CC BY
13УДК 541.49+546.47+547.79
Г.Ш.Каримова1, М.М.Ишанходжаева2, Ш.А.Кадирова3, Н.С.Мухамедов4, Н.А.Парпиев5
СИНТЕЗ ЛИГАНДА 1,3-
ДИБЕНЗИЛХИНАЗОЛИН-
2,4-ДИОНА
Национальный университет Узбекистана имени М.Улугбека 100174, Узбекистан, Ташкент, Вузгородок, химический ф-т
Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров 198095, Санкт-Петербург, ул. Ивана Черных, 4
Введение
Одним из важнейших направлений координационной химии является синтез и исследование комплексных соединений переходных металлов с биологически активными лигандами. Создание новых высокоэффективных биологически активных препаратов является одной из проблем современной бионеорганической химии. В решение этой проблемы существенную помощь может оказать целенаправленный синтез координационных соединений переходных металлов с физиологически активными органическими соединениями.
К таким соединениям относятся хиназолин-2,4-дион и его производные, которые достаточно широко распространены в растительных и биологических объектах. Среди них выявлены препараты, обладающие гербицидными, фунгицидными, бактерицидными, рострегулирую-щими, фармакологическими и др. свойствами [1-3].
Известно, что комплексообразование физиологически активных лигандов с ионами биометаллов в большинстве случаев увеличивает биологическую активность препарата и нередко обнаруживает новые биологические свойства.
В ряду органических соединений существует большое число разнообразных лигандов, сильно отличающихся по свойствам и строению.
Следовательно, исследование строения и структуры потенциальных лигандов на основе производных хиназолина представляет определенный интерес для развития бионеорганической химии.
Результаты и их обсуждение
В настоящей работе представлены результаты рентгеноструктурного анализа монокристаллов 1,3-
Институт химии растительных веществ имени С.Ю.Юнусова АН РУз., 100170, Узбекистан, Ташкент, пр-т Мирзо Улугбека, д.77
Синтезирован лиганд 1,3-дибензилхиназолин-2,4-дион С22И18Ы2Р2; его строение и структура изучены методами ИК, 1Н ЯМР спектроскопии и рентгеноструктурного анализа. Кристаллы С22И18Ы2р2 имеют ортором-бическую сингонию. Параметры ячейки: а = 17.8989(4) А, Ь = 14.0071 (4) А, с = 27.7222 (6) А, V = 6950.3 (3) А3, г = 16, ёшч= 1.309 г/см3, пространственная группа РЬса. ССйС 786511.
Ключевые слова: лиганд, 1,3-дибензилхиназолин-2,4-дион, строение, структура, монокристалл, кристаллическая ячейка.
дибензилхиназолин-2,4-диона (ДБХД), полученных по модифицированной методике, описанной в [4], взаимодействием хиназолин-2,4-диона с хлористым бензилом по схеме:
O
СИД
O
N-H
NaOH
СНб
I
H
Строение синтезированного гетероциклического лиганда было изучено методами ИК- и 1Н ЯМР - спектроскопии.
В ИК спектре 1,3-дибензилхиназолин-2,4-диона обнаружены характеристические валентные колебания карбонильных групп в положениях 2- и 4- в области 1763-1731 см-1 [vas (C=O)] и 1656-1697 см-1 [vs (C=O)]. Группа интенсивных полос поглощений в среднечастотной области 1607-1483 см-1 отнесена к колебаниям C-N-связи гетероцикла. Колебания метиленовых групп бензольных колец обнаружены в области высоких частот при 2969-3088 см-1. В области низких частот обнаружены группы полос с высокой интенсивностью, отнесенные, согласно [5], к колебаниям СН2-групп молекулы лиганда. В области высоких частот при 3448 см-1 в виде уширенной полосы с малой интенсивностью наблюдается полоса поглощения, отнесенная к колебаниям молекул воды, присутствующих в увлажненном лиганде.
В спектре 1Н ЯМР 1,3-дибензилхиназолин-2,4-диона в области слабого поля наблюдается группа мультиплетных сигналов при 7.26-7.42, 7.85-7.99 м.д., которые отнесены к сигналам протонов водородсодержащих метиленовых групп
1 Каримова Гавхар Шавкатжановна, стажер-соискатель каф. общей, неорганической и аналитической химии Национального университета Узбекистана им. М.Улугбека.
2 Ишанходжаева Мухабат Мухутдиновна, д-р хим. наук, профессор каф. физической и коллоидной химии Санкт-Петербургского государственного технологического университета растительных полимеров. [email protected].
3 Кадирова Шахноза Абдухалиловна, д-р хим. наук, и.о.профессора каф. общей, неорганической и аналитической химии Национального университета Узбекистана им. М.Улугбека, [email protected]
4 Мухамедов Носир Сайидалиевич, канд. хим. наук, ст. науч. сотр. института химии растительных веществ им. С.Ю.Юнусова АН РУз, [email protected]
5 Парпиев Нусрат Агзамович, д-р хим. наук, академик АН РУз., профессор каф. общей, неорганической и аналитической химии Национального университета Узбекистана им. М.Улугбека
Дата поступления - 13 марта 2012 года
+
O
ароматических ядер и протонов СН2-групп, связанных с ароматическими циклами. Дублет-дублетные сигналы, зафиксированные при 8.19-8.38 м.д., отнесены к сигналам соседних СН2-групп хинозолиндионового кольца [6, 7].
По данным рентгеноструктурного анализа (РСА) монокристаллов 1,3-дибензилхиназолин-2,4-диона получены кристаллографические характеристики, соответствующие орторомби-ческой сингонии. На рисунке 1 представлено строение молекулы 1,3-дибензилхиназолин-2,4-диона; на рисунке 2 - упаковка молекул лиганда 1,3-дибензилхиназолин-2,4-диона. В таблице 1 приведены основные параметры рентгеноструктурного эксперимента и расчетов. В таблице 2 приведены межатомные расстояния и валентные углы, в таблице 3. - координаты атомов и эквивалентные изотропные тепловые параметры в структуре 1,3-дибензилхиназолин-2,4-диона.
Рис. 2.
Таблица 1. Основные кристаллографические параметры и характери__________стики рентгеноструктурного эксперимента для структуры ¿
Структура лиганда
Молекулярная формула C22H18N2O2
М 342
Сингония Орторомбическая
Пространственная группа Pbca
Z 16
а, А 17.8989
Ь,А 14.0071
с, А 27.7222
а 90
в 90
Y 90
V, А3 6950.3
м3 0 1.309
Размеры кристалла (мм) 0.35x0.40x0.50
М™ (мм-1) 0,68
Число отражений 1894
Число отражений с 1>2а(1) 4141
^ (1>2а(1) и общее) 0.030
wR2 0.1115
8 0.90
Разностные пики электронной плотности -0.14 и 0.28 А-3
Таблица 2. Межатомные расстояния и валентные углы в структуре 1,3______________________________________дибензилхиназолин-2,4-диона
Связь d, A Связь d, A
О > > 1.222(2) C9A-C10A 1.507(2)
O2A-C4A 1.222(2) C10A-C11A 1.378(3)
N1A-C2A 1.379(2) C10A-C15A 1.392(3)
n1A-c8AA 1.397(2) C11A-C12A 1.384(3)
N1A-C9A 1.474(2) C12A-C13A 1.376(3)
n3A-c2A 1.388(2) C13A-C14A 1.373(3)
n3A-c4A 1.388(2) n3A-c16A 1.479(2)
Угол о, град Угол о, град
C2A-N1A-C8M 122.66(14) O2A-C4A-N3A 120.90(15)
C2A-n1A-C9A 116.99(14) O2A-C4A-C4AA 123.68(16)
C8AA-n1A-c9A 120.36(13) N1A-c9Ac10A 113.30(14)
C2A-n3A-C4A 125.30(14) N1A-c8AA-c4AA 119.22(14)
C2A-n3A-C16A 116.87(14) N 1A-c8AA-c8A 121.84(15)
C4A-n3A-C16A 117.81(13) N3A-C16A-C17A 113.76(13)
O1A-C2A-N1A 122.50(16) n3A-c4A-c4AA 115.40(14)
O1A-C2A-N3A 120.76(15) n1A-c2A-n3A 116.74(16)
Таблица 3. Координаты атомов (*1(?) и эквивалентные изотропные тепловые параметры (*10 А2) в структуре 1,3-дибензилхиназолин-2,4-_______________________________________________________________диона
Атом х У Z Ua
O1A 0.90039 (7) 0.27786 (11) 0.72998 (5) 0.0745 (4)
O2A 0.85328 (8) 0.30319 (11) 0.89063 (5) 0.0770 (4)
O1A 0.61180 (7) 0.06448 (9) 0.98324 (5) 0.0633 (4)
O2A 0.54505 (7) 0.03102 (10) 0.82607 (5) 0.0668 (4)
N1A 0.77945 (8) 0.27259 (10) 0.75417 (5) 0.0498 (4)
N3A 0.87693 (8) 0.29234 (10) 0.81052 (6) 0.0531 (4)
N1A 0.70512 (7) 0.06323 (10) 0.92718 (5) 0.0467 (3)
N3A 0.57889 (7) 0.04627 (9) 0.90467 (5) 0.0455 (3)
C2A 0.85450 (10) 0.28112 (13) 0.76252 (7) 0.0538 (5)
C4A 0.82872 (11) 0.29654 (13) 0.84973 (7) 0.0542 (5)
C5A 0.69582 (11) 0.30185 (13) 0.87449 (7) 0.0596 (5)
C6A 0.62102 (11) 0.29916 (14) 0.86422 (8) 0.0639 (5)
C7A 0.59835 (11) 0.29017 (13) 0.81658 (8) 0.0627 (5)
C8A 0.64939 (10) 0.28232 (13) 0.77977 (7) 0.0563 (5)
C9A 0.75706 (10) 0.24198 (13) 0.70537 (6) 0.0531 (4)
C10A 0.73253 (9) 0.32101 (13) 0.67192 (6) 0.0480 (4)
C11A 0.76693 (11) 0.40913 (13) 0.67155 (7) 0.0583 (5)
C12A 0.74673 (12) 0.47754 (15) 0.63777 (8) 0.0722 (6)
C13A 0.69229 (13) 0.45750 (18) 0.60452 (8) 0.0775 (7)
C14A 0.65844 (13) 0.37067 (19) 0.60429 (8) 0.0801 (7)
C15A 0.67784 (11) 0.30240 (16) 0.63795 (7) 0.0671 (5)
C16A 0.95826 (10) 0.29432 (13) 0.81973 (8) 0.0627 (5)
C17A 0.98951 (9) 0.19523 (13) 0.82771 (7) 0.0530 (4)
C18A 1.00645 (10) 0.13649 (14) 0.78927 (8) 0.0617 (5)
C19A 1.03111 (11) 0.04455 (16) 0.79674 (9) 0.0748 (6)
C20A 1.04120 (12) 0.01171 (18) 0.84297 (10) 0.0873 (7)
C21A 1.02667 (12) 0.07020 (18) 0.88159 (9) 0.0853 (7)
C22A 1.00042 (10) 0.16140 (16) 0.87410 (7) 0.0684 (6)
Примечание. а U = (EEUlja’*a’*aaj)/3
Независимая часть кристаллической ячейки содержит две молекулы 1,3-дибензилхиназолин-2,4-диона (рисунок 3). В этих молекулах ориентация бензильных групп относительно хиназолин-2,4-дионового ядра разные. Угол между плоскостями хиназолиндионового и бензильных групп составляют 73.97 (4)° и 70.07 (4)° (для молекул А) и 75.63 (4)° и 63.52 (3)° (для молекул в). В кристаллической структуре хиназолиндионовые ядра расположены параллельно.
Расстояния между центроидами бензольных колец молекулах A—B—A составляют 3.735 (2) А и 3.791 А, соответственно, что указывает на п-п взаимодействие между молекулами 1,3-дибензилхиназолин-2,4-диона в кристалле. Структуры зарегистрированы в Кембриджском банке структурных данных. Депозитные номера CCDC 786511.
Экспериментальная часть
ИК спектры записывали на Фурье-спектрометре Spectrum GX фирмы «Перкин-Элмер» (США) в области 400-4000 см-1, в таблетках KBr.
Спектры ЯМР 1Н снимали на спектрометре Varian Inova-400 UNITY 400+ (400 МГц) в DMSO, внутренний стандарт ТМС.
Значения Rf определены на пластинках «Sorbfil» (Россия) и «Whatman® UV-254» (Германия), элюент -
смесь бензола с этанолом 5:1; проявитель: 1 г KMnO4 + 4 мл H2SO4 + 96 мл H2O, УФ - свет. Температуру плавления синтезированных веществ определяли на приборе «Boetius» (Германия) и «MEL-TEMP» (США).
Синтез 1,3-дибензилхиназолин-2,4-диона. К смеси 1,62 г (0,01 моль) хиназолин-2,4-диона, 4 г (0,1 моль) NaOH в 40 мл воды, 1,28г (0,004 моль) тетрабутиламмония бромида (ТБАБ) и 40мл бензола добавляли 3,79 г (0,03 моль) хлористого бензила, нагревали до 60°С и выдерживали при этой температуре в течение 6 часов. Органический слой отделяли, промывали до нейтральной реакции, высушивали над сульфатом натрия; растворитель упаривали, остаток перекристаллизовывали из бензола. Выход
1.3-дибензилхиназолин-2,4-диона 3,0 г (88%). Т.пл. 125-127°С. Rf = 0,82 (бензол : ацетон=5:1). Лит. т.пл. 123-125°С [4].
Монокристаллы 1,3-дибензилхиназолин-2,4-диона, подходящие для РСА, получали перекристаллизацией порошка лиганда из этанола. РСА монокристаллов
1.3-дибензилхиназолин-2,4-диона проводили на автома-
тическом дифрактометре Oxford Diffraction-2009 (ХМоКа, графитовый монохроматор, 0 /28-сканирование,
28max=560). Структуру расшифровывали прямым методом с помощью комплекса программ SHELXS-97 и уточняли с помощью комплекса SHELXL-97 [8]. Атомы водорода устанавливали геометрически и уточняли по модели наездника. Молекулярную графику осуществляли программой XP в SHELXTL-Plus [9].
Сбор экспериментальных данных проводили при 293±2 К. Размеры кристалла 0.35х0.40х0.50 мм с абсорбционным коэффициентом ^ (CuKg) 0.678 мм-1 и F(000) 2880.
Кристаллы C22H1gN2O2 имеют орторомбическую сингонию. Параметры ячейки: a = 17.8989(4) A, b = 14.0071 (4) A, c = 27.7222 (6) A, V = 6950.3 (3) A3, Z = 16, dBbi4= 1.309 г/см3, пространственная группа Pbca.
Литература
1. Шахидоятов Х.М., Янгибаев С., Юн Л.М., Кадыров Ч.Ш. Синтез, алкилирование 2-меркаптохиназолона-4 и фунгицидная активность полученных соединений // Химия природных соединений. 1982. № 4. С. 112-118.
2. Машковский М.Д. Лекарственные средства: в 2 т. Т. 2 М.: Новая волна, 2002. 608 с.
3. Шахидоятов Х.М. Хиназолоны-4 и их биологическая активность. Ташкент: ФАН, 1988. С. 3-4.
4. Шахидоятов Х.М., Эгамов Д.И., Аскаров И.Р. Синтез хиназолин-4-ил-2-тиоамидов и их химические превращения // Узбекский химический журн. 1997. № 6. С.26-29.
5. Накамото К. ИК спектры неорганических и координационных соединений. М.: Мир, 1996. С. 204-206.
6. ГюнтерХ. Введение в курс спектроскопии ЯМР. / пер. с англ. М.: Мир, 1984. 478 с.
7. Дероум Э. Современные методы ЯМР для химических исследований. / пер. с англ. М.: Мир, 1992. 403 с.
8. Siemens XP. Molecular Graphics Program. Version 5.03. Siemens Analytical X-Ray Instruments Inc. Madison, 1994.
9. Sheldrick G.M. SHELXL97. Program for the refinement of Crystal Structures. Gottingen: Univ. of Gottingen, 1997.
