Диссертация (1173073), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Для подавления этихпроцессов используются антиоксиданты. Все фенолы способны ингибироватьокисление, так как обрывают цепь радикальной реакции, образуя стабильные и,как следствие, малореакционноспособные радикалы. Вследствие этого онинаходятприменениевразличныхотрасляхпромышленности(пищевой,фармацевтической, нефтехимической) как консерванты и ингибиторы окисления,позволяя предохранять продукты от порчи и потери ими своих свойств.
Наиболеешироко используются замещенные, чаще всего, алкилированные фенолы [101],чтообусловленотоксичностьюипростотойхорошейихпроизводства,растворимостьювэффективностью,большинственизкойорганическихрастворителей. Алкилфенолы, содержащие заместители в орто- и параположенияхкгидроксильнойгруппе,сначалаобразуютрезонансно-стабилизированный феноксильный радикал, который затем может реагировать сещё одной молекулой перекси с образованием хинолидных перекисей:32OHOR1R2OR1+R2ROO+-ROOHR3R1R2ROOROOR3R347iНадо отметить, что присоединение второй молекулы перекиси можетпроисходить как в орто-, так и в пара-положение к гидроксильной группе.Эффективность фенола как антиоксиданта зависит от заместителей вароматическом кольце: донорные заместители в орто- и пара-положенияхповышают эффективность, а акцепторные – понижают, но при этом могутповышать термическую устойчивость соединения [102].Исследования, проводимые на кафедре органической химии и химии нефтиРГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М.
Губкина, показывают, что высокойантиоксидантнойактивностьюобладаютэкранированныеалкилфенолы,содержащие в кольце гетероциклические фрагменты [103-105].В свою очередь, лактамы также являются важными биологическиактивнымисоединениями.Например,лактамγ-аминомаслянойкислоты(пирролидон-2) и его схожие с ним соединения («рацетамные») препаратыпроявляют как ноотропные, так и антигипоксические свойства [106-108].Ряд соединений, являющихся производными пирролидона-2, применяютсяпри лечении эпилепсии (леветирацетам 48a, бриварацетам 48b) [109-111] и каканалептики (доксапрам 48c) [112]:ONONONNH2O48aNH2O48bN48cO33Некоторые соединения, содержащие фрагмент сукцинимида, проявляютпротивосудорожную активность.
К ним относятся этосуксимид 49a, фенсуксимид49b, месуксимид 49c и ряд других [113-115]:OONHOON49aOON49b49cПроизводные фталимида также проявляют биологическую активность.Например, N-(трихлорметилтио)фталимид (фолпет 50a) является эффективнымфунгицидом [116].
Фунгицидную активность также проявляет ряд соединений(50b-d) [117]:OCCl3N50aOSOOONO2NCH2SRNO50bSNO50c50d(CH2)nCH=CCl2OФунгицидным действием также обладает ряд производных бензимидазола,таких как карбендазим 51a, беномил 51b и нокодазол 51c [118]:OOONONNHNHNNH51b51aOOONSNHNH51cO34Бензимидазолы, замещенные во втором положении гетероциклическимфрагментом, используются также как протравители семян (фуберидазол 52a итиабендазол 52b) [117]:NNHONSNH52aN52bБензотриазол и его производные (коммерческие названия приведены нарисунке), в том числе с фрагментами пространственно-затрудненных фенолов,используются для стабилизации материалов и защиты их от ультрафиолетовогоизлучения [119]:HOHOt-BuHONNNNNNNNt-BuNt-BuUV-PUV-320UV-326HOHOClNt-BuNNNNNt-BuUV-328UV-327Отметим, что соединения 53a-c, содержащие фрагмент бензотриазола,проявляют антикоррозионные свойства [120]:NNNSNNNONNNOSOOOSON53a53b53cNПроизводные карбазола применяются в полимерах, используемых приизготовлении солнечных батарей [121].
В качестве полупроводникового вещества35высокую эффективность показал также и мономер 54a, содержащий фрагменткарбазола:OOSNN54aАнтипсихотический препарат римказол 55a, являющийся ингибиторомобратного захвата дофамина [122], и карпрофен 55b, используемый в качественестероидного противовоспалительного препарата в ветеринарии [123], такжепредставляют собой производные карбазола:ClONOHNHNNH55a55bТаким образом, анализ литературных данных показал, что производныефенолов, содержащие фрагменты лактамов и циклических имидов, могутобладатьширокимантиоксидантныеспектромсвойства,чтобиологическойобуславливаетактивностиихипроявлятьперспективностьдляпрактического использования. Несмотря на то, что в ряде работ [50; 59; 67; 68]был описан синтез лактамсодержащих производных фенолов, подробного исистематического изучения авторами методов синтеза данных соединений, атакже их физико-химических свойств не проводилось.
Предложенные методыполучения этих веществ не являются оптимальными, так как зачастую требуютдорогих реактивов, а целевой продукт получают с низким выходом. Такимобразом, изучение взаимодействия фенолов с алкилирующими реагентами ипоиск новых методов синтеза является актуальной задачей.362. Обсуждение результатов2.1.
Синтез производных феноловДля получения лактамсодержащих производных фенолов нами сначала былвыбран 2,4-ди-трет-бутилфенол 1, что обусловлено его хорошей растворимостьюв различных органических растворителях и высокой антиокислительнойактивностью. В качестве алкилирующих реагентов нами был предложен ряд 1гидроксиметиллактамов. Для лактамометилирования нами были получены: 1гидроксиметилпирролидин-2-он2,3,1-гидроксиметилазепан-2-он1-гидроксиметил-4-фенилпирролидин-2-он5.Основываясьна4,1-гидроксиметилпиперидин-2-онлитературныхданных,дляпроведенияреакциилактамометилирования 2,4-ди-трет-бутилфенола 1 по Черняку-Айнгорну намибыла выбрана система «хлороформ – трифторуксусная кислота (TFA)» [49](Схема 1).
Нами было найдено, что соотношение между растворителем икатализатором, равное 5:1, увеличивает выход целевых соединений по сравнениюс исходной методикой, где применялось соотношение 2,5:1. Классическиеусловия реакции Черняка-Айнгорна (проведение реакции в олеуме иликонцентрированнойсернойкислоте)являютсяслишкомжесткимидляисследуемых фенолов, так как при этом протекают побочные реакции окисленияи сульфирования. Проведение реакции в хлороформе позволяет избежатьнежелательных процессов, кроме того, согласно литературным данным, даетхорошие выходы, а продукт удобно выделять.OHOHORt-But-BuNn+Nt-BuCF3COOHOCHCl3CH2OHnRt-Bu2-516: n=1, R= -H (53%);7: n=2, R= -H (45%);8: n=3, R= -H (61%);9: n=1, R= -Ph (52%).Схема 137Применение в качестве алкилирующих реагентов соответствующих 1хлорметиллактамов 10-13 не привело к увеличению выхода целевых соединений.Также, нами были получены производные тимола 14 и 2,3,5-триметилфенола 15(Схема 2):OHOHRRR141n+ON3RR2R3R214: R1= -i-Pr, R2= -H, R3= -Me;1CF3COOHCHCl3NCH2OHO2-5315: R = R = R = -Me.2R1n16: R1= -i-Pr, R2= -H, R3= -Me, R4= -H, n=1 (50%);17: R1= -i-Pr, R2= -H, R3= -Me, R4= -H, n=2 (44%);18: R1= -i-Pr, R2= -H, R3= -Me, R4= -H, n=3 (65%);19: R1= -i-Pr, R2= -H, R3= -Me, R4= -Ph, n=1 (57%);20: R1= R2= R3= -Me, R4= -H, n=1 (62%);21: R1= R2= R3= -Me, R4= -H, n=3 (68%).Схема 2Строение полученных соединений было подтверждено с помощью данныхИК-спектроскопии и ЯМР-спектрометрии.
В спектрах 1Н-ЯМР сигналы протоновлактамных фрагментов и алкильных заместителей фенолов расположены всильном поле (1,50 – 3,50 ppm) и имеют вид соответствующих мультиплетов.Величина химического сдвига протонов «метиленового мостика» – СН2-группы –около 4,00 ppm. Сигнал имеет вид синглета в большинстве случаев. В областислабого поля расположены сигналы ароматических и гидроксильных протонов.Для продуктов, содержащих фрагмент 4-фенилпирролидона, сигнал метиленовогомостика представляет собой АВ-систему вследствие наличия асимметрическогоатома углерода.Наличие в 1Н-ЯМР спектрах продуктов 16-19 двух синглетов в слабом полеот неэквивалентных протонов ароматического кольца подтверждает, чтозамещение в тимоле 14 проходило по четвертому положению. Однако строениепродуктов 20, 21 однозначно доказать с помощью одномернойЯМР-38спектрометрии невозможно.
На основе расчета значений химического сдвига дляпротона ароматического кольца фенола по инкрементам [124] нами быловысказано предположение, что соединение 20 является продуктом замещения2,3,5-триметилфенола в пара-положение.Это предположение подтверждаетсядвумерными спектрами ЯМР соединения 20; так, методом гетероядернойодноквантовой корреляции 2D HSQC 1H-13C было установлено, что пику протонаароматического кольца соответствует пик с химическим сдвигом 114,76 ppm, а вспектре2DHMBC1H-13Cнаблюдаетсякорреляциясигналапротонаароматического кольца с сигналами углерода метильной группы в пятомположении (17,84 ppm) и углерода, связанного с гидроксильной группой (153,90ppm) (Рисунок 1):Рисунок 1 – Фрагмент спектра HMBC 1H-13C соединения 20Производные 2,4-ди-трет-бутилфенола 1 были получены за четыре часакипячения реагентов в хлороформе в присутствии TFA; для тимола 14требовалось два часа, для 2,3,5-триметилфенола 15 – не более часа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
