КОНДЕНСАЦИЯ 2-НИТРОФЕНИЛАЗОСАЛИЦИЛОВОГО АЛЬДЕГИ-ДА С ИЗОМЕРНЫМИ ТОЛУИДИНАМИ

CONDENSATION OF 2-NITROPHENYLAZOSALICYLIC ALDEHYDE WITH ISOMERIC TOLUIDINES

Mikhail Kulikov

Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Chemical Technology and Ecology of the Berezniki Branch of Perm National Research Polytechnic University,

Russia, Berezniki

АННОТАЦИЯ

В работе синтезированы азометиновые соединения на основе изомерных толуидинов и 2-нитрофенилазосалицилового альдегида. Продукты представляют собой окрашенные вещества, нерастворимые в воде и растворимые в органических растворителях. Их выход составил более 80 %. Строение веществ изучено методами инфракрасной и электронной спектроскопии, а также по результатам квантовохимических расчетов. Скрининг спектров биологической активности, полученных в системе PASS Online показал, что синтезированные продукты можно отнести к потенциально активным с широким направлением действия.

ABSTRACT

In the work, azomethine compounds based on isomeric toluidines and 2-nitrophenylazosalicylic aldehyde were synthesized. The products are colored substances, insoluble in water and soluble in organic solvents. Their yield was more than 80%. The structure of the substances was studied by infrared and electron spectroscopy, as well as by the results of quantum-chemical calculations. Screening of the biological activity spectra obtained in the PASS Online system showed that the synthesized products can be classified as potentially active with a wide range of action.

Ключевые слова: азометиновые соединения, 2-нитрофенилазосалициловый альдегид, изомерные толуидины, спектральные методы исследования, квантовохимический расчет, PASS Online.

Keywords: azomethine compounds, 2-nitrophenylazosalicylic aldehyde, isomeric toluidines, spectral research methods, quantum-chemical calculation, PASS Online.

Азометиновые соединения образуются при конденсации первичных аминов с карбонильными соединениями. В качестве структурного элемента они содержат группировку –N=CH–, широко встречающуюся как в природных, так и в синтетических продуктах. Азометиновые соединения различного строения представляют интерес в качестве биологически активных материалов [1,2], добавок для полимеров [3], лигандов в металлокомплексных соединениях [4] и в других областях [5,6]. Целью представленной работы является изучение реакции конденсации 2-нитрофенилазосалицилового альдегида с толуидинами по представленной схеме и исследование ряда свойств образующихся азометиновых соединений.

Исходный 2-нитрофенилазосалициловый альдегид получен из 2-нитроанилина и салицилового альдегида через реакции диазотирования и азосочетания [7]. Синтез азометиновых соединений проводился кипячением исходных компонентов в среде изопропилового спирта (ИПС). При охлаждении реакционных масс продукты выделялись в твердую фазу. Их отфильтровали, промыли небольшим количеством ИПС и высушили при 80 °С. Получили окрашенные вещества с характеристиками, представленными в табл. 1. Продукты не растворимы в воде, растворимы в органических растворителях. Строение полученных азометиновых соединений изучено по данным электронной и инфракрасной спектроскопии.

Таблица 1.

Характеристики азометиновых соединений

Инфракрасные спектры соединений измерены в таблетках KBr. В спектрах выделены следующие характеристические полосы (табл. 2), их отнесение проведено с использованием литературных данных [8].

Таблица 2.

Результаты инфракрасной спектроскопии

В электронных спектрах поглощения (ЭСП) азометиновых производных (I), (II) и (III) в диапазоне длин волн 300-500 нм присутствует одна интенсивная полоса, отвечающая электронным переходам p®p* типа (рис. 1, табл. 1). При этом в спектре в ИПС в длинноволновой области наблюдается очень слабое поглощение, отсутствующее в спектре в гексане. Данное поглощение, вероятно, следует отнести к электронным переходам n®p* типа с участием азометиновой группировки.

Рисунок 1. ЭСП в ИПС (а) и гексане (б): 1 – (I); 2 – (II); 3 – (III)

В теоретической части исследования выполнено прогнозирование биологической активности азометиновых соединений на платформе PASS Online. Комплексный анализ полученных результатов свидетельствует о том, что рассматриваемые вещества можно отнести к потенциально активным широкого спектра действия и заслуживающим дальнейшего изучения. Приведем в качестве примера виды активностей, для которых вероятность наличия (Pa) превышает 0,7 долей единицы (табл. 3).

Таблица 3

Виды потенциальной биологической активности

Также был выполнен квантовохимический расчет структурной геометрии молекул азометиновых соединений полуэмпирическими методами. По результатам расчета построены 3D модели, показавшие отсутствие пространственных искажений молекулярных остовов (рис. 2). Такое строение создает более благоприятные условия для движения электронов, что отражается на распределении электростатического потенциала.

Рисунок 2. Моделирование результатов квантовохимических расчетов

Выводы по результатам работы.

1. При взаимодействии эквимольных количеств изомерного толуидина и 2-нитрофенилазосалицилового альдегида в среде кипящего изопропилового спирта синтезированы азометиновые соединения. Продукты представляют собой окрашенные вещества, нерастворимые в воде и растворимые в органических растворителях. Выход продуктов составил более 80 %.

2. Для изучения строения азометиновых соединений использованы инфракрасная и электронная спектроскопии.

3. Скрининг спектров биологической активности, полученных в системе PASS Online показал, что синтезированные азометиновые соединения можно отнести к потенциально активным с широким направлением действия.

4. По результатам квантовохимических расчетов показано, что молекулы азометиновых соединений имеют плоскостное строение.

Список литературы:

1. Synthesis and anti-microbial activities of azomethine and aminomethyl phenol derivatives / S. Matam [et al.] // Asian Journal of Green Chemistry. 2019. № 3. P. 508-517 (DOI: 10.33495/SAMI/AJGC/2019.4.7).
2. Чиряпкин А.С., Кодониди И.П., Ларский М.В. Целенаправленный синтез и анализ биологически активных азометиновых производных 2-амино-4,5,6,7-тетрагидро-1-бензотиофен-3-карбоксамида // Разработка и регистрация лекарственных средств. 2021. № 10(2). С.25-31( DOI: 10.33380/2305-2066-2021-10-2-25-31).
3. Многофункциональные ингибирующие добавки для полимерных материалов / М.М. Мурзаканова [и др.] // Известия Кабардино-Балкарского государственного университета. 2016. Т. 6. № 4. С. 60-63.
4. Координационное соединение никеля (II) с азометиновым производным 3-метил-1-фенил-4-формилпиразол-5-она и 2-фторанилина / Ю.И. Балуда [и др.] // Ученые записки Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского. Биология. Химия. 2024. Т. 10(76). С. 276-284 (DOI: 10.29039/2413-1725-2024-10-1-276-284).
5. Aljamali N.M., Alasady D., Hassen H.S. Review on Azomethine-Compounds with Their Applications // International Journal of Chemical Synthesis and Chemical Reactions. 2021. Vol. 7. Iss. 2. P. 1-10.
6. Мехдиева Л.А., Бабаев Э.Р., Мамедова П.Ш. Области применения азометиновых соединений // Вестник Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы. 2023. № 3(71). С. 116-121.
7. Куликов М.А. Синтез и исследование свойств изомерных нитрофенилазосалициловых альдегидов // Естественные науки и медицина: теория и практика: сборник статей по материалам LVII международной научно-практической конференции № 4 (38). Новосибирск: СибАК. 2023. С. 49.
8. Преч Э., Бюльманн Ф., Аффольтер К. Определение строения органических соединений. Таблицы спектральных данных. М.: Мир; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. 438 с.