Реакции O-и N-алкилирования фенолов, спиртов и аминов 4-хлорметил-1, 3-диоксоланом и цианурхлоридом

ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Обнаружено, что врезультате взаимодействия пирокатехинов с 4-хлорметил-1,3-диоксоланом образуются соответствующие монои диэфиры, селективность образования зависит от молярного соотношения реагентов и" условий проведения процесса. Интенсификация микроволновым излучением сокращает время реакции на порядок, приувеличении концентрации 4-хлорметил-1,3-диоксолана выход циклоацетального диэфира… Читать ещё >

Реакции O-и N-алкилирования фенолов, спиртов и аминов 4-хлорметил-1, 3-диоксоланом и цианурхлоридом (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
- 1. 1. Синтез простых эфиров на основе производных 1,3-диоксоциклоалканов
- 1. 2. ТУ-Алкилирование аминов галоидсодержащими гетероциклическими соединениями
- 1. 3. Нуклеофильное замещение цианурхлорида и его производных
- 1. 4. Преимущества использования микроволнового излучения в синтезе органических соединений
- 1. 5. Реакции взаимодействия фенольных антиоксидант (?в с пероксильными радикалами
Глава 2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 35 2.1. Реакции (9-алкилирования фенолов и спиртов 4-хлорметил-1,3диоксоланом т
- 2. 2. Реакции тУ-алкилирования аминов 4-хлорметил-1,3-Диоксоланом и цианухлоридом
- 2. 3. Изучение антиоксидантной активности моноэфиров пирокатехина, содержащих гетеро- и карбоциклический фрагменты
- 2. 4. Некоторые области применения синтезированных соединений
  - 2. 4. 1. Гербицидная активность
  - 2. 4. 2. Прогноз фармакалогической активности синтезированных соединений с использованием компьютерной системы РАА
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТ
ВЫВОДЫ

Актуальность.

В последние годы пристальное внимание исследователей привлекают производные 1,3-диоксациклоалканов. Особый интерес * вызывает функционализация хлорметилпроизводных 1,3-диоксоланов, которые легкомогут быть синтезированы на основе доступного* нефтехимического сырья" (эпихлоргидрин, альдегиды и кетоны). Полученные на основе хлорметил-1,3-диоксоланов полупродукты и реагенты обладают ценными свойствами и находят широкое применение в различных областях науки и техники. Однако известные сведения о функционализации 4-хлорметилметил- 1,3-диоксоланов не ¦ раскрывают всех возможностей использования, данных соединений в органическом синтезе, в производстве практически ценных веществ.

Исходя, из этого, изучение взаимодействия хлорсодержащих 1,3-диоксациклоалканов с однои двухосновными фенолами* и спиртами, а так же аминами с целью > усовершенствования методов селективного получения соответствующих гетероциклов является, актуальной задачей и представляет научный и практический интерес.

Цель работы: Разработка и усовершенствование методов функционализации 4-хлорметилметил-1,3-диоксолана и цианурхлорида в замещенные гетероатомные структуры Ои ТУ-алкилированием фенолов, спиртов и аминов.

В рамках данной диссертационной работы были определены следующие наиболее важные задачи: изучение реакции О-алкилирования фенолов и спиртов 4-хлорметил-1,3-диоксоланом и определение относительнойреакционной способности исходных реагентов с другими хлорметилсодержащими циклическими соединениямиисследование синтеза азотсодержащих соединений реакцией алкилирования аминов 4-хлорметил-1,3-диоксоланом и цианурхлоридомизучение возможности интенсификации процессов Ои Ы-алкилирования использованием микроволнового излучения (2450 МГц) — исследование антиоксидантных свойств синтезированных моноэфиров пирокатехина, содержащих циклопропановый и 1,3-диоксолановый фрагменты, в жидкофазном радикально-цепном окислении органических, соединенийопределение биологической активности полученных соединений.

Научная новизна.

Разработаны, методы получения-простых эфиров и аминов, содержащих гетероциклический фрагмент, Ои ТУ-алкилированием фенолов, спиртов и аминов 4-хлорметил-1,3-диоксоланом в условиях термического нагрева и микроволнового излучения (МВИ), отличающиеся" от описанных синтезов, высокими выходами и селективностью образования1 целевых замещенных 1,3-диоксоланов.

Впервые осуществлен синтез карбои гетероциклических аминопроизводных 1,3,5-триазинов взаимодействием хлор-сгш-триазинов со вторичными аминами, содержащими 1,3-диоксолановый' и гем-дихлорциклопропановый фрагменты.

Получены количественные характеристики антиоксидантной способности синтезированных моноэфиров пирокатехинов, содержащих гетерои карбоциклический фрагменты, в модельной системе радикально-цепного окисления 1,4-диоксана.

Практическая ценность работы:

Определена гербициднаяактивность эфиров, содержащих 1,3-диоксолановый фрагментданные соединения прошли испытания в лаборатории препаративных форм и биологических испытаний ГУ «Научноисследовательский технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений с опытно-экспериментальным производством АН РБ».

Проведены расчеты фармакологической активности ряда синтезированных производных 4-хлорметил-1,3-диоксолана с использованием компьютерного прогнозирования (система PASS), которые показали потенциальную биологическую активность веществ.

100 ВЫВОДЫ.

1. Исследован синтез 4-алкоксиметил-1,3-диоксоланов на основе циклического формаля эпихлоргидрина и соответствующего спирта (фенола) в условиях межфазного катализа. Показано, что микроволновое излучение на порядок ускоряет процесс О-алкилирования фенолов и спиртов 4-хлорметил-1,3-диоксоланом и целевые соединения образуются за 0.1−0.5 ч с выходом 90%, тогда как при термическом нагреве продолжительность^ реакции составляет 4—8 ч.

2. Определена относительная реакционнаяспособность хлорметилпроизводных, фенолов И' спиртов в реакции^ О-алкилирования. 4-Хлорметил-1,3-диоксолан в 3−4 раза уступает по-активности, эпихлоргидрину и на порядок 1,1-дихлор-2-хлорметил-циклопропану. Фенол в 3,5 раза 4 активнее бензилового спирта, который во столько же раз — аллилового спирта. Алкильный' заместитель в лд/?я-положении уменьшает активность фенола, а* в оршо-положении — усиливает.

3. Обнаружено, что врезультате взаимодействия пирокатехинов с 4-хлорметил-1,3-диоксоланом образуются соответствующие монои диэфиры, селективность образования зависит от молярного соотношения реагентов и" условий проведения процесса. Интенсификация микроволновым излучением сокращает время реакции на порядок, приувеличении концентрации 4-хлорметил-1,3-диоксолана выход циклоацетального диэфира пирокатехина составляет 57%.

4. При изучении реакции TV-алкилирования первичных и вторичных аминов 4-хлорметил-1,3-диоксоланом показано, что образование соответствующих аминов происходит с выходами 80−92% с использованием микроволнового излучения за 0.5 ч.

5. Впервые получены монои дизамещенные аминопроизводные 1,3,5-триазина, содержащие карбои гетероциклический фрагменты на основе синтезированных вторичных аминов. Установлено, что замещение хлора на аминогруппу с полифункциональными фрагментами в цианурхлориде происходит в безводном 1,4-диоксане, при эквимолярном соотношении реагентов образуются монопроизводные, при увеличении — только соответствующие дизамещенные хлор-сгш-триазины, образование тризамещенных аминопроизводных не наблюдается.

6. Оценена антиокислительная активность моноэфиров пирокатехинов, содержащих карбои гетероциклический фрагменты, в модельной системе радикально-цепного окисления 1,4-диоксана. Показано, что синтезированные соединения проявляют йнгибирующую активность, среди изученных соединений наилучшую — 2,4-ди-/и/?ет-бутил-6-(1,3-диоксолан-4-илметокси)фенол = (3.9±-0.2)х104 л-моль^-с" 1).

7. Проведенный анализ гербицидной активности на пшенице синтезированных 4-арилоксиксиметил-1,3-диоксоланов показал, что в ряду изученных соединений высокое подавление роста растений оказывает 4-(2-метилфеноксиметил)-1,3-диоксолан и 4-(4-/ире/?2-бутилфенокси)метил-1,3-диоксолан. На подсолнечнике отмечается ростостимулирующий эффект 2-(1,3 -диоксолан-4-илметокси)фенола.

Показать весь текст

Список литературы

Демлов Э., Демлов’З. Межфазный катализ. — М.: Мир. — 1987. -466 с.
Freedman H., Dubois. R.A., An improved Williamson ether synthesis using phase transfer catalysis // Tetrahedron Lett. 1975. — V. 16 — Is. 38. — P 3251−3254.
Dou H. Jm., Delfort В., Hassanaly P., Gallo R., Kister J., Solid liquid phase transfer catalysis using solid sodium hydroxide in preparative ethers, synthesis // Bulletin des Societes Chimiques Belges. -1980. — V. 89 — Is.6. — P. 421−426.
Ugelstad J., Ellingsen T. andBerge A. The effect of the solvent on the reactivity of potassium and quaternary ammonium- phenoxides in nucleophilic substitution reactions. Part III// Acta Chem. Scand. 1966. — V. 20 — P. 1593я1598.
Nelson D.J., Uschak E.A. Synthesis of aryl alkynes. 2-Ethyl-4-methoxyphenyl-acetyleneV/ J: Org. Chem. 1977. — V. 42 — Is. 20. — P. 3308−3309.
Ковач Я., Рахманкулов Д.Л-, Крутошникова А. и др., Прогресс химии кислородосодержащих гетероциклов / Под ред. Ковач Я. М.: Химия. -1992- 160 с.
Рахманкулов Д.Л., Злотский С. С., Зорин В. В., Межфазный катализ в химии 1,3-диоксоцикланов. -М.: Химия. — 1993. 96 с.
Терегулова Г. Т., Рольник Л. З., Злотский С. С., Рахманкулов Д.Л.,
Синтез, свойства и применение простых эфиров 4-гидроксиметил-1,3-диоксолана // ЖПХ. 1989. — Т. 62. — вып. 7. — С. 1620−1624'.
Михайлова Н.Н. Синтез, дигалогенкарбенирование непредельных 1,3-диоксациклоалканов и некоторые превращения полученных-соединений: Дисс. канд. хим. наук: 02.00.03.- Уфа, 2009 -133 с.
Иванский В.И. Химия гетероциклических соединений. М.: Высшая школа. — 1978. — 365 с.
Терегулова Г. Т, Рольник JI.3., Злотский С. С., Рахманкулов Д. Л., Синтез 1,3-диоксоланов, содержащих ароматические фрагменты // ЖПХ. — 1990. Т. 63 — вып. 6. — С. 1383−1386.
Чанышева А.Т., Поилучение и реакции в условиях межфазного катализа бромсодержащих 1,3-диоксоланов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. Уфа — 1994.
Рольник Л.З., Ягафарова Г. Г., Синтез и биологическая, активность функционально замещенных циклических ацеталей // Перспективные-процессы н продукты малотоннажной химии: Тез. докл. науч. конф. № 4. -Уфа: ГИНТЛ «Реактив» 2000. — С. 120.
R. N. Salvatore- Yoon Ch. Н. and Jung K. Wi Synthesis of secondary amines // Tetrahedron 2001. — V. 57. P. — 7785 — 7811.
Gatto V.J., Miller S.R., Gokel G. W. Organic Syntheses Collect. Vol. 1. New York: Wiley. — 1973. — 447 p.
Norman R.O.C, Coxon J.M. Principles of Organic Syntheses. 3rd ed.- New York: Blackie Academic. 1993 — 301 p.
Beyer H., Walter W. Handbook of Organic Chemistry. New York: Prentice Hall. — 1996 — 158 p.
Alder R.W. Strain effects on amine basicities// Chem. Rev. 1989. -P. 1215−1223.
Tilley J.N., Eldred A.A.R. N-y-Butyl-N-alkylcarbamoyl chlorides. A new synthesis of isocyanates // J. Org. Chem. 1963. — V. 28 — P. 2076 -2079.
Хабибуллин И.Р., Рольник Л. З., Злотский C.C., Рахманкулов Д. Л. Синтез и каталитическая активность аммониевых солей, содержащих 1,3-диоксолан-4-илметильный фрагмент // ЖОргХ 1992. — 28- вып. 11. — С. 2325−2327.
Хабибуллин И.Р., Рольник Л. З., Злотский С. С., Рахманкулов Д. Л., Получение 1,3-диоксоланов, содержащих аминогруппы //Изв. Вузов. Химия и химическая технология — 1989. — Т. 35 вып. 1. — С. 37−40.
Бахтегареева Э. С, Рольник ji.3,. Злотский С. С, Рахманкулов Д. Л, Амины и четвертичные соли аммония на основе 4-галоидметил-1,3-диоксоланов. Синтез, строение, свойства // Башкирский химический журнал 1996. — Т. 3 — № 7. — С. 30−32.
Межфазный катализ: Химия, катализаторы, применение / Подред. Старкса Ч. М. -М.: Химия. 1991. — 157 с.
Satrio J.A.B, Doraiswamy L. K, Phase-transfer catalysis a new rigorous mechanistic model for liquid-liquid systems // Chemical Engineering Scince, — 2002 — V. 8. — P. 1355−1377. '
Кумарова E. C, Голуб H.M. Синтез К-алкил-2-окса-6-азоспиро (3,3)гептанов и К-алкил-6,8-диокса-2-азаспиро (3,5)нонанов-//Новые реактивы на основе ацеталей, ортоэфиров, их аналогов и производных/ Сборник научных трудов. М.: Иреа. 1986. — С. 138−141.
Blotny G. Recent applications of 2,4,6-trichloro-l, 3,5-triazine and5its derivatives in organic synthesis // Tetrahedron — 2006. — V. 62: P. 9507−9522.
Мур В. И. Цианурхлорид и перспективы его применения // Успехи химии. 1964. — Т. 33 — № 2. — С. 182−204.
Келарев В. И, Белов Н. Б, Ремизов А. С, Куатбеков A.M., Морозова F.B. Синтез амино-, окси- и тиопроизводных 1,3,5-триазина // Изв. t вузов. Химия и хим. технология. 1994. — Т. 37 — вып. 10 — 12. — С. 16 — 23р

Заполнить форму текущей работой