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

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:[email protected] 2Филиал Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова AZ1143, Баку, пр. Г.Джавида, 133,e-mail:[email protected]

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: [email protected] !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

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:[email protected] 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.