Синтез N-гидроксифталимидного эфира акриловой кислоты (1132396)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Московский Государственный Университетимени М.В. Ломоносова____________________________Химический ФакультетКафедра органической химииКурсовая работа студентки 310 группыхимического факультета МГУXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXСинтез N–гидроксифталимидного эфираакриловой кислотынаучный руководитель работы:к.х.н. XXXX X.X.преподаватель:к.х.н. XXXXX X.X.Москва 2002 гСодержание.1. Введение.2. Литературный обзор.3. Экспериментальная часть.3.1.Синтез хлорангидрида акриловой кислоты.3.2.Синтез гидроксиламина.3.3.Синтез диэтилфталата.3.4.Синтез N-гидроксифталимида.3.5.Синтез N-гидроксифталимидного эфира акриловой кислоты.4.

Обсуждение результатов.5. Выводы.6. Список литературы.21. Введение.Одним из наиболее перспективных и важных направлений в областихимиимедицинскихвысокомолекулярныхибиологическихсоединений,полимеровструктураявляетсякоторыхсинтезпозволяетиммобилизовать на них самые разнообразные физиологически активныевещества (ФАВ). Ковалентную связь ФАВ - полимерный носитель можнополучить самыми разнообразными методами в зависимости от строенияполимера и иммобилизуемого вещества. В частности, для иммобилизациибелков максимально привлекательным оказывается введение в составполимера групп, активных по отношению к аминогруппам и образующих сними амидную связь, относительно прочную в физиологическом окружении.Такую «активацию» полимера можно произвести как за счет химическоймодификации последнего, так и путем введения активных фрагментов вкачестве одного из мономеров при сополимеризации.Целью данной работы является синтез соединения класса акриловыхмономеров, реакционноспособного по отношению к аминогруппам белков,N-акрилоилоксифталимида:32.

Литературный обзор.Создание медико-биологических полимерных материалов возможноковалентнойиммобилизациейсинтетическихполимерныхбиологическиносителях.активныхСредивеществразличныхнаспособовпроведения реакций иммобилизации весьма перспективным является путь,основанный на использовании твердофазных полимерных материалов,содержащих химически связанные реакционноспособные группы, которыемогутвзаимодействоватьсбиологическимимакромолекуламисобразованием ковалентных связей различного типа [1,2]. Естественно,введение реакционноспособных групп в нерастворимую полимернуюматрицунаиболееудобноосуществлятьпутемрадикальнойсополимеризации матрицеобразующего агента, сшивателя и реакционноспособного мономера. В этой связи возникает задача получения мономеровуказанного типа, которые были бы не только полимеризационно-способны,но и сохраняли бы активность реакционных групп к функциональнымгруппам биологически активных соединений, например, к первичнымаминогруппам.Ненасыщенные мономеры с активными функциональными группами– основа реакционно-способных полимерных носителей.В качестве таких мономеров могут быть использованы: акриловая иметакриловая кислоты [3,4]2-гидроксиэтилметакрилат [7]хлорангидриды акриловой и метакриловой кислот [8,9].

Для всех этихмономеров характерна высокая реакционная способность по отношению к4нуклеофильным агентам, таким как вода, аммиак, амины и другие. Впродуктах образуются амидные связи.Известны реакционноспособные мономеры циклического строения,такие как малеиновый ангидрид [10] и виниленкарбонат [11]:При взаимодействии таких соединений с нуклеофилами происходитраскрытие цикла.

В первом случае возможно образование моно- идизамещенных производных малеиновой кислоты, а во втором – толькомонопроизводных за счет элиминирования двуокиси углерода.Соединениями с более высокой реакционной способностью являютсяненасыщенные производные активированных эфиров. К ним относятсяакрилаты и метакрилаты паранитрофенола [12] :N-акрилоилоксиэтилсукцинимид [13]которыйобразуетрядсоединенийполимерногохарактеравысокоактивных по отношению к первичным аминогруппам.Приведенный ряд реакционно-способных мономеров не исчерпываетвсех представителей этого класса ненасыщенных соединений. Существуютболее сложные системы, такие как комплексы1-метакрилоксибензотриазола с N-акрилоилсукцинимидом [17] и другие.5Что касается способов получения таких реакционно-способныхмономеров, то все они основаны на хорошо известных реакцияхэтерификации и переэтерификации, амидирования ( например, получение пнитрофенилметакриламидаизп-нитрофениламинаихлорангидридаметакриловой кислоты [21]):и других реакциях органической химии.В последние годы появился ряд работ, направленных на создание иизучениереакционно-способныхмономеровнаосновепроизводныхфталимидапредставляющих собой высоко активные соединения с активированнымисложноэфирными группами, которые широко используются в реакциях саминами, диаминами, аминокислотами.

Рассмотрим некоторые особенностиполучения и свойств таких соединений.Как известно [20], кислоты с карбоксильными группами в ортоположении, например, фталевая кислота, отличаются от других изомеровспособностью легко образовывать ангидриды и другие циклическиепроизводные. Так, при перегонке фталевой кислоты с уксусным ангидридомобразуется фталевый ангидрид ( Тпл. = 1300С )6Его специфической реакцией является образование фталимида принагревании с аммиаком:Атом водорода во фталимиде достаточно подвижен и может бытьлегко замещен. Повышенная реакционная способность этого атома позволяетполучать различные производные фталимида, в том числе и производные,содержащие ненасыщенные углерод-углеродные связи.Наиболее удобным способом получения ненасыщенных мономеров,содержащих фталимидные группы является не прямое взаимодействиефталимида с ненасыщеннными производными, а синтез черезN-гидроксифталимид.Что касается получения N-гидроксифталимида, то вещество можетбыть получено несколькими способами: из фталевого ангидрида [19], изэфиров фталевой кислоты, в частности из диэтилфталата [18].Диэтилфталат, в свою очередь, может быть синтезирован путемвзаимодействия фталевого ангидрида с этанолом [5] , этил-ортосиликатом[14], либо реакцией между хлорангидридом фталевой кислоты и диэтиловымэфиром [6].Синтез гидроксифталимидных производных может быть осуществлендвумяметодами:конденсациейненасыщенных7кислотсN-гидроксифталимидомвприсутствииводоотнимающегоагента–карбодиимида по реакции [16]:Или взаимодействием хлорангидридов ненасыщенных кислот с Nгидроксифталимидом [16]:Именноэтимиметодами(АиБ)былиполученыN-гидроксифталимидные эфиры, акриловой, метакриловой и кротоновойкислот [16]:8Характеристики этих продуктов приведены в таблице 1.Таблица 1.

Некоторые характеристики N-гидроксифталимидныхэфиров ненасыщенных кислот.МономерСпособВыход, % Температураплавления, 0СполученияIIIIIIA60.6118-120B76.9122-123.5A73.7122-123.5B75.3121-122.5A71.8107-108B75.0108-110Эти эфиры легко вступают в реакцию сополимеризации с гидрофильнымимономерами и сохраняют высокую реакционную способность фталимидныхгрупп. Их аминолиз алифатическими аминами протекает с более высокойскоростью, чем водный гидролиз, а скорость реакции с ТБА возрастает припереходе от мономера 3 к мономеру 1, что свидетельствует о его высокойреакционной способности. Существенно, что эти реакции протекают прикомнатных температурах.Таким образом, из известных ненасыщенных производных Nгидроксифталимида наиболее активным в реакциях аминолиза являетсясоответствующий эфир акриловой кислоты.Синтез этого соединения и являлся целью данной работы.

Дляполученияуказанногопродуктабылапревращений:9выбранаследующаясхема103. Экпериментальная часть.3.1.Синтез акрилоихлорида.Синтез хлорангидрида акриловой кислоты осуществляли по схеме:Смесь 36 г (0.5 моль) предварительно высушенной акриловойкислоты и 0.1 г гидрохинона нагревали до 600С и по каплям в течение 40минут добавляли 98 г (0.7 моль) свежеперегнанного бензоилхлорида.

Смесьнагревали еще в течение 1 часа и отгоняли продукт, кипящий при 74-770С.Полученное вещество перегоняли с дефлегматором, собирая фракцию сТкип.= 75-770С. Было получено 43 г бесцветной прозрачной жидкости споказателем преломления nd20 =1.4342.Выход акрилоилхлорида – 95%Литературные данные [22]: Ткип. = 75.60С,nd20=1.43433.2.Синтез диэтилфталата. [5]Диэтиловый эфир фталевой кислоты получали по схеме:11Смесь 20 г (0.135 моль) фталевого ангидрида и 100 мл (2.17 моль)абсолютного этанола насыщали сухим HCl , а затем кипятили (с обратнымхолодильником) реакционную смесь в течение 6 часов. Избыток этанолаотгоняли и содержимое колбы выливали в 5-кратный объем воды,нейтрализовали твердой содой.

Эфирный слой отделяли, промывали водой исушили прокаленным поташом.Диэтилфталат перегоняли в вакууме: Ткип.=1730С при 12-13 мм рт.ст.Литературные данные: Ткип.=1720С при 12 мм рт.ст., nd20=1.5020Получено 15 г диэтилфталата с показателем преломления nd20=1.5015Выход - 75 % от теоретически возможного.3.3.Получение гидроксиламина.Гидроксиламин получали из его гидрохлорида следующим образом:Раствор 12.5 г металлического натрия в 150 мл абсолютированного этанолапостепенно добавляли к суспензии 3.45 г гидроксиламин гидрохлорида в 50млабсолютированногоэтанолавприсутствииследовыхколичествфенолфталеина, окончание реакции определяли по исчезновению розовойокраски раствора.

Осадок отделяли фильтрованием. Гидроксиламин невыделяли в чистом виде, т.к. последующие превращения также проводилисьв этаноле.3.4.Синтез N-гидроксифталимида.N-гидроксифталимид получали по схеме:12К раствору гидроксиламина в 150 мл абсолютированного этанола,полученному описанным выше способом, прибавили раствор металлическогонатрия в 250 мл абсолютированного этанола. Затем, при интенсивномперемешивании в течение 30 минут добавляли раствор 11.5 г (0.05 моль)диэтилфталата в 50 мл абсолютированного этанола. По мере протеканияреакции выпадал белый осадок. Температуру поддерживали не выше 200С.Выпавший осадок отделяли фильтрованием и промывали абсолютированнымэтанолом, подкисленным концентрированным раствором HCl (10 мл HClконц.на 100 мл спирта), а потом эфиром.Получено 6.5 г белого кристаллического вещества с Тпл.= 232-2330С.Выход – 89 % .Литературные данные [18]: Тпл.= 2330С.3.5.Синтез N-гидроксифталимидного эфира акриловой кислоты.Получение ненасыщенного фталимидного производного проводили посхеме:Смесь 6.2 г (0.036 моль) N-гидроксифталимида и 100 мл тетрагидрофуранаперемешивали в течение 1 часа.

К полученной суспензии добавляли 5.3 млтриэтиламина, 0.03 г гидрохинона и еще 10 мл тетрагидрофурана. При этомпроисходило растворение суспензии и окрашивание раствора в вишневыйцвет. К раствору по каплям прибавляли 3.6 г (0.04 моль) акрилоилхлорида,растворенного в 15 мл тетрагидрофурана и перемешивали в течение 2 часовдо полного исчезновения окраски, следя за тем, чтобы температура смеси неподнималась выше комнатной.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов курсовой работы