Автореферат (1173072), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В качестве модельной среды использовалосьдизельное топливо, результаты приведены в таблице 1:Таблица 1 – Величины скорости коррозии и эффективности ее ингибированияцелевыми соединениямиНомерсоединения4454648БезприсадкиСкоростькоррозии,г/(м2*час)Эффективностьингибирования,%НомерсоединенияСкоростькоррозии,г/(м2*час)Эффективностьингибирования,%2,7872,8192,4911,9918,06,917,834,3495154562,7511,5142,4981,5189,250,017,549,93,029-Наибольшую эффективность проявили 2-(1Н-бензимидазол-1-илметил)-4,6ди-трет-бутилфенол 51 и 1-(3,5-ди-трет-бутил-2-гидроксибензил)пирролидин-2тион 56.
Отметим, что замена кислорода на серу в лактамсодержащихпроизводных фенолов заметно повышает эффективность таких веществ. Этосвязано с тем, что атом серы обладает меньшей электроотрицательностью ибольшим радиусом, а его неподеленные электронные пары могут легче вступать вдонорно-акцепторные взаимодействия.В разделе 2.4 описаны результаты испытаний ряда полученных соединенийна антиокислительную активность.Фенолы известны своей антиокислительной активностью. Механизмингибирования реакции окисления основывается на способности фенола обрыватьцепь окислительного процесса, образуя при этом малореакционноспособные17радикалы. Антиоксидантную активность фенола можно оценить по прочностисвязи O-H в гидроксильной группе.
Чем выше прочность связи O-H в феноле, темниже его антиоксидантная активность. Прочность связи D(ArO-H) вычисляетсякак разность теплот образования продуктов разрыва связи и теплоты образованияисходного соединения (1):D(ArO-H) = ΔHf˚ (ArO·) + ΔHf˚ (H·) - ΔHf˚ (ArO-H)(1)Стандартные теплоты образования веществ могут быть рассчитаны сиспользованием методов квантовой химии.
Нами был проведен расчет энергиидиссоциации связи O-H для ряда полученных продуктов (4-7, 8-12, 45 и 52),исходных фенолов (2,4-ди-трет-бутилфенола 1, тимола 2 и 2,3,5-триметилфенола3) и ионола полуэмпирическим методом PM6. Данные представлены в Таблице 2.Таблица 2 – Энергии диссоциации связи ArO-H в фенолахD(ArO-H),D(ArO-H),СоединениеСоединениекДж/молькДж/моль345,2343,112346,4326,843348,1329,758372,0328,4469345,6329,3710333,5330,14*11396,2328,94512315,5420,9Ионол54* - без учета водородной связиСогласно полученным данным, введение лактамометильного фрагмента ворто-положение к гидроксильной группе 2,4-ди-трет-бутилфенола 1 повышаетэнергию разрыва связи О-Н из-за образования водородной связи междугидроксилом и карбонильной группой лактама. Отметим, что увеличение размерациклалактамаприводиткувеличениюпрочностисвязи.Введениелактамометильного фрагмента в молекулу тимола 2 понижает энергиюдиссоциации связи ArO-H примерно на 15 кДж/моль, при этом размер цикла неоказывает существенного влияния.18Нами была изучена антиокислительная активность ряда продуктов в опытепо разложению гидропероксида изопропилбензола (ГПИПБ).
Для оценкиантиокислительной способности описываемых соединений проводили разложениегидропероксида в кумоле при температуре 80˚С в течение 4-х часов. Кинетическиекривые разложения ГПИПБ в растворе кумола в присутствии описываемыхсоединений представлены на Рисунке 7:Концентрация ГПИПБ, масс.%3.0Безприсадки2.542.051.561.08100.5060120180240Время, мин.Рисунок 7 – График зависимости концентрации гидропероксидаизопропилбензола в зависимости от времени в присутствии синтезированныхсоединенийКак видно из графика, все испытанные вещества способствуют ускорениюразложения ГПИПБ.
Лучшим антиокислительным эффектом обладает соединение10. Скорость разложения пероксида в присутствии вещества 6 выше, чем вприсутствии остальных соединений, но после одного часа нагревания разложениепероксида замедляется.Ещеоднимспособомисследованиявеществнапроявлениеимиантиокислительной активности является циклическая вольтамперометрия. Намибылиизученыокислительно-восстановительныесвойстварядацелевыхсоединений и распространенного промышленного антиоксиданта ионола длясравнения, результаты представлены в Таблице 3:19Таблица 3 – Потенциалы окисления (Е1, Е2) целевых веществ и ионолаСоединениеЕ1, ВЕ2, В1,341,2560,91,3581,291,71121,55451,45ионолРезультаты испытаний показывают, что все целевые соединения имеютпотенциал окисления ниже или примерно равный таковому у ионола, чтосвидетельствует об их высокой антиокислительной активности.Отметим, что полученные экспериментальные данные коррелируют срезультатами квантовохимических расчетов.В разделе 2.5 приведены данные прогноза биологической активности рядаполученных соединений с помощью программы PASS Online, базирующейся навзаимосвязи «структура-активность» (SAR).
Исходя из полученных данных,синтезированные нами соединения могут проявлять антидискинетическую,сердечнососудистую, нейропротекторную и ноотропную активности. Некоторыепредсказанные механизмы действия (антагонист нейротрансмиттеров, антагонистобратного захвата нейромедиаторов)также связаны с нейропротекторным иноотропным эффектами. Наличие антигипоксического эффекта определяется какналичием фенольной группы в целевых соединениях, так и лактамов.
Отметимтакже, что для ряда соединений прогнозируется фибринолитический эффект,причем с наибольшей вероятностью – для алкилфенолов.Исследования in silico острой токсичности для крыс показало, чтобольшинство соединений являются нетоксичными или малотоксичными (5 и 4классы острой токсичности).Вразделесинтезированных2.6представленывеществнарезультатыантибактериальную20испытаний(начетырехнекоторыхштаммахпатогенных бактерий) и фунгицидную (на двух видах грибов) активности вмеждународной лаборатории CO-ADD на базе Института молекулярной биологииуниверситета Квинсленда (г. Брисбен, Австралия). Исследуемые вещества непоказали значительного ингибирования роста патогенных микроорганизмов, чтопозволяет предположить их низкую токсичность (Таблица 4).Таблица 4 – Эффективность ингибирования роста патогенных микроорганизмовцелевыми соединениямиИнгибирование роста микроорганизмов, %*SaEcKpAbPaCaCn-5.681.88.9615.58-2.616.4417.6416-7.55.379.4112.238.425.0832.2519-1.981.996.758.142.032.3931.2221-1.77.118.3411.67-0.369.8723.72732.257.112.5914.512.146.7210.132920.793.5310.9514.22-3.262.46-4.91313.233.4213.1514.2211.345.7126.83401.345.466.045.47-10.7116.629.08663.411.7216.389.4340.6153.586.7667-17.594.611.227.649.429.3746.6768-0.647.7310.0814.03-5.154.8731.8470*SA – Staphylococcus aureus, Ec – Escherichia coli, Kp – Klebsiella pneumoniae,СоединениеAb – Acinetobacter baumannii, Pa – Pseudomonas aeruginosa, Ca – Candida albicans,Cn – Cryptococcus neoformans var.
grubi.В третьей части представлены описания методов синтеза и анализаисследуемых соединений, методики квантовохимических расчетов их свойств испособов проверки их возможного практического применения.Выводы1. Систематически изучена реакция фенолов с аминометилирующимиреагентами, синтезировано и идентифицировано 41 новое соединение, в которыхфенольное кольцо замещено фрагментом азотсодержащего гетероцикла – лактама,фталимида, бензотриазола или бензимидазола, представляющих интерес вкачестве потенциальных антиоксидантов и биологически активных веществ.212. Оптимизированы условия проведения реакции аминоалкилированияфенолов для увеличения выхода целевых соединений вплоть до количественного.Разработанапрепаративнаяметодикаполучениярядалактамометильныхпроизводных фенолов.3.
Квантовохимическими расчетами показана зависимость направленияреакции электрофильного замещения не только от атомных зарядов вароматическом кольце, но и от стабильности катионных интермедиатов. Длянекоторых соединений было выявлено влияние растворителя на направлениепротекания реакции.4. Выполнен квантовохимический расчет антиоксидантной активностицелевыхсоединений,антиокислительныхсинтезированныеегоданныеиспытанийсоединениябылиполученныхобладаютподтвержденысоединений.большейрезультатамиПоказано,активностью,чточемпромышленный антиоксидант ионол.
Также выявлено, что некоторые изсинтезированных веществ проявляют антикоррозионную активность.5. Для целевых соединений был выполнен прогноз проявления имибиологической активности in silico, показавший высокую вероятность проявленияноотропного,аналептического,антигипоксическогоифибринолитическогоэффектов полученными веществами.
Предварительные биологические испытанияпоказали, что синтезированные вещества обладают низкой токсичностью.Благодарности. Автор выражает благодарность коллективу кафедрыорганической химии и химии нефти РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкиназа ценные советы и помощь при выполнении диссертационной работы. Автортакже благодарит сотрудников лаборатории № 18 ИОХ РАН за помощь в синтезеряда исходных соединений.22СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИСтатьи в рецензируемых научных журналах1.
С.В. Воробьев, О.В. Примерова, В.Н. Кошелев, Л.В. Иванова. Получениелактамсодержащих производных алкилфенолов / Бутлеровские сообщения, 2018,54, С. 124-131.2. С.В. Воробьев, О.В. Примерова, Л.В. Иванова, В.Н. Кошелев, В.Д. Рябов.Синтез и исследование антиокислительной активности производных фенолов сгетероциклическими фрагментами / Труды РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина,2018, №3(292), С. 221-230.3. С.В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
