Cалицил қышқылының қарапайым және күрделі эфирлерін алудың жалпы әдістері
Салицил қышқылының алкилдену кинетикасы
жүктеу/скачать 5,93 Mb.
|
салицил
Проектирование арудино
| 2.2 Салицил қышқылының алкилдену кинетикасы
Катализатор ретінде минералды қышқылдардың қатысуымен карбон қышқылдарының күрделі эфирлерін синтездеудің классикалық әдісі – этерификацияның бірқатар кемшіліктері бар, ал карбон қышқылдарының тұздарының галоалкилдермен әрекеттесуі күрделі эфирлерді алудың қарапайым әдісі болып табылады. аулақ болу. Осыған байланысты біз СА-ның аллилбромидпен алкилдену реакциясының кинетикасын зерттедік. Pfeffer R. E. және Silbert L. S. полярлы апротикалық еріткіште (DMF, гексаметилфосфорамид (этилфосфорамид), сульфосфордимид (НМФ) аминдердің қатысуымен стерильді тұйықталған карбоксил тобымен хош иісті карбон қышқылдарының (күміс және сілтілік металл тұздары) тұздарының алкилдену кинетикасын зерттеді. TLSO)) [81- 83]. Мұндай қышқылдарды қышқылдық катализ жағдайында спирттермен эфирленген жағдайда мақсатты өнімдердің шығымы карбоксилат анионының тұрақтылығына тікелей байланысты екені анықталды. Алкоголь молекуласының тетраэдрлік аралық заттың протондалған оттегіне стерикалық кедергімен жақындауы этерификацияны болдырмайды [83]. х Сәйкес тұздың алкилденуі бұл мәселені болдырмайды, бұл металл катионының оқшаулануымен және карбоксилат анионының дезолвациясымен түсіндіріледі [83]. о х х Бұрын хош иісті қышқылдар тұздарының алкилдену реакциясының кинетикасы апротикалық еріткіштерде (ҚМФ, ХМФҚ, ДМСО) 60 ос температурада тұз: галогенид=1:3 компоненттерінің қатынасында зерттелді. Реакцияланбаған тұзды сандық анықтау титриметриялық әдіспен жүргізілді. Реакция SN2 механизмі бойынша жүрді. Алкилдену реакциясындағы катионның белсенділігі Li < Na < K < Ca қатарында артады. SN2 реакциясындағы алкилгалогенидтегі галогеннің белсенділігі келесідей: I > Br > Cl [81, 82]. Біз зерттеген калий салицилатының аллилбромидімен алкилдену реакциясы мына схема бойынша жүреді: ок ДМФА о + k_Br Реакция 15–65°C температура диапазонында аллил бромидінің көп мөлшерімен жүргізілді (СК тұзы: аллил бромиді 1:60), кинетикалық тәуелділіктер псевдо-бірінші ретті реакцияға сәйкес болды. Өйткені Калий ионы кинетикалық зерттеулерде стандартты катион болғандықтан, калий салицилаты сәйкес дайындалған. [7] тармағында көрсетілген әдіс (оқшаулаусыз), одан кейін термостаттау. Алкилирлеуші агент, аллил бромиді стандартты процедураға сәйкес тазартылды [83]. TLC сәйкес, алкилдену реакциясының жалғыз өнімі аллилсалицилат болып табылады. Әдебиеттер [84] қосылыстардың сандық анықтауының гравиметриялық әдісін сипаттайды, бірақ ол үлкен қателіктер береді, сондықтан кинетикалық зерттеулер үшін қолданылмайды. Осыған байланысты алкилдену процесі түзілген аллилсалицилат мөлшерімен бақыланды. Сандық талдау газ хроматографында жүргізілді.Сепарация 3% 0V-225 (0,125–0,160 мм) бар Chromaton N-супер стационарлы фазасы бар ұзындығы m бағанада жүргізілді. Тасымалдаушы газ аргон, температура 0 буландырғыш және детектор 1700 Fis. 10). Сурет 10. Реакция қоспасының хроматограммасы: аллилсалицилаттың (1, t = 18 сек) және DMF (2, t = 75 сек) алкилдену реакциясының өнімі. Ерітіндіге енгізгенде ионофорлар (бұл жағдайда калий салицилаты) диссоциацияланады, ал диссоциация процесінде ортаның диэлектрлік өтімділігі (е) негізгі рөл атқарады. Иондық типті қосылыстар көбінесе DMF, DMSO, нитробензол, ацетонитрил сияқты полярлы апротикалық еріткіштерде диссоциацияланады және ериді, бірақ әдетте апротикалық мәндерге жақын спирт, су-спирт немесе су-диоксан қоспаларына қарағанда аз дәрежеде. еріткіштер Полярда Апротикалық еріткіштерде аниондар катиондарға қарағанда азырақ ерітіледі. Анионның әртүрлі еріткіштерде әртүрлі ерітуі көптеген натрий және калий тұздарының ерігіштігіне айтарлықтай әсер етеді. Мысалы, калий хлориді DMF-те метанолға қарағанда әлдеқайда аз ериді, оның өткізгіштігі жақын. Бірақ катиондар әдетте салыстырмалы жоғары негізділігі бар электронды донорлық еріткіштерде (эфирлер, кетондар, амидтер, сульфоксидтер) күштірек сольватталады [82]. Ионоген (аллилбромиді) – еріткіш молекулаларымен катион немесе анионның спецификалық ерітуі нәтижесінде ерітіндіде ион түзетін молекулалық қосылыс. Бұл процесте өткізгіштіктің маңызы шамалы, басты рөлді еріткіштің химиялық табиғаты атқарады. Апротикалық еріткіштерде еріту дәрежесі келесі қатарда өзгереді: OH, Диссоциацияны тудыратын күштердің табиғатына қарамастан ерітіндідегі диссоциацияланбаған электролит пен бос иондар арасында тепе-теңдік бар, ол негізінен екі қарама-қарсы зарядталған ионнан иондық жұптың түзілу кезеңін қамтиды: Диссоциацияның келесі сатысында түзілетін және бос иондардың түзілуінен бірден бұрын болатын сольватпен бөлінген X + ll y- жұбынан айырмашылығы XT иондық жұбы контактілі иондық жұп деп аталады. Органикалық еріткіштерде иондық жұптардың өмір сүру ұзақтығы жеткілікті ұзақ, сондықтан олар кинетикалық тәуелсіз бөлшектер ретінде көрінуге уақыт алады [82]. Диаграмма калий салицилатының аллил бромидімен әрекеттесу реакциясының ықтимал механизмдерінің бірін көрсетеді: Он о он о он о ок о О Иондық жұптың күші оның бос иондарға диссоциациялану тұрақтысы Kd арқылы сипатталады. Ол электролит табиғатына, ортаның диэлектрлік өтімділігіне, еріткіштің донорлық-акцепторлық қасиетіне, температураға байланысты. Әрине, е жоғары еріткіштегі ионофорлар ерітіндіде негізінен бос иондар түрінде болады. Аз полярлы еріткіштерге өткенде диссоциация тепе-теңдігі солға ығысады [82]. Тиімді алкилдеу үшін металл катионын жақсы ерітетін полярлы апротикалық еріткіш қажет. Мұндай еріткіштер ретінде көбінесе салыстырмалы жоғары негізділігі бар электронды донорлық еріткіштер (эфирлер, кетондар, амидтер, сульфоксидтер) қолданылады [82]. Еріткіштер катиондардың сольваттану қабілетінің төмендеуіне қарай келесі ретпен орналасады: (CH3)2S0, (CH3BOCH3 > (CH3)2NCHO, H1O > (CH3)2C0 > CH3OH >> CH3CN. Бұл еріткіштердің барлығы, су мен метанолдан басқасы, аниондарды оңай сольваттандырмайды [85]. Араларында анық корреляция бар. еріткіштің E және DN мәндері және мақсатты өнім шығымы (5-кесте) 5-кесте Еріткіш табиғатының мақсатты өнім шығымына әсері (65 ос).
Е төмен (диоксан) еріткіштерде катион-аниондық әрекеттесу аниондардың бейтарап молекулалармен реакция жылдамдығына күшті әсер етеді. Содан кейін катиондардың күшті меншікті сольвациясы бар еріткіштерге көшу реакция жылдамдығының айтарлықтай өсуіне әкеледі. Сірә, жоғары полярлы еріткіштер органикалық фазада иондық жұптардың еруіне ықпал етеді. Сонымен қатар, донор саны жоғары болғандықтан, ALFA металл катионын тиімді ерітеді, бұл өз кезегінде салицилат анионының реактивтілігінің жоғарылауына әкеледі. Жоғары полярлы еріткіштер органикалық фазада 0-HOPhC00-k+ иондық жұптарының еруіне ықпал етеді және жеткілікті жоғары донор санына ие бола отырып, жұптағы катионды сольваттайды және бұл, өз кезегінде, ұлғаюына әкеледі. салицилат анионының реактивтілігі. Дегенмен, электрон-донорлық белсенділігі жоғары, бірақ салыстырмалы түрде төмен полярлығы бар еріткіштерде, мысалы, диоксанда өнім шығымы төмен болады. Бұдан мынадай қорытынды жасауға болады: калий салицилатының аллилбромидімен алкилдену реакциясының жылдамдығы ең алдымен органикалық фазадағы иондық жұптардың ерігіштігін анықтайтын ортаның полярлығына байланысты. Алынған мәліметтер негізінде калий салицилатының алкилдену реакциясының жылдамдығына температураның әсерін анықтау және кинетикалық және активтену параметрлерін есептеу үшін еріткіш ретінде DMF таңдалды. DMF-тегі калий салицилаты мен аллилбромидінің реакциясының кинетикасын сипаттау үшін аллилсалицилаттың салыстырмалы шығымы анықталды. (Н, моль%).
Сурет 11. Температураның аллилсалицилат түзілу реакциясының жылдамдығына әсері. Кинетикалық қисықтар үстіртке жетеді, өйткені бұл жағдайда реакция қайтымсыз. Алилбромидпен SC алкилдеу процесі бірінші ретті теңдеуге бағынады. Сурет 12. Жылдамдық константаларының өзара температураға логарифмдік тәуелділігі. Кесте 6. Реакцияның кинетикалық және активтену параметрлері
Кинетикалық және активтендіру параметрлері ең кіші квадраттар әдісімен есептелді: E = 51,25 кДж/моль, ln A = 14,512, A = x 106. Процестің активтену энергиясы [86] формуласы арқылы да есептелді: 54,66 кДж/моль құрады. Көрсеткішке дейінгі фактор мына теңдеумен анықталды: lnA= 15,56, А 5,7 • 10 6 . Температура коэффициенті теңдеуіне сәйкес табылады: lny - 0,68; У 1,96. т.к. 2, реакция Вант-Хофф ережесіне бағынады. 1. Салицил қышқылының 17 күрделі эфирлері синтезделді және сипатталды. 2. Салицил қышқылының калий тұзының аллилбромидімен алкилдену кинетикасы зерттеліп, алкилдену реакциясының механизмі ұсынылды, ол нуклеофильді орынбасу механизмі бойынша жүретін реакцияға сәйкес келеді, 3. Табылған кинетикалық параметрлер аллил бромидінің көп мөлшерде артық болуы жағдайында псевдо-бірінші ретті реакцияға сәйкес келеді. 4. Еріткіш табиғатының мақсатты алкилдену өнімдерінің шығымына әсерін зерттеу еріткіштің диэлектрлік өтімділігі мен донорлық санының жоғарылауы шығымдылықты 20%-ға арттыруға және реакция уақытын қысқартуға мүмкіндік беретінін көрсетті. 1,5 сағатқа дейін. Зерттелетін еріткіштердің ішінде ең тиімдісі N,Nдиметилформамид болып табылады. 2.3 Салицил қышқылы амидтерінің синтезі Біз гиппур қышқылын синтездеу үшін ұсынылған [87] процедурасы бойынша салицилойламидтерді синтездеуге әрекет жасадық. Олардың синтезі амин қышқылын (немесе морфолинді) салқындаған кезде күшті сілтілі ортада қышқыл хлоридімен әрекеттестіру арқылы жүзеге асырылды. он ОН О ОН О соа с оон XVIll-XXl Сипатталған процедураны морфолин жағдайында қолдану өнімнің жақсы шығымдылығын (72%), глицин мен аланин жағдайында өнімдердің өте төмен шығымдылығын (глицин және глицин негізіндегі туындылардың физика-химиялық қасиеттері) беретіні анықталды. аланин [69] бұрын сипатталғандарға сәйкес келеді). Мақсатты өнімдердің даралығы TLC арқылы расталды, ал құрылым GMR спектроскопиялық деректермен расталды. GLTR спектрін (XXI) қарастырайық. он О О Морфолин фрагменті 3,19-3,32 ppm аймағындағы екі төрт протонды мультиплеттермен ұсынылған. және 3,39-3,51 м,д. диметилсульфоксид-т ерітіндісінде тіркеу кезінде. Сондай-ақ синтезге ұсынылған пиридиннің қатысуымен аминқышқылдарының қышқыл хлоридтерімен ацилденуі үшін модификацияланған Шоттен-Бауман реакциясын қолдандық. диметоксифенил)этиламин - Глицин мен аланиннің ацилдену өнімдерінің шығымы сәйкесінше 57,7 және 43,8%-ға дейін өсті. Сондай-ақ алынды қышқыл, бірақ өнімділігі төмен (22,3 0/0). Ал Р-фенил-γ-аминомай қышқылының метил эфирінің туындысын синтездеу қайтадан қайталанатын нәтиже бермеді. Аминқышқылдарының төмен шығымдылығын сілтілі ортада түзілетін сәйкес аминқышқылдарының карбоксилат иондарының және СА феноксид ионының жоғары нуклеофильділігімен түсіндіруге болады. Сонымен қатар галоген қышқылының ацилдену қабілеті әртүрлі және бұл айырмашылықтар галогеннің табиғатымен түсіндіріледі. Галогеннің р-электрондары мен C=O байланысының p-жүйесінің мезомерлік әрекеттесуі карбонил тобының көміртегі атомындағы (+5) оң зарядтың ішінара «бейтараптануына» әкеледі. p-электрондар орналасатын деңгей неғұрлым жоғары болса, олардың карбонил тобының көміртегі зарядына әсері соғұрлым аз болады. Қышқыл галогенидтердің ацилдену қабілеті қатарда артады: RC(O)F < RC(O)Cl < RC(O)Br < RC(O)I. Сондықтан өнімділіктің төмен болуының екінші себебі қышқыл хлоридтерінің (біздің жұмысымызда SA хлориді қолданылған) ацилдендіргіш ретінде белсенді еместігі болуы мүмкін. Сонымен қатар, біздің көзқарасымыз бойынша ГАМҚ СК туындыларының амидтерінің және Р-фенил-γ-аминомай қышқылының метил эфирінің қайталанбайтын шығымы да стерикалық факторлармен байланысты болуы мүмкін. Мысалы, бензоилхлоридтің ацетилхлоридпен салыстырғанда белсенділігінің төмен болуы фенил тобының болуымен байланысты стерикалық кедергілермен түсіндіріледі (фенил тобының стерикалық константалары Е! = -1, b метил Е2 = O [88]). Сонымен қатар, Р-фенил-уаминомай қышқылының метил эфирінің молекуласында Р-позициясында фенил радикалы бар. Сурет 14. Р-фенил-γ-аминобутир қышқылының метил эфирінің және GABA сәйкес 3D құрылымдары. Ацилденген гидрокси алмастырылған аминдерді алу үшін гидроксамин қышқылын алу үшін сипатталған әдісті қолдандық [7]: Бұл әдіс салицилгидроксам қышқылы (XXP), 3-p4-салицилойламино)пропанол-1 (XXIIT) қосылыстарын алу үшін қолданылды. COR Ескерту: (A) пропанол-су = 9:1; (B) – бутано жүктеу/скачать 5,93 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|