Научная статья на тему 'Синтез новых бис-малеинимидов на основе алкилароматических диаминов'

Синтез новых бис-малеинимидов на основе алкилароматических диаминов Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
405
112
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БИС-МАЛЕИНИМИДЫ / БИС-АМИНОФЕНОЛЫ / БИС-АМИНОКИСЛОТЫ / МАЛЕИНОВЫЙ АНГИДРИД / ЦИКЛИЗАЦИЯ / BIS-MALEINIMIDES / BIS-AMINOPHENOLS / BIS-AMINOACIDS / MALEIC ANHYDRID / RING FORMATION

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Колямшин О. А., Данилов В. А., Кольцов Н. И.

Взаимодействием диаминов на основе алкилароматических фенолов и эфиров алкилен-бисп-аминобензойной кислоты с малеиновым ангидридом получены соответствующие малеамовые кислоты, циклизацией которых уксусным ангидридом выделены новые бис-малеинимиды с алкилароматическими мостиками. Изучены физические и спектральные свойства полученных соединений

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Колямшин О. А., Данилов В. А., Кольцов Н. И.

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

Maleamic acids have been received by the interaction of diamines on the basis of alkilaromatic phenols and ethers of alkilen-bis-N-amino benzoic acid with maleic anhydride. New bismaleinimides with alkilaromatic bridges have been received by ring formation of maleamic acids with acetic anhydride. Physical and spectral properties of the received compounds have been studi

Текст научной работы на тему «Синтез новых бис-малеинимидов на основе алкилароматических диаминов»

УДК 547.462.3+547.583.5+547.564.4

О. А. Колямшин, В. А. Данилов, Н. И. Кольцов

СИНТЕЗ НОВЫХ БИС-МАЛЕИНИМИДОВ НА ОСНОВЕ АЛКИЛАРОМАТИЧЕСКИХ ДИАМИНОВ

Ключевые слова: бис-малеинимиды, бис-аминофенолы, бис-аминокислоты, малеиновый ангидрид, циклизация.

Взаимодействием диаминов на основе алкилароматических фенолов и эфиров алкилен-бис-п-аминобензойной кислоты с малеиновым ангидридом получены соответствующие малеамовые кислоты, циклизацией которых уксусным ангидридом выделены новые бис-малеинимиды с алкилароматическими мостиками. Изучены физические и спектральные свойства полученных соединений.

Key words: bis-maleinimides, bis-aminophenols, bis-aminoacids, maleic anhydrid, ring formation

Maleamic acids have been received by the interaction of diamines on the basis of alkilaromatic phenols and ethers of alkilen-bis-N-amino benzoic acid with maleic anhydride. New bis- maleinimides with alkilaromatic bridges have been received by ring formation of maleamic acids with acetic anhydride. Physical and spectral properties of the received compounds have been studies.

Малеинимиды и их производные являются важными мономерами и используются в качестве основного сырья при получении различных термопластов. Композиты на основе малеинимидных связующих по ряду параметров (термостойкости, прочностным свойствам) превосходят эпоксидные композиции, что делает использование этих материалов очень перспективным, особенно в высокотехнологичных отраслях техники: космонавтике,

автомобиле- и самолетостроении, электронике, электротехнике [1-4].

В связи с этим был проведен синтез новых бис-малеинимидов на основе бис-аминофенолов и бис-аминокислот. Реакции проводились путем взаимодействия малеинового ангидрида с соотвествующими диаминами (1а-д) в среде ацетона. Полученные бис-малеамовые кислоты (IIa-д) циклизовались в малеинимиды (IIIa-д) действием уксусного ангидрида в среде ДМФА и в присутствии безводного ацетата натрия в качестве катализатора при 50-60оС в течение 3-5 ч.

где везде а) мета-изомер, б-д) пара-изомеры: X = простая связь (а-в), С=О (г,д), К = (СН2)2 (а,б,г), К = (СН2)2О(СН2)2 (в,д).

Полученные соединения 11а-д и III а-д представляют собой кристаллические соединения от светло-бежевого до ярко-желтого цвета. Состав и индивидуальность веществ подтверждена данными элементного анализа, а структура - ИК и ЯМР 1Н спектрами. В ИК спектрах малеамовых кислот (ІІа-д) валентные колебания амидной группы проявляются в виде двух сигналов при 3290 и 3190 см-1. В ИК спектрах имидов (ІІІа-д) валентные колебания

связи СН=СН проявляются в виде малоинтенсивного, но характерного сигнала при 3080-3100 см-1, а валентные колебания группы С=О - в виде нескольких интенсивных полос в области 1705-1650 см-1. В спектрах ЯМР 1Н бис-малеинимидов (ММ) протоны малеинимидных циклов проявляются как синглеты в области 7.15-7.20 м. д.

Экспериментальная часть

ИК спектры получены на спектрометре Specord IR-75 в тонком слое, спектры ЯМР Н -на спектрометре Bruker DRX500 (500.13 МГц) в ДМСО-d^ внутренний стандарт -тетраметилсилан. Элементный анализ осуществили на анализаторе фирмы Parkin Elmer 2400 CHN.

1.2-£ис-[3-(3-гидроксикарбонил-2-пропенил-1-карбамоил)фенилокси]этан (lia). К

раствору 8,4 г (0,0344 моль) диамина в 200 мл метилэтилкетона добавляли раствор 6,86 г (0,07 моль) малеинового ангидрида в 10 мл метилэтилкетона. Через несколько минут образуется осадок, который нагревали при при 50оС и перемешивании 3 ч, охлаждали до комнатной температуры, отфильтровывали осадок, промывали его 5*5 мл метилэтилкетона, сушили на воздухе. Выход 14,1 г (93%), светло-бежевый порошок, т. пл. 184-186оС. ИК спектр: v, см-1: 3290,3190 [NHC(O)], 1685 (С=О), 1255 (СОС). Найдено, %: С 59,91; Н 4,39; N 6,13. C22H20N2O8. Вычислено, %: С 60,00; Н 4,57; N 6,36.

Соединения (Мб-д) получали аналогично.

1.2-£ис-[4-(3-гидроксикарбонил-2-пропенил-1-карбамоил)фенилокси]этан (II6).

Выход 83%, т. пл. 177-181оС. ИК спектр: v, см-1: 3260, 3170 [NHC(O)], 1695 (С=О), 1220 (СОС). Найдено, %: С 59,89; Н 4,07; N 6,28. C22H20N2O8. Вычислено, %: С 60,00; Н 4,57; N 6,36.

£ис-[4-(3-гидроксикарбонил-2-пропенил-1-карбамоил)фенилоксиэтил]оксид (11в).

Выход 99%, т. пл. 189-191оС. ИК спектр: v, см-1: 3275, 3200 [NHC(O)], 1710 (С=О), 1255 (СОС). Найдено, %: С 59,17; Н 4,87; N 5,53. C24H24N2O9. Вычислено, %: С 59,51; Н 4,99; N 5,78.

1.2-£ис-[4-(3-гидроксикарбонил-2-пропенил-1-карбамоил)фенилкарбонил окси]этан (llr). Выход 73%, т. пл. 209-211оС (диоксан). Rf (ИПС) 0,64. ИК спектр: v, см-1: 3270, 3180 [NHC(O)], 1690 (С=О), 1620 (СН=СН), 1260 (СОС). Найдено, %: С 57,79; Н 3,88; N 5,39. C24H20N2O10. Вычислено, %: С 58,07; Н 4,06; N 5,64.

£ис-[4-(3-гидроксикарбонил-2-пропенил-1-карбамоил)фенилкарбонилокси этил]оксид (11д). Выход 86%, т. пл. 194-196оС. ИК спектр: v, см- : 3280, 3200, 3105 [NHC(O)], 1730, 1715 (С=О), 1620 (СН=СН), 1285 (СОС). Найдено, %: С 57,73; Н 3,91; N 4,96. C26H24N2O11. Вычислено, %: С 57,78; Н 4,47; N 5,18.

1.2-£ис-[3-(3,5-диоксо-2.5-дигидро-1#-пирролил)фенилокси]этан (Ilia). Смесь 7,0 г (0,015 моль) соединения (11а) , 4,6 г (0,045 моль) уксусного ангидрида, 1,2 г безводного ацетата натрия и 30 мл ДМФА перемешивали при 50-60оС в течение 4 ч, охлаждали до комнатной температуры. Выделившийся на следующий день кристаллический осадок отфильтровали, промывали 3*3 мл ДМФА, сушили на воздухе. Полученный продукт растирали с 50 мл воды, отфильтровывали, промывали 5*5 мл воды, сушили на воздухе. Выход 1,9 г (31%), светложелтые кристаллы, т. пл. 207-209оС (ДМФА). ИК спектр: v, см-1: 3080 (СН=СН), 1690, 1675 (С=О). Найдено, %: С 65,16; Н 2,98; N 6,83. C22H16N2O6. Вычислено, %: С 65,35; Н 3,98; N 6,93.

Соединения (Шб-д) получали аналогично.

1.2-£ис-[4-(3,5-диоксо-2.5-дигидро-1#-пирролил)фенилокси]этан (III6). Выход 67%, т.пл. 210-212оС (ДМФА). ИК спектр: v, см-1: 3100 (СН=СН), 1725, 1710 (С=О). Найдено, %: С 64,94; Н 3,08; N 6,57. C22H16N2O6. Вычислено, %: С 65,35; Н 3,98; N 6,93.

£ис-[4-(3,5-диоксо-2.5-дигидро-1Д-пирролил)фенилоксиэтил]оксид (Шв). Выход Выход 93%, т.пл. 125-127оС (ЭА). ИК спектр: v, см : 3090 (СН=СН), 1705 (С=О). Спектр ЯМР 1Н, Ô, м. д. (J, Гц.): 3.85 д (4Н, 2СН2, 3Jhh б), 4.18 д (4Н, 2СН2О, 3Jhh 6), 7.05 д и 7.22 д

(8Н, Наром.), 7.15 с (4H, 2CH=CH). Найдено, %: С 63,88; Н 4,05; N 5,93. C24H20N2O7.

Вычислено, %: С 64,29; Н 4,49; N 6,25.

1,2-£ис-[4-(3,5-диоксо-2.5-дигидро-1#-пирролил)фенилкарбонилокси]этан (IIIr).

Выход 92%, т.пл. 195-198оС (ЭА). ИК спектр: v, см-1: 3090 (СН=СН), 1720,1700 (С=О), 1265

СОС). Найдено, %: С 62,18; Н 2,75; N 5,89. C24H16N2O8. Вычислено, %: С 62,62; Н 3,50; N

6,08.

£ис-[4-(3,5-диоксо-2.5-дигидро-1Д-пирролил)фенилкарбонилоксиэтил]оксид (111д).

Выход 96%, т.пл. 149-151оС (2хЭа). ИК спектр: v, см-1: 3080 (СН=СН), 1690, 1675 (С=о),

1235 (СОС). Спектр ЯМР 1Н, S, м. д. (J, Гц.): 3.85 д и 4.45 д (8Н, 4СН2, 3Лии 6), 7.20 с (4Н,

2СН=СН), 7.47 д и 8.00 д (8Н, Наром). Найдено, %: С 60,97; Н 3,02; N 4,97. C26H20N2O9.

Вычислено, %: С 61,91; Н 3,99; N 5,55.

Литература

1. Михайлин, Ю.А. Термоустойчивые полимеры и полимерные материалы / Ю. А. Михайлин. - СПб.: Профессия, 2006. - С. 528-623.

2. Михайлин, Ю. А. Малеинимидные связующие (обзор) / Ю. А. Михайлин, И. П. Мийченко // Пласт. массы. - 1992. - №5. - С. 56-64.

3. Светличный, В.М. Полиимиды и проблема создания современных конструкционных композиционных материалов / В. М. Светличный, В. В. Кудрявцев // ВМС. Серия Б. - 2003. - Т.45. -№6. - С. 984-1036.

4. Рierre, M. Thermosetting Oligomers Mfleimides and Nadimides End-Groups / M. Pierre, S. Bernard // Adwances in Polymer Science. - 1999. - Vol. 140. - P. 137-179.

© О. А. Колямшин - канд. хим. наук, доц. каф. физической химии и высокомолекулярных соединений Чувашского государственного университета, oleg.kolyamshin@ yandex.ru; В. А. Данилов - ст. преп. той же кафедры, dva1976@yandex.ru; Н. И. Кольцов - д-р хим. наук, проф., зав. каф. физической химии и высокомолекулярных соединений Чувашского государственного университета, koltsovni@mail.ru.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.