molecular structure dynemicin A: a novel 1.5-dyn-3-ene antitumor antibiotic. J. Am. Chem. Soc., 1990, vol. 112, no. 2, pp. 3715-3716.

6. Chepard B.L., Menniti F.S. Synergetic treatment of Parkinsonism. Patent RF, no. 96109832/14, 1995. (In Russian).

7. Kotljarovskij I.A., Andreevskaja Je.K., Fedenjuk L.G. Mono and diamine derivatives of diethynylbenzene. Izvestiya AN RF, ser. Himicheskaya - Russian Chemical Bulletin,( In Russian, 1966, no. 3, pp. 546-549.

8. Grinev A.N., Zotova S.A., Mihajlova I.N. i dr. Synthesis and research into pharmaceutical activity of aminomethyl derivatives of halogen benzofuranes. Khimiko-Farmatsevticheskii Zhurnal. 1979, vol. 12, no. 12, pp. 25-30. (In Russian).

9. Grinev A.N., Zotova S.A., Mihajlova I.N. Synthesis and research into pharmacological properties of 2-amonomethyl 2.4-, 2.5-, u 2.6-diamine-methyl derivatives of 3-arylbenzofuran. Khimiko-Farmatsevticheskii Zhurnal, 1980, vol. 14, no. 3, pp. 43-49.

10. Abbasov V.M., Asadov Z.G., Sulejmanov S.S., Abdullaev Je.Sh., Ragimov R.A. Inhibition of steel corrosion by complex salts on the basis of rapeseed oil triglicerides. Kimya problemleri - Chemical Problems. 2016, vol. 14, no. 4, pp. 416-420. (In Azerbaijan),

SYNTHESIS OFAMINOMETHOXYDERIVATIVES OFL-(-)-MENTHOL

• ♦ ♦ I ♦ 2

E.H. Mamadbeyli, S.V. Ismayilova, G.E. Hajiyeva, S.I. Ibrahimli, I.G. Nazarov

institute of Petrochemical Processes of NAS Azerbaijan 30, Xodjaly ave., AZ 1025, Baku; e-mail: eldar_mamedbeyli@mail.ru !Gandja State University, 2187, Shah Ismail Hatai ave., Gandja, Azerbaijan Department of Moscow State University named M.V.Lomonosov, Baku

Received 11.07.2017.

Previously unknown and optically active Mannich bases (2-isopropyl-5-methyl-1-morpholinomethoxycyclohexane, 2-isopropyl-5-methyl-1-pyperidinomethoxycyclohexane, 1-hexamethyleneiminemethoxy-2-isopropyl-5-methylcyclohexane) have been synthesized on the basis of l-(-)-menthol, heterocyclic amines (morpholine1, pyperidine, hexamethyleneimine) and formaldehyde with the yields of 79.2, 64.5 and 60.8% respectively. Optimal conditions of reaction have been revealed: ratio of initial reagents l-(-)-menthol, heterocyclic amines and formaldehyde - 1:1:1, temperature 78-79°C, duration 5-6 h, solvent - benzene. All synthesized Mannich bases are optically active and have optically rotation

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

degree [a] D: -54.48° (EtOH,

KIMYA PROBLEML9R1 № 3 2017

СИНТЕЗ АМИНОМЕТОКСИПРОИЗВОДНЫХ L-B-МЕНТОЛА 275

with 0.3), -51.32° (EtOH, with 0.5), -49.15° (EtOH, with 1.0) respectively. Physical and chemical data of obtained compounds have been determined and the structure of these

1 13

compounds been proved by elementary analysis data, IR, H and C NMR spectroscopic methods.

Keywords: l-(-)-menthol, heterocyclic amines, pyperidine, morpholine, hexamethyleneamine, optically active compounds.

L-(-)-MENTOLUNAMiNOMETOKSi TORdMOLORiNiNSiNTEZi

• ♦ ♦ I ♦ 2

E.H.M9mm9db9yli, S.V.ismayilova, G.O.Haciyeva, S.i.ibrahimli, i.Q.Nsz^rov

Azdrbaycan MEA Neft-kimya Proseslari înstitutu AZ 025, Baki §., Xocaliprospekti, 30; e-mail:eldar_mamedbeyli@mail.ru 1Ganca Dovlat Universiteti, Ganca M.V.Lomonosov adina Moskva Dovlat Universitetinin filiali, Baki §.

L-(-)-Mentol, heterotsiklik aminlar va formaldehidin asasinda optiki aktiv Mannix asaslari sintez edilmiçdir. Alinmiç birlaçmalarin fiziki-kimyavi gostaricilari tayin edilmiçdir. Onlarin qurulu§lari

1 13

IQ, H va C NMR spektroskopiya usullari ila tasdiq edilmiçdir.

Açar sôzfor: l-(-)-mentol, heterotsiklik aminlar, piperidin, morfolin, heksametilenimin, optiki aktiv maddalar.

Поступила в редакцию 11.07.2017.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.