Морфолин негізінде жаңа гидразид туындыларын синтездеу, және реакциялық қабілеттілігі мен құрылысын зерттеу
РЕФЕРАТ
КІРІСПЕ
ӘДЕБИ ШОЛУ
Гидразондардың алыну әдістері
Гидразондардың химиялық қасиеттері
Гидразондардың биологиялық белсенділігі
ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
Алғашқы заттар синтезі
Морфолинсірке қышқылының гидразиді (2.2) синтезі
Жаңа заттар синтезі
Морфолинсірке қышқылының N.бензоилгидразиді (2.4) синтездеу
Морфолинсірке қышқылының (п.Нитро).фенилгидразоны (2.6) синтездеу
Морфолинсірке қышқылы фенилгидразоны (2.8) синтездеу
ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ
Алғашқы заттар синтезі
Морфолинсірке қышқылы гидразиді
Жаңа заттар синтезі
Морфолинсірке қышқылының N.бензоилгидразидін (2.4) синтездеу
Морфолинсірке қышқылының фенилгидразонын (2.6) синтездеу
Морфолинсірке қышқылының (п.Нитро).фенилгидразонын (2.8) синтездеу
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
ҚОСЫМШАЛАР
КІРІСПЕ
ӘДЕБИ ШОЛУ
Гидразондардың алыну әдістері
Гидразондардың химиялық қасиеттері
Гидразондардың биологиялық белсенділігі
ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
Алғашқы заттар синтезі
Морфолинсірке қышқылының гидразиді (2.2) синтезі
Жаңа заттар синтезі
Морфолинсірке қышқылының N.бензоилгидразиді (2.4) синтездеу
Морфолинсірке қышқылының (п.Нитро).фенилгидразоны (2.6) синтездеу
Морфолинсірке қышқылы фенилгидразоны (2.8) синтездеу
ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ
Алғашқы заттар синтезі
Морфолинсірке қышқылы гидразиді
Жаңа заттар синтезі
Морфолинсірке қышқылының N.бензоилгидразидін (2.4) синтездеу
Морфолинсірке қышқылының фенилгидразонын (2.6) синтездеу
Морфолинсірке қышқылының (п.Нитро).фенилгидразонын (2.8) синтездеу
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
ҚОСЫМШАЛАР
Жұмыстың жалпы сипаттамасы. Бұл жұмыста морфолинсірке қышқылының жаңа туындылары синтезделді. Кейбір физико-химиялық параметрлері анықталды. ИҚ-спектроскопия әдісімен құрылыстары анықталды.
Жұмыстың өзектілігі: Өндірістік қолжетімді реагенттер негізінде жаңа биологиялық белсенді заттарды алу және іздестіріп табу. Базисті қосылыстар арасында биологиялық белсенді қосылыстарды синтездеуде азотты гетероциклдердің, яғни морфолиннің алатын орны ерекше.
Ғылыми жаңалығы: Алғашқы рет морфолин негізінде морфолинсірке қышқылының N-бензоилгидразиді, морфолинсірке қышқылының фенилгидразоны және (п-Нитро)-фенилгидразоны синтезделіп алынды.
Практикалық маңыздылығы: Қазіргі кезде микробқа қарсы белсенділігі бар химиялық қосылыстарды іздестіруді қосылыстың құрылысын жорамалдайтын ғылыми ұстанымдар мен сандық есептеулерге негізделіп, мақсатты синтез арқылы жүргізеді. Ғылыми зерттеулердің дамуына орай, бұл облысқа байланысты бірнеше бағыт бар, соның ішінде молекулаға фармакофорлы фрагментті енгізу болып табылады. Бұндай фрагменттерге гидразидтік топты жатқызуға болады. Гидразидтік қызмет атқаратын орынбасарлары бар азотты гетероциклдер практикалық пайдалы заттар синтезінде ыңғайлы синтон болып табылады. Гидразондар алыну әдісі жеңіл және биологиялық активтілігі алуан түрлі болғандықтан синтетикалық органикалық химияда кең қолданылады. Гидразид туындылары медициналық өндірісте туберкулезге қарсы, ісікке қарсы, гипотензивті, депрессияға қарсы, психотерапевті және басқа да қасиеттер көрсететін физиогиялық активті зат ретінде қолданылады. Осыған байланысты гидразид туындыларына назар аударып, гидразондар синтезіне ерекше қызығушылық білдірдік.
Жұмыстың өзектілігі: Өндірістік қолжетімді реагенттер негізінде жаңа биологиялық белсенді заттарды алу және іздестіріп табу. Базисті қосылыстар арасында биологиялық белсенді қосылыстарды синтездеуде азотты гетероциклдердің, яғни морфолиннің алатын орны ерекше.
Ғылыми жаңалығы: Алғашқы рет морфолин негізінде морфолинсірке қышқылының N-бензоилгидразиді, морфолинсірке қышқылының фенилгидразоны және (п-Нитро)-фенилгидразоны синтезделіп алынды.
Практикалық маңыздылығы: Қазіргі кезде микробқа қарсы белсенділігі бар химиялық қосылыстарды іздестіруді қосылыстың құрылысын жорамалдайтын ғылыми ұстанымдар мен сандық есептеулерге негізделіп, мақсатты синтез арқылы жүргізеді. Ғылыми зерттеулердің дамуына орай, бұл облысқа байланысты бірнеше бағыт бар, соның ішінде молекулаға фармакофорлы фрагментті енгізу болып табылады. Бұндай фрагменттерге гидразидтік топты жатқызуға болады. Гидразидтік қызмет атқаратын орынбасарлары бар азотты гетероциклдер практикалық пайдалы заттар синтезінде ыңғайлы синтон болып табылады. Гидразондар алыну әдісі жеңіл және биологиялық активтілігі алуан түрлі болғандықтан синтетикалық органикалық химияда кең қолданылады. Гидразид туындылары медициналық өндірісте туберкулезге қарсы, ісікке қарсы, гипотензивті, депрессияға қарсы, психотерапевті және басқа да қасиеттер көрсететін физиогиялық активті зат ретінде қолданылады. Осыған байланысты гидразид туындыларына назар аударып, гидразондар синтезіне ерекше қызығушылық білдірдік.
1. Китаев Ю.П., Бузыкин Б.И. Гидразоны.-М.: Наука, 1974. -17-35 с.
2. Химические превращения гидразида N-морфолинуксусной кислоты и пространственное строение его производных / О. А. Нуркенов [и др.] // Журнал общей химии. Т. 83 (145), -№ 3. -2013. -С. 467-472.
3. О взаимодействии диметилгидразона бензальдегида с фосфористыми кислотами / А. А. Фазуллина [и др.] // Журнал общей химии. - Т. 83 (145), -№ 11.- 2013. - С. 1929-1931.
4. Синтез, строение и фотохимические свойства бензимидазолил-2-гидразонов гетарилальдегидов / И. Г. Первова [и др. ] // Журнал общей химии. - Т. 80, -№ 5. -2010. - С. 817-823.
5. Синтез, строение и комплексообразующая способность новой лигандной системы - 1-бензил-2-бензимидазолилгидразона пиррол-2'-карбальдегида / Л. Д. Попов [и др. ] // Журнал общей химии. - Т. 80, -№ 8. -2010. - С. 1378-1385.
6. Дикусар, Е. А. Синтез и изучение свойств фенилгидразонов замещенных бензальдегидов / Е. А. Дикусар, В. И. Поткин // Журнал общей химии. - Т. 79,- № 5. - 2009. - С. 781-784.
7. Машковский М.Д. Лекарственные средства. М.:Новая волна, 2000.-Т.1.153, 385 с.
8. Мищенко Г.Л., Вацуро К.В. Синтетические методы органической химии.-М.: 1982. -440 с.
9. Назаров И.Н. Избранные труды. М.:Изд.АН СССР, -1961. -690 с.
10. 2-(Гет)арилгидразоно-1,3-дикарбонильные соединения в органическом синтезе / Е. В. Щегольков, Я. В. Бургарт, О. Г. Худина, В. И. Салоутин, О. Н. Чупахин//Успехи химии. -№1, 2010. –С.65.
11. Комплексы металлов с полифункциональными лигандами на основе бисгидразонов дикарбонильных соединений // Л. Д. Попов, А. Н. Морозов, И. Н. Щербаков, Ю. П. Туполова, В. В. Луков, В. А. Коган. Успехи химии. -№ 7, -2009. –С.125-130.
12. Обменные взаимодействия в биядерных комплексах меди(II) с ацилдигидразонами предельных дикарбоновых кислот // Г. М. Ларин, В. В. Минин, В. Ф. Шульгин // Успехи химии. -№5, -2008 . –С.147.
13. Синтез гидразонов, замещенных пиримидиларил-, циклогексилтиосемикарбазидов и изучение их влияния на уровень метилирования ДНК // Л. А. Григорян, М. А. Калдрикян, Р. Г. Мелик-Оганджанян, Д. В. Гарибян, Л. Э. Нерсесян, А. С. Агаронян. Химико-фармацевтический журнал. Том 46, -№ 7. -2012. -С.15-18.
14. Синтез и противоопухолевая активность 2-N-, 3-S-замещенных 5-[2-(4-)бензилоксифенил]-1,2,4-триазолов и ацилгидразидов // Л. А. Григорян, М. А. Калдрикян, Р. Г. Мелик-Оганджанян, Ф. Г. Арсенян. Химико-фармацевтический журнал. Том 46, -№ 9. -2012. -С. 11-15.
15. Бензоилзамещенные гидразоны в реакции каталитического гидрофосфорилирования . // Е. Д. Матвеева, Т. А. Подругина, И. Н. Колесникова, Н. С. Зефиров // Известия Академии Наук серия Химическая.-№2. -2010. -С.403 .
16. Влияние ω-заместителей в гидразонах сопряженных 20кетостероидов прегнанового ряда на их способность к циклизации в пиразолины. // А. В. Камерницкий, Е. И. Чернобурова, В. В. Черткова, В. Н. Яровенко, И. В. Заварзин, М. М. Краюшкин. // Известия Академии Наук серия Химическая. -№5. –С.2038.
17. Каталитическое гидрофосфорилирование алкил- и ацилгидразонов. Е. Д. Матвеева, Т. А. Подругина, И. Н. Колесникова, М. В. Присяжной, Г. Г. Каратеев, Н. С. Зефиров. Известия Академии Наук серия Химическая. -№2. -2010. -С. 409.
18. Каталитическое гидрофосфорилирование семикарбазонов, тиосемикарбазонов, карбогидразонов и оксалилдигидразонов Е. Д. Матвеева, Т. А. Подругина, И. В. Шарутин, Н. С. Зефиров. Известия Академии Наук серия Химическая. -№2. -2010. -С.384.
19. Реакции 2-арилгидразоноацетамидоксимов с ортоэфирами Н. П. Бельская, А. В. Кокшаров, С. Г. Лесогорова, П. А. Слепухин, В. А. Бакулев.// Известия Академии Наук серия Химическая. -№5. 2011. -С.869.
20. Гидрофосфорилирование гидразонов и азинов, катализируемое фталоцианинами Е. Д. Матвеева, Т. А. Подругина, И. Н. Колесникова, Н. С. Зефиров.// Известия Академии Наук серия Химическая. -№3. -2010. С.571.
21. Синтез фторалкилсодержащих 2-гетарилгидразонов 1,2,3-трикетонов и их реакции с гидразинами Е. В. Щегольков, Я. В. Бургарт, О. Г. Худина, В. И. Салоутин, О. Н. Чупахин.// Известия Академии Наук серия Химическая. -№11. -2004. -С.2478.
22. Синтез и фотофизические свойства (2-фенилхиназолин-4-ил)гидразонов 2-гидроксибензальдегидов и комплексов ZnII на их основе Т. В. Трашахова, Э. В. Носова, П. А. Слепухин, М. С. Валова, Г. Н. Липунова, В. Н. Чарушин. .// Известия Академии Наук серия Химическая. -№11 2011. -С.2302.
23. Синтез, строение и фрагментация гидразонов тиогидразидов оксаминовых кислот — производных 4-гидрокси-3-формилкумарина Б. Г. Милевский, Н. П. Соловьева, Т. А. Чибисова, В. Н. Яровенко, Е. С. Заякин, В. В. Чернышев, М. М. Краюшкин, В. Ф. Травень .// Известия Академии Наук серия Химическая. -№12.-2012. -С. 2290.
24. Виноград Л.Х., Суворов Н.Н. //Химия гетероциклических соединений. -№ 9. 1984. -С. 1206.
25. Синтез триптаминов и их гомологов из ω-фталимидо-алкановых кислот.//Митрофанов Р.Ю., Севодин В.П. Современные проблемы науки и образования. -№6. -2007. -С. 120.
26. The synthesis of tryptamines and their homologues. Modern problems of science and education. -№ 6. -2007. –Р.144.
27. Исследование взаимодействия эфиров α – (изохинолил-1) – карбоновых кислот с гидразинами. Гаврилов М.С., Донская Е.А. Современные проблемы науки и образования. -№5.2009. -С.159-161.
28. Физиологически активные комплексы гидразонов. К.Н. Зеленин.Современные проблемы науки и образования. Соросовский образовательный журнал. -№6. -2007. -С. 169.
29. Хлуднева К.И., Литвиненко Г.С., Соколов Д.В. Сб. Химия природных соединений и биологически активных веществ в Казахстане. Труды Инст. хим. наук АН КазССР. -№3. -1967. -С. 221.
30. Машковский М.Д. Лекарства 20 века. М.,-1998. 369 с.
2. Химические превращения гидразида N-морфолинуксусной кислоты и пространственное строение его производных / О. А. Нуркенов [и др.] // Журнал общей химии. Т. 83 (145), -№ 3. -2013. -С. 467-472.
3. О взаимодействии диметилгидразона бензальдегида с фосфористыми кислотами / А. А. Фазуллина [и др.] // Журнал общей химии. - Т. 83 (145), -№ 11.- 2013. - С. 1929-1931.
4. Синтез, строение и фотохимические свойства бензимидазолил-2-гидразонов гетарилальдегидов / И. Г. Первова [и др. ] // Журнал общей химии. - Т. 80, -№ 5. -2010. - С. 817-823.
5. Синтез, строение и комплексообразующая способность новой лигандной системы - 1-бензил-2-бензимидазолилгидразона пиррол-2'-карбальдегида / Л. Д. Попов [и др. ] // Журнал общей химии. - Т. 80, -№ 8. -2010. - С. 1378-1385.
6. Дикусар, Е. А. Синтез и изучение свойств фенилгидразонов замещенных бензальдегидов / Е. А. Дикусар, В. И. Поткин // Журнал общей химии. - Т. 79,- № 5. - 2009. - С. 781-784.
7. Машковский М.Д. Лекарственные средства. М.:Новая волна, 2000.-Т.1.153, 385 с.
8. Мищенко Г.Л., Вацуро К.В. Синтетические методы органической химии.-М.: 1982. -440 с.
9. Назаров И.Н. Избранные труды. М.:Изд.АН СССР, -1961. -690 с.
10. 2-(Гет)арилгидразоно-1,3-дикарбонильные соединения в органическом синтезе / Е. В. Щегольков, Я. В. Бургарт, О. Г. Худина, В. И. Салоутин, О. Н. Чупахин//Успехи химии. -№1, 2010. –С.65.
11. Комплексы металлов с полифункциональными лигандами на основе бисгидразонов дикарбонильных соединений // Л. Д. Попов, А. Н. Морозов, И. Н. Щербаков, Ю. П. Туполова, В. В. Луков, В. А. Коган. Успехи химии. -№ 7, -2009. –С.125-130.
12. Обменные взаимодействия в биядерных комплексах меди(II) с ацилдигидразонами предельных дикарбоновых кислот // Г. М. Ларин, В. В. Минин, В. Ф. Шульгин // Успехи химии. -№5, -2008 . –С.147.
13. Синтез гидразонов, замещенных пиримидиларил-, циклогексилтиосемикарбазидов и изучение их влияния на уровень метилирования ДНК // Л. А. Григорян, М. А. Калдрикян, Р. Г. Мелик-Оганджанян, Д. В. Гарибян, Л. Э. Нерсесян, А. С. Агаронян. Химико-фармацевтический журнал. Том 46, -№ 7. -2012. -С.15-18.
14. Синтез и противоопухолевая активность 2-N-, 3-S-замещенных 5-[2-(4-)бензилоксифенил]-1,2,4-триазолов и ацилгидразидов // Л. А. Григорян, М. А. Калдрикян, Р. Г. Мелик-Оганджанян, Ф. Г. Арсенян. Химико-фармацевтический журнал. Том 46, -№ 9. -2012. -С. 11-15.
15. Бензоилзамещенные гидразоны в реакции каталитического гидрофосфорилирования . // Е. Д. Матвеева, Т. А. Подругина, И. Н. Колесникова, Н. С. Зефиров // Известия Академии Наук серия Химическая.-№2. -2010. -С.403 .
16. Влияние ω-заместителей в гидразонах сопряженных 20кетостероидов прегнанового ряда на их способность к циклизации в пиразолины. // А. В. Камерницкий, Е. И. Чернобурова, В. В. Черткова, В. Н. Яровенко, И. В. Заварзин, М. М. Краюшкин. // Известия Академии Наук серия Химическая. -№5. –С.2038.
17. Каталитическое гидрофосфорилирование алкил- и ацилгидразонов. Е. Д. Матвеева, Т. А. Подругина, И. Н. Колесникова, М. В. Присяжной, Г. Г. Каратеев, Н. С. Зефиров. Известия Академии Наук серия Химическая. -№2. -2010. -С. 409.
18. Каталитическое гидрофосфорилирование семикарбазонов, тиосемикарбазонов, карбогидразонов и оксалилдигидразонов Е. Д. Матвеева, Т. А. Подругина, И. В. Шарутин, Н. С. Зефиров. Известия Академии Наук серия Химическая. -№2. -2010. -С.384.
19. Реакции 2-арилгидразоноацетамидоксимов с ортоэфирами Н. П. Бельская, А. В. Кокшаров, С. Г. Лесогорова, П. А. Слепухин, В. А. Бакулев.// Известия Академии Наук серия Химическая. -№5. 2011. -С.869.
20. Гидрофосфорилирование гидразонов и азинов, катализируемое фталоцианинами Е. Д. Матвеева, Т. А. Подругина, И. Н. Колесникова, Н. С. Зефиров.// Известия Академии Наук серия Химическая. -№3. -2010. С.571.
21. Синтез фторалкилсодержащих 2-гетарилгидразонов 1,2,3-трикетонов и их реакции с гидразинами Е. В. Щегольков, Я. В. Бургарт, О. Г. Худина, В. И. Салоутин, О. Н. Чупахин.// Известия Академии Наук серия Химическая. -№11. -2004. -С.2478.
22. Синтез и фотофизические свойства (2-фенилхиназолин-4-ил)гидразонов 2-гидроксибензальдегидов и комплексов ZnII на их основе Т. В. Трашахова, Э. В. Носова, П. А. Слепухин, М. С. Валова, Г. Н. Липунова, В. Н. Чарушин. .// Известия Академии Наук серия Химическая. -№11 2011. -С.2302.
23. Синтез, строение и фрагментация гидразонов тиогидразидов оксаминовых кислот — производных 4-гидрокси-3-формилкумарина Б. Г. Милевский, Н. П. Соловьева, Т. А. Чибисова, В. Н. Яровенко, Е. С. Заякин, В. В. Чернышев, М. М. Краюшкин, В. Ф. Травень .// Известия Академии Наук серия Химическая. -№12.-2012. -С. 2290.
24. Виноград Л.Х., Суворов Н.Н. //Химия гетероциклических соединений. -№ 9. 1984. -С. 1206.
25. Синтез триптаминов и их гомологов из ω-фталимидо-алкановых кислот.//Митрофанов Р.Ю., Севодин В.П. Современные проблемы науки и образования. -№6. -2007. -С. 120.
26. The synthesis of tryptamines and their homologues. Modern problems of science and education. -№ 6. -2007. –Р.144.
27. Исследование взаимодействия эфиров α – (изохинолил-1) – карбоновых кислот с гидразинами. Гаврилов М.С., Донская Е.А. Современные проблемы науки и образования. -№5.2009. -С.159-161.
28. Физиологически активные комплексы гидразонов. К.Н. Зеленин.Современные проблемы науки и образования. Соросовский образовательный журнал. -№6. -2007. -С. 169.
29. Хлуднева К.И., Литвиненко Г.С., Соколов Д.В. Сб. Химия природных соединений и биологически активных веществ в Казахстане. Труды Инст. хим. наук АН КазССР. -№3. -1967. -С. 221.
30. Машковский М.Д. Лекарства 20 века. М.,-1998. 369 с.
РЕФЕРАТ
Дипломдық жұмыc 59 беттен, 7 cуреттен, 2 кеcтеден, 30 пaйдaлaнылғaн әдебиеттен тұрaды.
Жұмыстың мақсаты: Морфолин негізінде жаңа гидразид туындыларын синтездеу, және реакциялық қабілеттілігі мен құрылысын зерттеу болып табылады.
Жұмыcтың міндеттері:
1) Морфолинсірке қышқылы гидразидін синтездеу;
2) Морфолинсірке қышқылының N-бензоилгидразиді синтезі;
3) Морфолинсірке қышқылының фенилгидразоны синтезі;
4) Морфолинсірке қышқылының (п-Нитро)-фенилгидразоны синтезі;
5) Синтезделген қосылыстарды идентификациялау.
Зерттеу әдіcтері: ИҚ-спектроскопия, жұқа қабатты хроматография, қайта кристалдау.
Aлынғaн нәтижелері: Бұл дипломдық жұмыста морфолинсірке қышқылы этилэфирі негізінде морфолинсірке қышқылының гидразиді синтезделді және потенциалды активті морфолинсірке қышқылы гидразидінің жаңа туындылары алынды. Атап айтқанда, морфолинсірке қышқылының N-бензоилгидразиді, морфолинсірке қышқылының фенилгидразоны мен (п-Нитро)-фенилгидразоны синтезделіп алынды. Синтезделген қосылыстардың құрылысы ИҚ-спектроскопия әдісімен дәлелденді.
Практикалық маңыздылығы: Жаңа биологиялық активті заттарды алу мақсатындағы перспективті модельді қосылыстар гидразидтің туындылары болып табылады.
Алынған қосылыстар алыну әдісі жеңіл болып табылады және жоғары биологиялық активтілік көрсетеді деп күтілуде. Алдағы уақытта биологиялық белсенділігін зерттеуді қажет етеді.
Басылымдары: Дипломдық жұмыстың нәтижелері Ғылым әлемі (2013ж), әл-Фараби әлемі (2014ж) атты конференцияларда бaяндaмa тезиcтері бaяндaлды, сондай-ақ, Студенттердің бизнес-инкубаторлар инновациялық жобалар көрмесінде ұсынылды.
РЕФЕРАТ
Дипломнaя рaботa cоcтоит из 59 лиcтов, 30 иcпользовaнных иcточников, cодержит 7 риcунков, 2 тaблицы.
Цель рaботы: Синтезировать новые производные гидрозида на основе морфолина, и исследовать реакционные способности и структуру.
Зaдaчи рaботы:
1) Синтез гидразида морфолинуксусной кислоты;
2) Синтез N-бензоилгидразида морфолинуксусной кислоты;
3) Синтез фенилгидразон морфолинуксусной кислоты;
4) Синтез (п-Нитро)-фенилгидразон морфолинуксусной кислоты;
5) Идентификация синтезированных соединении.
Методы иccледовaния: ИК-спектроскопия, тонкослойная хроматография, перекристаллизация.
Полученные результaты: В результате дипломной работы на основе этилового эфира морфолинилуксусной кислоты был получен гидразид морфолинилуксусной кислоты и получены новые производные потенциально активного гидразида морфолинуксусной кислоты. Полученные соединения: N-бензоилгидразид морфолиноуксусной кислоты, фенилгидразон и (п-Нитро)-фенилгидразон морфолиноуксусной кислоты. С целью установления строения соединения проведен анализ с помощью ИК-спектроскопии.
Прaктичеcкое значение: Перспективными модельными соединениями в поиске новых биологически активных веществ являются производные гидразидов.
Способы получения полученных соединении являются легкими и ожидается, что покажет высокую биологическую активность. В будущем требуется исследовать биологическую активность.
Публикации: Результаты дипломной работы опубликованы в конференциях Мир науки (2013г), мир аль-Фараби (2014г), а так же, представлены на Выставке бизнес-инкубатор инновационных проектов студентов.
ABSTRACT
Diploma work consists of 59 pages, 7 figure, 2 tables and 30 references applications.
Purpose: Synthesis of new derivatives of morpholine and study the reactivity of the obtained compounds.
Objectives of the work:
1) Synthesis of acetic acid hydrazide morpholinе;
2) Synthesis of benzoyl hydrazide of morpholinе acetic acid;
3) Synthesis of phenylhydrazoneof morpholinе acetic acid;
4) Synthesis of (p-nitro)-phenylhydrazoneof morpholinе acetic acid;
5) Identification of the synthesized compounds.
Used methods and equipments: IR spectroscopy, thin layer chromatography, recrystallization.
Obtaining results: As a result of the diploma work on the basis of ethyl ether of morpholinyl acetic acid the hydrazide of morpholinyl acetic acid was got and the new derivatives of hydrazide of morpholinyl acetic acid and synthesized new derivatives potentially active hydrazide morpholine acetic acid. Namely, were synthesized N- benzoylhydrazide morpholineacetic acid phenylhydrazone morpholineacetic acid (p-nitro) phenylhydrazone. To establish the structure of the compound analysis of infrared spectroscopy was used.
Practical use: A promising model compounds in the search for new biologically active compounds are derivatives of hydrazides.
Methods for preparing the compound obtained are light and are expected to show high bioavailability. In the future, you want to explore the biological activity.
Source: The results of the thesis published in the conference "World of Science" (2013), "the world of al-Farabi" (2014), as well as, presented in the "Exhibition of the business incubator of innovative projects of students."
МАЗМҰНЫ
Реферат
2
Кіріспе
6
1
ӘДЕБИ ШОЛУ
8
1.1
Гидразондардың алыну әдістері
8
1.2
Гидразондардың химиялық қасиеттері
25
1.3
Гидразондардың биологиялық белсенділігі
38
2
ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
42
2.1
Алғашқы заттар синтезі
42
2.1.1
Морфолинсірке қышқылының гидразиді (2.2) синтезі
42
2.2
Жаңа заттар синтезі
43
2.2.1
Морфолинсірке қышқылының N-бензоилгидразиді (2.4) синтездеу
43
2.2.2
Морфолинсірке қышқылының (п-Нитро)-фенилгидразоны (2.6) синтездеу
44
2.2.3
Морфолинсірке қышқылы фенилгидразоны (2.8) синтездеу
45
3
ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ
46
3.1
Алғашқы заттар синтезі
46
3.1.1
Морфолинсірке қышқылы гидразиді
46
3.2
Жаңа заттар синтезі
46
3.2.1
Морфолинсірке қышқылының N-бензоилгидразидін (2.4) синтездеу
46
3.2.2
Морфолинсірке қышқылының фенилгидразонын (2.6) синтездеу
46
3.2.3
Морфолинсірке қышқылының (п-Нитро)-фенилгидразонын (2.8) синтездеу
46
ҚОРЫТЫНДЫ
56
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
57
ҚОСЫМШАЛАР
60
КІРІСПЕ
Жұмыстың жалпы сипаттамасы. Бұл жұмыста морфолинсірке қышқылының жаңа туындылары синтезделді. Кейбір физико-химиялық параметрлері анықталды. ИҚ-спектроскопия әдісімен құрылыстары анықталды.
Жұмыстың өзектілігі: Өндірістік қолжетімді реагенттер негізінде жаңа биологиялық белсенді заттарды алу және іздестіріп табу. Базисті қосылыстар арасында биологиялық белсенді қосылыстарды синтездеуде азотты гетероциклдердің, яғни морфолиннің алатын орны ерекше.
Ғылыми жаңалығы: Алғашқы рет морфолин негізінде морфолинсірке қышқылының N-бензоилгидразиді, морфолинсірке қышқылының фенилгидразоны және (п-Нитро)-фенилгидразоны синтезделіп алынды.
Практикалық маңыздылығы: Қазіргі кезде микробқа қарсы белсенділігі бар химиялық қосылыстарды іздестіруді қосылыстың құрылысын жорамалдайтын ғылыми ұстанымдар мен сандық есептеулерге негізделіп, мақсатты синтез арқылы жүргізеді. Ғылыми зерттеулердің дамуына орай, бұл облысқа байланысты бірнеше бағыт бар, соның ішінде молекулаға фармакофорлы фрагментті енгізу болып табылады. Бұндай фрагменттерге гидразидтік топты жатқызуға болады. Гидразидтік қызмет атқаратын орынбасарлары бар азотты гетероциклдер практикалық пайдалы заттар синтезінде ыңғайлы синтон болып табылады. Гидразондар алыну әдісі жеңіл және биологиялық активтілігі алуан түрлі болғандықтан синтетикалық органикалық химияда кең қолданылады. Гидразид туындылары медициналық өндірісте туберкулезге қарсы, ісікке қарсы, гипотензивті, депрессияға қарсы, психотерапевті және басқа да қасиеттер көрсететін физиогиялық активті зат ретінде қолданылады. Осыған байланысты гидразид туындыларына назар аударып, гидразондар синтезіне ерекше қызығушылық білдірдік.
Ғылыми мәселенің шешу жолдарын бағалау: Гидразид пен гидразид туындыларын синтездеу және оларды зерттеу жұмыстары көптеп жүргізілген. Гидразондар алыну әдісі жеңіл және биологиялық активтілігі алуан түрлі болғандықтан синтетикалық органикалық химияда кең қолданылады.
Қазақстанда аминсірке қышқылдарының туындыларын зерттеу саласында жұмыстар Бектуров А.Б. атындағы химиялық ғылымдар институтында жүргізілуде. Сонымен қатар, әл-Фараби атындағы ҚазҰУ, органикалық заттар, табиғи қосылыстар және полимерлер химиясы мен химиялық технологиясы кафедрасында бірнеше жылдар аралығында Ахмедова Ш.С. басшылығымен осы бағытта көптеген жұмыстар жүргізілген.
Жұмыстың мақсаты: Морфолин негізінде жаңа гидразид туындыларын синтездеу, және реакциялық қабілетілігі мен құрылысын зерттеу болып табылады.
Жұмыcтың міндеттері:
1) Морфолинсірке қышқылы гидразидін синтездеу;
2) Морфолинсірке қышқылының N-бензоилгидразиді синтезі;
3) Морфолинсірке қышқылының фенилгидразоны синтезі;
4) Морфолинсірке қышқылының (п-Нитро)-фенилгидразоны синтезі;
5) Синтезделген қосылыстарды идентификациялау.
Зерттеу нысаны: Морфолинсірке қышқылы гидразиді, морфолинсірке қышқылының N-бензоилгидразиді, морфолинсірке қышқылының фенилгидразоны, морфолинсірке қышқылының (п-Нитро)-фенилгидразоны.
Басылымдары: Дипломдық жұмыстың нәтижелері Ғылым әлемі (2013ж), әл-Фараби әлемі (2014ж) атты конференцияларда бaяндaмa тезиcтері бaяндaлды, сондай-ақ, Студенттердің бизнес-инкубаторлар инновациялық жобалар көрмесінде ұсынылды.
1 ӘДЕБИ ШОЛУ
1.1 Гидразондардың алыну әдістері
Гидразондарды алудың ең жалпы әдісі гидразиндердің карбонильді қосылыстармен конденсациясы болып табылады. Гидразиннің, моно-, диорынбасқан гидразиндердің альдегид пен кетонмен әрекеттесуінің зерттелуі аналитикалық формаларды алудың оңтайлы жағдайын таңдау мақсатында болды. Ал механизмі кейінірек зерттеле бастады. Механизмнің зерттелуі карбонилді қосылысты бөлу мен анықтауда жиі қолданылатын семикарбазондар үлгісінде жүргізілді. Соңғы жылдардағы жұмыстарда бекітілгендей, суды ығыстырып,гидразон беретін гидразинокарбинол түзілуімен жүретін гидразиннің оксотопқа қосылуымен конденсация басталды. 1-сатыда протон гидразиннің азот атомынан карбонилді топтың оттегіне ығысады, 2-сатыда - екінші протонның элиминирленуі:
(1.1)
Бұл реакциялар қайтымды, дегенмен тепе-теңдік орнауы кәдімгі жағдайда гидразонға қарай бағытталады,сондықтан тіпті судың реакциялық сферадан шығуы міндетті емес. Бірақ егер де сол бір карбонилді қосылыстың әр түрлі гидразиндармен реакциясының аяқталғандығын салыстырса, екі жағдайда да фенилгидразон түзілуі семикарбазонға қарағанда толық болады. Мысалы α-карвонның фенилгидразинмен реакциясының су-спиртті ортада тепе-теңдік константасы 6·10-2, ал семикарбазидпен - 3,6·10-2 тең. 2,4-динитрофенилгидразон түзілгенде реакция қайтымдылығы байқалмады, оның себебі соңғының нашар еруіне байланысты.
Аралық карбинолгидразин түзілуін дәлелдейтін нәрсе - семикарбазидті карбонилді қосылыстардың бейтарап ерітінділеріне қосу УК және ИҚ-спектрлардағы карбонильді топқа тән жұтылудың тез төмендеуіне және ары қарай қайта пайда болған семикарбазонның жұтылуының баяу өсуіне әкеледі. Бұндай карбинолдың дегидратациясы реакция жылдамдығын анықтайтын қышқылдармен катализденеді, алайда қышқыл карбонильді қосылысты қосарланған қышқылға айналдырып, қосылысты жұмсартуы мүмкін. Қосылу сатысындағы тепе-теңдік дегидратацияға қарағанда тезірек орнайды, бейтарап және әлсіз негізді ерітінділерде конденсацияның жалпы жылдамдығы карбинолгидразиннің тепе-теңдік концентрациясы мен дегидратацияның жылдамдық константасы орындалуымен анықталады. Карбонильді компоненттің төмен концентрациясында жалпы жылдамдық екінші ретте болады, сол ретте дәл осы компоненттің жоғарғы концентрациясында карбинолгидразиннің концентрациясы үлкен болады, ал жалпы жылдамдық бірінші ретке қарай жақындайды. Сәйкесінше, әр түрлі нуклеофилділігі бар карбонильді қосылыстар жақын жалпы конденсация жылдамдығына ие бола алады [1].
Гаммет рН - семикарбазон түзілу жылдамдығы графигінің максимумын былай түсіндіргенде екі қарама-қарсы эффекттің орын алатынын айтты: қосылу реакциясының жалпы қышқылдық катализі мен бос азотты негіздің қосарланған қышқылға айналғанда концентрациясының кемуі. Дженкс жылдамдықты анықтайтын сатының өзгеруіне максимум жазды: егер рН-тың орташа және жоғары мәнінде ол қышқылдармен катализденген карбинолгидразин дегидратациясы болса, ал қышқыл ортада жылдамдық-анықтаушы ретінде бос негіздің қосылу сатысы болады. Максимум гидразиннің рКа-на жақын рН-та болады, ал байқалған жылдамдықтың кемуі қышқыл концентрациясын арттырғанда реакцияға қабілетті нуклеофилдің концентрациясы кемігенде орындалады. Жылдамдықты анықтайтын сатының өзгерісі бақылаудағы аралық қосылыстың (бейтарап ерітінді) тепе-теңдік концентрациясының жылдамдығынан аралық қосылыстың (қышқыл ерітінді) тұрақты концентрациясына тәуелді жылдамдығына сәйкес келеді. Бұл өзгеріс бос негіздің қосарланған қышқылға айналғандағы қосылу жылдамдығының үлкеюі нәтижесінде орындалады. Карбинолгидразин түзілгендегідей тез дегидратталған рН-та аралық жағдайдың тұрақты концентрациясы орнайды да қосылу сатысы жылдамдық-анықтаушы болады. Дженкс рН-жылдамдық графигінің екі болжанған жылдамдық-анықтаушы сатыға арналып есептелген рН-жылдамдық графиктерінің қосындысында жақсы орындалатынын көрсетті. Бұндай интерпретацияның дәлелі ретінде әр түрлі жолдармен семикарбазонның түзілуі рН-жылдамдық қисығы максимумының екі жағы бойынша да карбонильді қосылыстың құрылысына байланысты. Карбинолгидразиннің дегидратациясы мен семикарбазонға судың қосылуы арнайы және жалпы қышқылдық катализге ұшырағанын келесі реакциядан (1.2) байқауға болады:
Арнайы қышқылдық катализ:
(1.2)
Жалпы қышқылдық катализ:
(1.3)
Гидраксиламиннің карбонильді топқа қосылуы арнайы қышқылдық катализге аз тәуелді: әлсіз негіздің, яғни семикарбазидтің қосылуы арнайы және жалпы қышқылдық катализге ұшырайды. Семикарбазидтің орынбасқан бензальдегидке қосылғандағы протондалған карбинолды аралық құрылыстың рөлі теориялық түсінікке сәйкес келеді. Қышқылдық катализдің болжанған механизмі семикарбазидтің бір реттік шабуылы мен протонның карбонильді топқа көшуінен тұрады [14].
Семикарбазондардың түзілуі біріншілік ароматтык аминдердің нуклеофильдік катализіне де ұшыраған. Амин мен карбонильді қосылыстың әрекеттесуі, яғни Шифф негізінің түзілуі жылдамдықты анықтайтын саты болып табылады. Бұдан ары қарай семикарбазидтің Шифф негізіне қарай тез шабуылы басталып, нәтижесінде семикарбазон түзіледі. Шифф негізінің басқа да қайта аминдеу жағдайлары бар:
Екіншілік не үшіншілік аминдер емес, анилин қатысында озазон түзілуінің жылдамдығы артады. Бұл жерде де сол механизм орындалуы мүмкін. Азин, арилгидразон, ацилгидразон және т.б. түрлі карбонильді қосылыстартан алынатын гидразондар семикарбазонның түзілуі секілді жақсы зерттелмеген. Бірақ белгілі бір мәліметтер арқылы жоғарыда берілгендей механизм алуға болады. Мысалы, фенилгидразиннің қантқа әсері арқылы алынған озазон жалпы қышқылдық катализге ұшыраған. Қышқылдықты рН 5,4-ке жеткенде жылдамдық жоғарылайды, ары қарай рН-қа тәуелсіз. Буферлі ерітінділерінің бірнеше концентрациясына сәйкес рН-жылдамдық графиктерінің экстратегістелуі буфердің нөлдік концентрациясында Н3О+ арқылы келген аз катализді көрсетеді. Төмен рН-та арнайы қышқылдық катализдің болмауы келесіге нұсқайды: қышқыл ерітінділерде негіздің карбонильді топқа қосылуы - жылдамдықты анықтайтын саты болып табылады.
Карбонильді қосылыстармен конденсациясының салыстырмалы жылдамдығы гидроксиламин - семикарбазид - тиосемикарбазид қатарында төмендейді. Реакция жылдамдығының температуралық коэффициенті де осы ретпен кемиді, бұл берілген гидразиндердің салыстырмалы реакциялық қабілеті теңесетін температураның болғаны деген сөз [13].
Семикарбазидтердің пара-орынбасқан ацетофенонмен конденсациясының жылдамдығы семикарбазидтің рКа-на сәйкес рН-та электронакцепторлық топты қосқанда артады. ρ=+0,91болғанда жылдамдық коэффициентінің логарифмінің сызықтық корреляциясы ϭ Гаммет константасымен алынды. Реакциялық қабілеті жоғары кетондарда жоғарғы активтену энергиясы болады. 75%-қ этанолдағы бейтарап ерітіндідегі орынбасқан бензальдегид қатарының конденсациясы ϭ- ρ арақатынасына бағынбайды. Бұндай жағдайдағы жылдамдықты анықтайтын саты карбинолгидразин дегидратациясы болады. Пара-орынбасқан бензальдегидтердің семикарбазидпен реакциясының жеке сатыларында құрылысының жылдамдыққа және тепе-теңдік константаға әсерін Андерсон мен Джексон зерттеген. Бейтарап ерітінділерде жылдамдықты анықтайтын саты ретінде дегидратация болса, қосынды конденсация жылдамдығының коэффициенті карбинолгидразин түзілуінің тепе-теңдік константасы мен арнайы дегидратация жылдамдығының коэффициентінің туындысына тең. Карбинолгидразиннің түзілуі альдегидтегі электронакцепторлы орынбасарлармен жеңілдейді. Тепе-теңдік константасының логарифмі ρ=+0,81 болғанда ϭ Гаммет константасымен сызықтық корреляцияда орналасады. Алициклды кетондардағы сақина мөлшері семикарбазидпен жүретін конденсация жылдамдығына үлкен әсер береді. Циклогексанон рН=7 шамасында циклопентанон мен циклогептанонға қарағанда реакцияға қабілеттірек боп шықты. Бұның себебін авторлар бастапқы заттағы көміртектің тригональды атомынан тетраэдрлік аралық қосылысқа ауысуында көрінетін сақинаның ішкі кернеуінде деп түсіндіреді. Алифатикалық, алициклдық кетондардың семикарбазидпен реакциясының активтену энтропиясы рН=7 кезінде карбонильді қосылыстағы кернеулі циклмен симбатты өзгереді. Тиосемикарбазидпен конденсация кезінде бұндай корреляция орын алған емес. рН=7 кезінде қосынды жылдамдықтың температуралық коэффициенті карбинолгидразин түзілудің бос энергиясын және карбинолгидразин дегидратациясындағы активтенудің бос энергиясын түзетіндіктен, интерпретация жүргізбес бұрын әр жылдамдық константасының температуралық коэффициенті бөлінген болу керек.
Семикарбазондар түзілуінің салыстырмалы жылдамдықтары карбонильді қосылыстар қатарында былай кемиді: циклогексанон - ацетон - циклопентанон - фурфурол - бутанон - пинаколин - ацетофенон. Өкінішке орай, фенилгидразондар түзілу механизмі анық зерттеліп жүргізілмеген және карбонильді қосылыстың құрылысының реакциялық қабілетімен байланысы анықталмаған. Стро озазон түзілуі кезіндегі орынбасқан фенилгидразиндердің реакциялық қабілетін тұнбаның түзілу уақытымен анықтаған. Фенилгидразиннің бензол сақинасындағы орынбасар реакциялық қабілетке әсер етпейтін болып шықты. Салыстырмалы реті қанттың құрылысымен анықталады. Әр гидразин - карбонильді қосылыс жұбы үшін әдетте бастапқы гидразиннің рКа мәніне жақын реакциялық ортаның оңтайлы рН мәні бар. Егер фенилгидразин сірке қышқылы қатысында оңай әрекеттессе, онда 2,4 динитрофенилгидразин жақсы шығым шығу үшін минералды қышқылдардың қолданылуын талап етеді.
Гидразондар синтезіне көптеген әдістер мен әдістемелер қолданылады. Көбіне арасындағы ерекшеліктер қолданылатын еріткіштерге, катализаторларға, температалық жағдайларға, реакция ұзақтығына байланысты. Таңдалып алынатын жағдай бастапқы қолданылатын қосылыстар мен соңғы алынатын гидразонның қасиетіне байланысты. Арилгидразондар, семикарбазондар, тиосемикарбазондар және де көптеген арилгидразондар карбонильді қосылыстар ерітінділері мен гидразиндардың тікелей араласуынан-ақ алынады. Гидразин туындыларының сәйкес қышқылынан бірнеше тамшы немесе тұзының қосылуы процессті тездетеді. Еріткіш ретінде су, спирт, бензол, эфир, және т.б. қолданылады. Карбонильді қосылыстарды идентификациялауда 2,4-динитрофенилгидразинді қолдануды ұсынған Бреди күкірт қышқылы қатысындағы метанолды қолдануды ұсынса, Джонсон фосфор қышқылы қатысындағы этанолды, ал Паррик пен Расбур каталитикалық көлемдегі тұз қышқылы қатысындағы диметилформамидті не диметилсульфоксидті, Шайн каталитикалық көлемдегі тұз қышқылыны қосылған диглимді (диэтиленгликольдің диметил эфирі) ұсынды. Еріткіш, сонымен қатар катализатор ретінде диэтилфосфит қолдану ұсынылды. Ылғалдың ізі этилфосфорлы қышқылға (HO)2POC2H5 дейін гидролиздейді де, ал ол өз кезегінде гидразон түзілу реакциясының катализаторы болып табылады. Гидразонды алкилгидразиннен алғанда конденсацияның басқа әдістерін пайдалануға тура келеді, көбіне тепе-теңдікті жылжыту үшін реакциялық ортадан суды шығарып тастау керектігі жиі кездеседі. Альдегидтер пен кетондардың әр түрі гидразиндермен әрқалай әрекеттеседі. Формальдегид пен гидразин қосылғанда полимер түзіледі, ол азот атмосферасындағы вакуумда қыздырғанда жоғары реакциялық қабілетімен ерекшеленетін формальдазин түзеді.
CH2O + N2H4 -- − [−CH2−N=N−]n− --H2C=NN=CH2 (1.4)
Формальдегид фенилгидразинмен аномальды әректтеседі. Формальдегид пен фенилгидразиннің әр түрлі жағдайларда алынатын оннан аса реакция өнімдері белгілі. 1968 жылы ғана Иоффе мен Стопский формальдегид фенилгидразонын катализаторсыз бастапқы қосылыстардан алудың эфирлі ерітіндідегі реакциясын сипаттады. Алдында алынған қосылыстардың құрылысы бірнеше рет зерттелген, сонымен қатар олардың фенилгидразонның басқа фенилгидразон молекуласымен немесе формальдегидпен қосылғанда
түзетін конденсация өнімі екені анықталған [12].
Мысалы:
Формальдегидтің 4-нитрофенилгидразин мен 2,4-динитрофенилгидразин мен конденсация өнімі - гидразон түзеді. Альдегид пен кетонның артық мөлшерінде карбонильді қосылыс гидразинмен қосылғанда кейіннен азинге айналуы мүмкін гидразон түзіледі.
(1.7)
Бұл симметриялы және симметриялы емес азин алуға мүмкіндік береді.
(1.8)
(1.9)
Гидразин мен оның туындылары сәйкес гидразондар шығу үшін альдегид пен кетондармен ғана емес, басқа да карбонильді тобы бар қосылыстармен қосыла алады: альдегид- және кетоқышқылдар, альдегид- және кетоспирттер, қанықпаған альдегидтер мен кетондар, қанттар және т.б. Дикарбонильді қосылыстар (диальдегидтер,дикетондар, кетоальдегидтер) гидразин мен оның туындыларымен сатылы әрекеттеседі: бірінші бір карбонильді топпен, кейін басқасымен.
(1.10)
80%-к Этанолда тұз қышқылды гидразинмен бензилды 30минут қыздырғанда бензилдың моноазині былай түзіледі:
(1.11)
Фенилглиоксальға 2,4-динитрофенилгидразинмен әсер еткенде моно және дигидразондар түзіледі [7]:
(1.12)
1,3-, 1,4- немесе 1,5-Дикарбонильді қосылыстар гидразиндермен әрекеттескенде: а) полимер, б) екі молекула гидразин және екі молекула дикарбонильді қосылысы бар циклды қосылыс не в) бір молекула гидразин және бір молекула дикарбонильді қосылыстан тұратын циклды қосылыс түзіледі. Орынбасқан гидразиндерден моногидразондар,дигидразондар, ал кей жағдайда гетероциклды қосылыстар да түзіледі:
(1.13)
Карбонильді қосылыстардың гидразиндармен реакциясының бағыты жәнетүзілген өнімнің құрылысы жүргізіліп отырған конденсация жағдайларына - бастапқы заттардың арақатынасына, реагенттердің концентрациясына, катализатордың табиғаты мен оның болуына, ортаның қышқылдығына, температура мен реакция уақытына байланысты.
Бұны флавонның гидразин және оның туындыларымен реакциясынан байқауға болады. Егер қышқыл және бейтарап ортада флавон гидразоны түзілсе, әлсіз сілтілік ортада 2-оксихалкон гидразоны түзіледі, ал күшті сілтілік ортада пиразолин туындыларына циклденеді [20]:
(1.14)
Гидразонның орнына, жағдайға сәйкес, циклды өнімдердің шығуы дикарбонильді қосылыстар кезінде ғана емес, сонымен қатар α, β-қанықпаған кетондар мен альдегидтер, β-галоидкетондар, β-диметиламинокетондар, β-оксикетондар және т.б. жағдайларда да орын алады. Әдетте, аралық түзілетін гидразондарды алу не идентифицирлеу мүмкін емес.
(1.15)
α-галоид- және α-оксикетондар реакцияның құрылысы мен жағдайларына байланысты әр түрлі әрекеттеседі.
Гидразиндер мен арилгидразиндер қанттармен (альдоза, кетоза) гидразондар түзе алады, бірақ гидразиннің артық мөлшерінде озазондар түзіледі. Озазондар түзілу механизмі бірнеше рет талқыланған. Шемякин мен оның ғылыми тобы мәліметінше, озазондар α-оксикетондардан молекула ішілік тотықсыздандыру үрдісі нәтижесінде түзіледі.
(1.16)
Гидразиннің карбонильді қосылыстардың туындыларымен конденсациясы. Гидразин, оның моноорынбасқан және симметриялы емес диорынбасқандары карбонильді қосылыстармен ғана емес, сонымен қатар олардвң карбонильді топ бойынша туындыларымен гидразон түзе алады: тиокетондармен, азометиндермен, оксимдармен,азиндармен, және де гидразиннің басқа туындыларымен.
Тиокетондар. Тиоциклогексанон фенилгидразинмен 20 оС-та әрекеттесіп, нәтижесінде циклогексанон фенилгидразоны түзіледі. D-тиокамфора да осы әдіспен әрекеттеседі.
(1.17)
Азометиндер. Азометиндер не иминдер гидразиннің туындыларымен өте активті әрекеттеседі, ал кейбірі тіпті бастапқы карбонильді қосылыстан да жақсы әрекеттеседі. Осылай бензальдегид имині фенилгидразинмен тіпті сұйық аммиакта әрекеттеседі.
(1.18)
Ароматтық сипаттағы орынбасарлардың санының өсуі, әсіресе азот атомының, азометиндердің реакциялық қабілетінің төмендеуіне әкеледі. Бензофенон имині фенилгидразинмен 90 оС-та 40 секундта реакцияласса, ал ацетофенон анилы мен бензофенон анилы ұзақ қайнатуды қажет етеді.
(1.19)
Оксимдер. Оксимдер иминдерге ұқсас әрекеттеседі. Әдетте реакцияны этанолда, сірке қышқылы қатысында не тура сірке қышқылы ішінде қыздырып жүргізеді.
(1.20)
Дикетондардың бис-оксимы арилгидразиндермен әрекеттесіп, дикетон оксимгидразонын түзеді, бірақ дикарбонильді қосылыстың бис-гидразоны жиірек түзіледі [18]:
(1.21)
Нитросірке альдегидінің фенилгидразоны бәрінен де нитрометан мен сілтіден оңай алынатын 2-нитроацетальдоксимнен алған жақсы (метазон қышқылы): (1.22)
О-орынбасқан оксимдер де гидразинмен қосылып гидразон түзеді:
(1.23)
Гидразондар. Азиндер мен гидразондар да гидразинмен реакцияласуға қабілетті. Сонымен бірге гидразиннің бір қалдығы басқасымен орын басылады. Мысалы, ацетофенонның азины мен гидразоны фенилгидразиннің спиртті ерітіндісімен қайнағанда ацетофенон фенилгидразонын түзеді.
(1.24)
Көп жағдайда бұл реакция тек қышқыл қатысында ғана жүреді. Әдетте, арилгидразиндер гидразинді қанықпаған гидразоннан ығыстырып тастап арилгидразон түзеді, бірақ бір арилгидразиннің бензолдық сақинасында электронакцепторлық тобы аз болса, ол гидразоннан басқасын ығыстырады. Арилгидразиндер ацилгидразин мен ацилгидразонды ығыстырып шығаруға да қабілетті. Гидразин де, әсіресе сусыз, оның туындыларын ығыстыра алады.
Қайта гидразондау карбонильді қосылыстар әсерімен де жүре алады. Көбіне бұл мақсатта пирожүзім қышқылын қолданады.
(1.26)
Реакция тек молекулааралық қана емес, сонымен бірге молекулаішілік болып та жүре алады.
(1.27)
Ацетальдер мен кетальдер гидразин және оның туындыларымен карбонильді қосылыстар секілді оңай әрекеттеседі, тек су молекуласының орнына екі спирт молекуласы бөлініп шығады [6]:
(1.28)
Дәл осы әдіспен фурфурол және 5-нитрофурфурол диацетаттары әрекеттеседі, тотығуға бейім болғандықтан фурфурол орнына қолданылады.
(1.29)
Ортоэфирлер ацетальдер секілді гидразиндермен әрекеттесіп, алкоксигидразондар түзеді, ал олар ары қарай конденсирленіп, фармазондар береді.
(1.30)
гем-Дигалоидты қосылыстар гидразиндермен реакцияға оңай түседі, сонымен қатар қол жетімді қосылыс бола тұра, гидразондар синтезінде карбонильді қосылыстың орнын баса алады.
(1.31)
Хлораль динитрофенилгидразинмен карбонильді да, үшхлорметилді топ арқылы да әрекеттесіп, хлорглиоксальдың бис-2,4-динитрофенилгидразонын береді.
(1.32)
Диазоний тұзының метилді және метиленді топты құрайтын қосылыстармен байланысы. Молекулалары активтелген метилді немесе метиленді топтардан тұратын қосылыстар арилдиазоний тұздарымен әрекеттескенде арилгидразондар түзеді. Бұл байланысқа карбанион да қатысады, бірақ кейбір үлгілер үшін диазоний-катионының көміртегі атомына тікелей шабуылы ықтималырақ.
Алғаш рет Е. Мейер 1888 жылы фенилдиазонийхлоридтің малон эфирімен қосылғанда мезоксаль қышқылының диэтил эфирінің фенилгидразонын беретінін көрсетіп, осы әдісті сипаттап берді. Содан бері осы облыста көптеген зерттеулер жүргізілді. Активтендіргіш эффект бойынша X және Y орынбасарларын келесідей қатарға қойса болады [21].
Осы орынбасарлардың біреуі болғанының өзі заттың байланысу реакциясына түсуіне жеткіліксіз болып жатады, тек алифаттық нитроқосылыстар диазоний тұздарымен оңай әрекеттеседі. Пиридил, хинолил, тиазолил секілді гетероциклдық радикалдар, сонымен қатар үшіншілік сульфоний және төртіншілік аммоний топтары көміртектің сутекпен көршілес атомының байланысына айқын активтендіргіш әсер етеді. Диазоний тұздарының СН-қышқылдарымен әрекеттесу қабілеті бензол ядросындағы орынбасар табиғатына байланысты - бензол ядросында электронакцепторлық топ көп болған сайын, диазоний тұзы да активтірек болады. Бензол ядросындағы арилдиазоний тұздарының орынбасарлары диазотұздар активтілігіне әсері бойынша жоғарғыдай қатар түзеді.
Кетондар арилдиазоний тұздарымен байланысу реакциясына қиын түседі, бұл жағдайда да гидразон түзілу сатысында реакция аяқталып қалмайды.
Реакцияның бірінші сатысында түзілген гидразонда бастапқы кетонға қарағанда сутек атомының жылжымалылығы жоғарырақ метиндік тобы бар. Соңғы өнім ретінде мұнда - формазон. Кетоқосылыстардан бұл реакцияға пирожүзім қышқылы, хлорацетон, орынбасқан ацетофенондар қатыса алады. Бұл реакцияда 1,3-дикарбонилді қосылыстар, β-кетоқышқылдар, олардың эфирлері, амидтер, анилиндер, нитрилдер жақсы зерттелген. Бос β-кетоқышқылдар байланысқанда декарбоксилдеу жүреді (сульфоқышқылдарда сульфотоп сақталады).
Малон қышқылы, сондай-ақ оның эфирлері мен амидтері азобайланысу
реакциясына қатыса алады. Егер реакцияға қышқыл қатысса декарбоксилдеу жиі байқалады [22]. Арилсірке қышқылы мен α-арилкетондар арилдиазоний тұздарымен қиынырық әрекеттеседі және бензоилқұмырсқа қышқылының арилгидразондары және сәйкесінше, α-дикетондардың моноарилгидразондары түзіледі. Осы қосылыстардың нитротоптарын бензолды сақинаға енгізу реакцияның жүруін біршама жеңілдетеді. Осылай арилсірке қышқылдарының ішінен реакцияға 2,4-динитрофенилсірке қышқылы түседі.
(1.37)
Циансірке эфирі мен фенилдиазонийхлоридтің калий ацетаты қатысындағы әрекеттесуі нәтижесінде сандық шығыммен цианглиоксаль қышқылының этил эфирінің фенилгидразоны түзіледі:
(1.38)
Екі сульфанилді топтармен байланысқан метиленді топ та аналогиялық түрде әрекеттеседі. Арилдиазоний тұзы артық мөлшерде алынса да фенилгидразон түзіледі, жанама реакциялар жүрсе де формазон түзілуі байқалмайды.
(1.39)
Егер молекулада екі не бірнеше белсенді метиленді топтар болса, онда олардың бәрі байланысу реакциясына қатысады.
(1.40)
Электрон жетіспеген азотты гетероциклдердің метилді тобы (метилпиридин,метилхинальдин және т.б.) байланысқа түспейді, бірақ азагетероциклдің тотыққа не төртіншілік тұзға айналуы С-Н байланысының полярлығын жоғарылатады.
(1.41) (1.42)
Диазоний тұзының жылжымалы сутек атомынан тұратын қосылыстармен байланысу реакциясы көп жағдайда гидразондардың түзілуіне әкеледі, бұл Япп- Клингеманн реакциясы болып табылады. Реакцияның маңызы арилдиазоний тұздарының С-Н қышқылды қосылыстармен байланысқан кезде реакция жағдайында белгілі бір тобын жоғалтып, арилгидразонға айналатын азоқосылыстар түзілуінде [8]:
(1.43)
Бірінші мысал ретінде 2-метилацетосірке қышқылының этил эфирінен пирожүзім қышқылының этил эфирінің фенилгидразонын алу болды:
(1.44)
Ары қарай қосылыста екі орынбасардың біреуі - карбоксил тобы болса, онда ең бірінші болып оның өзі шығып кететіні анықталды. Реакцияда арилгидразонның түзілуінің механизмі жөнінде бірнеше ойлар айтылды.
(1.45)
Димроттың айтуы бойынша, реакцияға тек енолды формалар ғана қатысады, ал енол эфирі біріншілік өнім болып табылады. Соңғы өнім эфирдің қайта топтасуы нәтижесінде пайда болады:
(1.46)
Димроттың кезінде азокетондардың құрылысы байланысу реакциясының өнімі болып есептелді. Үлгілер қатарынан аралық О-азоқосылыстарды бөліп алғанда бұл схема дәлелденгендей болды. Алайда, қазір бұл механизм бойынша реакця ерекше жағдайларда ғана жүреді.
Бұл теориялар негізінде диазоний катионының карбанионға немесе жоғары электрондық тығыздығы бар көміртек атомына шабуылы туралы ойлар жатыр.
Япп-Клингеменн реакциясы көбіне қосылыстардың белсенді метинді топпен нитрозирленуіне ұқсайды, онда да ажырау жүреді. Реакцияның бірінші сатысы - азобайланысу [4]:
(1.47)
Ажырау сатысы келесі түрде болуы мүмкін:
(1.48)
Япп-Клингеманның бұл реакция механизмі аралық азоқосылыстардың бөлініп шығуымен дәлелденді. Егер реакцияны циклдық β-кетоэфирлермен жүргізсе, онда циклдың ажырауы жүреді [9]:
(1.49)
Басқа әдістер. Гидразиндердің қанықпаған қосылыстарға қосылуы. Гидразин мен оның орын басқандары ацетиленмен әрекеттесіп енгидразиндер түзеді. Енгидразондар көбіне тұрақсыз келеді және гидразондар мен азиндерге қайта топтасады.
(1.50)
Пропиол қышқылдарында конденсация декарбоксилдеу және циклденумен қоса жүреді.
(1.51)
Натрий гидразиді мен гидразин қоспасы 2,3-диметилбутадиенмен әрекеттесіп,
триметилакролеин азинін түзеді:
(1.52)
Гидразин мен оның орынбасқандары нитрилдермен амидразон деп аталатын аминогидразондар түзеді, ал динитрилдермен диамидразондар түзеді.
(1.53)
Амидразондар иминоэфирлер мен орынбасқан гидразиндердің әрекеттесуінен де түзіледі. Сонымен бірге алкокситоптың гидразиндік қалдыққа нуклеофилдік орынбасуы жүреді.
(1.54)
Карбэтоксигидразиннің диимидке жалғануы нәтижесінде амидразондар түзілетіні белгілі:
(1.55)
Орынбасу реакциялары. Ароматтық альдегидтердің азиндері азот қышқылының әсерінен нитрленеді: бензальдегид азинінен 4-нитробензальдегид азині мен араласқан бензальдегид пен 4-нитробензальдегид азині түзіледі. Ацетон фенилгидразонын нитрлеу ацетонның 2,4-динитрофенилгидразоны түзілуіне әкеледі, ал бромдағанда ацетон 4-бромфенилгидразоны түзіледі:
(1.56)
Альдегидтер гидразондарындағы α-сутекті атом айтарлықтай жылжымалы болғандықтан, галоид не азотоп оның орнын баса алады:
(1.57)
Альдегидтер гидразондары Манних реакциясында жылжымалы сутек атомы бар компонент бола алады:
(1.58)
Егер азот атомы ең болмағанда бір сутек атомымен байланысқан болса, онда азот атомы бойынша алкилдеу және ацилдеу реакцияларына ұшырай алады [17]:
(1.59)
(1.60)
1.2 Гидразондардың химиялық қасиеттері
Гидразондардың электрофилді реагенттермен реакциялары.
Алкилдеу, арилдеу, ацилдеу және галоидтау.
Алкилдеу. Орынбаспаған азоттың аминдік атомы бар гидразондар галоидтық алкилдер әсерінен симметрияланады да азиндерге айналады:
(1.61)
Реакциялық қоспаға спирттік сілтіні қосқанда дәл сондай нәтиже береді, алайда триэтиламин қатысында азоттың аминдік атомы бойынша алкилдеу өнімі түзіледі. Мұнда маңызды рөлді негіздің табиғаты емес, ерітіндінің рН-ы атқаратын болып тұр.
(1.62)
Моноорынбасқан гидразондар түзілу мақсатында галоидты алкилдерге қарағанда алкоксиэтилендер оңай реакцияласады. Аналогиялық түрде иминоэфирлер амидразондарды алкилдейді, бірақ бұл жағдайда реакция молекулаішілік циклденумен аяқталуы мүмкін [1].
Егер гидразон сұйық аммиактағы калий амиді әсерінен дианионға айналса, онда галоидті алкилдің алынған мөлшеріне байланысты моно- немесе диалкилгидразондар алуға болады.
(1.65)
Келтірілген мысалдан моноалкилгидразондардың диалкилгидразондарға дейін галоидпарафиндермен алкилдене алатынын көруге болады. Алкоксиэтилендердің моноалкилгидразондармен әрекеттесуі сілтілік агентсіз жүреді. Диазометан белгілі жағдайларда моноорынбасқан гидразондарды метиалкилгидразондарға айналдыра алады:
(1.66)
(1.67)
Негізділігі аздау арилгидразондар мен ацилгидразондар алдымен оларды аниондарға айналдырып барып алкилдейді. 1,ω-дигалоидалкандармен реакция моногалоидалкандармен жүргендей сәтті жүреді, екі электрофильді орталық та әрекеттеседі де диарил-1,ω-алкилидендигидразиндерді ң дигидразондары түзіледі.
Алкиларилгидразондардың шығымы реакция сұйық аммиакта жүргенде тіптен жақсы жүреді.
Арилдеу гидразондарды алкилдеуге қарағанда азырақ зерттелген, алайда жылжымалы атомы бар арилдерді пайдаланғанда айтарлықтай оңай жүреді. Кеңістікті күрделенген 2,4-динитрофенилгидразондарды осы кетонның орынбаспаған гидразондарының 2,4-динитрохлорбензолмен конденсациясы арқылы алу ұсынылады, сонымен қатар бұл реакцияны гидразондарды сандық анықтауда да қолдануға болады.
(1.68)
Ацетон азині пикрилхлоридпен этанолда әрекеттескенде ацетонның 2,4,6-үшнитрофенилгидразонын түзеді [23].
Ацилдеу. Гидразон молекуласындағы азоттың аминді атомында ең болмағанда бір сутек атомы болса, онда ацилдеу қалыпты жолмен өтеді де N-ацилгидразондар түзіледі. Ацилдеу қышқылдар, хлорангидридтер, эфирлер, алифаттық, алициклдық, ароматтық, гетероциклдық, карбонды, тиокарбонды және сульфоқышқылдардың тиоэфирлері әсерінен жүреді. Дицианкетон бензофенон гидразонын ацетилхлорид секілді оңай ацилдейді.
(1.69)
Орынбаспаған гидразондар қиындықсыз ацилгидразондарға айналады. Көптеген алкилгидразондар Шоттен-Баумен реакциясының талабы бойынша ацетил-, бензоил- және арилсульфонил алкилгидразондарға айналады. Арилгидразондарды ацилдеу біркелкі оңай жүреді, бірақ түзілетін арилацилгидразондар оңай гидролизденеді, сондықтан ацилденген гидразондардың орнына ацилгидразиндер мен карбонильді қосылыстар жиі бөлінеді. Синтез сәтті жүру үшін сусыз еріткіш (пиридин, эфир), артық ацилдеуші агент не катализатор (пиридин, ZnCl2) қолданылуы тиіс. Диарилформазондар қиын ацилденеді, және ациларилформазондардың шығымы көбіне төмен. Фенилозазондардың ацилденуі сәтті жүреді, гидразондық топтың екуін де ацилдеп шығуға болады [5].
(1.70)
(1.71)
Хинон арилгидразондарын ацилдегенде гидразондық форма қатаяды.
(1.72)
Нитрозирлеу және нитрлеу. Орынбаспаған гидразондар мен семикарбазондарға сірке қышқылы ерітіндісінде нитрит-ионымен әсер еткенде карбонильді қосылыс пен азид-ион түзіліп ыдырайды, ал концентрленген күкірт қышқылы ерітіндісінде сәйкес қышқылдардың амидтеріне әкелетін Шмидт типінің қайта топтасуы орын алады:
(1.73)
4-Метоксибензофенон гидразонының син- және анти-изомерлерінің қайта топтасуы кезінде изомерлі анилидтер бірдей арақатынаста түзіледі, сондықтан қай топтың көшетінін анықтау қиынға соғады, алайда осы кетон семикарбазонының изомерлі формаларымен жасалған тәжірибеде уреидотопқа анти-жағдайда тұрған топтың көшуге бейімірек екені көрінді. Берілген реакцияның практикалық алатын орны үлкен, себебі циклогексанон семикарбазонынан капролактам алынады. Моноалкилгидразондар азот қышқылымен не оның эфирлерімен біршама тұрақты N-нитрозотуындыларына дейін нитрозирленеді, ал арилгидразондар нитрозирлеуші агент әсерінен формазонның оксимді аналогы арилазоальдаксимдерге (нитрозазондар) айналады [24].
(1.74), (1.75)
Арилазоальдоксимдердің түзілуі аралық X қосылысы арқылы жүреді. Алғаш бұл қосылысқа С-нитрозоқосылыстардың құрылымы тән болған. Кейінірек Буш пен Кундер оның N-нитрозоарилгидразондар құрылымын көрсететінін дәлелдеді. Бензальазин азот және күкірт қышқылының қоспасының әсерінен тотыға ыдырауға ұшырайды, тек бөлшектеп 4- және 2-нитробензальдегид түзіп нитрленеді, ал егер реакцияны сірке ангидриді қатысында жүргізсе, тек бензальдегид пен 4-бензилиденамино-3,5-дифенил-1,2,4 -триазол түзіледі. Осылай нитрлеу карбонильді кампоненттің фенильді ядросында жүреді және азинді топ орто-пара бағыттаушы эффектке ие:
(1.76)
Альдегидтер арилгидразондары азот қышқылы қатысында нитрлеуге қарағанда тотығу реакцияларына бейімірек болып келеді. 2-формил-1-R-хиполипий перхлорат арилгидразондары димерлі өнімдерге дейін оңай тотығады.
Кетондар фенилгидразондары жұмсақ жағдайда азот қышқылымен немесе азот тотығымен азоттың аминді атомымен байланысқан фенил ядросына нитрленеді:
(1.77)
Гидразондардың карбонильді қосылыстармен реакциялары. Орынбаспаған гидразондар карбонильді қосылыстардың шабуылына азоттың аминдік атомы бойынша ұшырап азиндерге айналады. Бұл реакцияны көбіне симметриялы емес азиндер синтезіне жүргізеді.
(1.78)
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Дипломдық жұмыc 59 беттен, 7 cуреттен, 2 кеcтеден, 30 пaйдaлaнылғaн әдебиеттен тұрaды.
Жұмыстың мақсаты: Морфолин негізінде жаңа гидразид туындыларын синтездеу, және реакциялық қабілеттілігі мен құрылысын зерттеу болып табылады.
Жұмыcтың міндеттері:
1) Морфолинсірке қышқылы гидразидін синтездеу;
2) Морфолинсірке қышқылының N-бензоилгидразиді синтезі;
3) Морфолинсірке қышқылының фенилгидразоны синтезі;
4) Морфолинсірке қышқылының (п-Нитро)-фенилгидразоны синтезі;
5) Синтезделген қосылыстарды идентификациялау.
Зерттеу әдіcтері: ИҚ-спектроскопия, жұқа қабатты хроматография, қайта кристалдау.
Aлынғaн нәтижелері: Бұл дипломдық жұмыста морфолинсірке қышқылы этилэфирі негізінде морфолинсірке қышқылының гидразиді синтезделді және потенциалды активті морфолинсірке қышқылы гидразидінің жаңа туындылары алынды. Атап айтқанда, морфолинсірке қышқылының N-бензоилгидразиді, морфолинсірке қышқылының фенилгидразоны мен (п-Нитро)-фенилгидразоны синтезделіп алынды. Синтезделген қосылыстардың құрылысы ИҚ-спектроскопия әдісімен дәлелденді.
Практикалық маңыздылығы: Жаңа биологиялық активті заттарды алу мақсатындағы перспективті модельді қосылыстар гидразидтің туындылары болып табылады.
Алынған қосылыстар алыну әдісі жеңіл болып табылады және жоғары биологиялық активтілік көрсетеді деп күтілуде. Алдағы уақытта биологиялық белсенділігін зерттеуді қажет етеді.
Басылымдары: Дипломдық жұмыстың нәтижелері Ғылым әлемі (2013ж), әл-Фараби әлемі (2014ж) атты конференцияларда бaяндaмa тезиcтері бaяндaлды, сондай-ақ, Студенттердің бизнес-инкубаторлар инновациялық жобалар көрмесінде ұсынылды.
РЕФЕРАТ
Дипломнaя рaботa cоcтоит из 59 лиcтов, 30 иcпользовaнных иcточников, cодержит 7 риcунков, 2 тaблицы.
Цель рaботы: Синтезировать новые производные гидрозида на основе морфолина, и исследовать реакционные способности и структуру.
Зaдaчи рaботы:
1) Синтез гидразида морфолинуксусной кислоты;
2) Синтез N-бензоилгидразида морфолинуксусной кислоты;
3) Синтез фенилгидразон морфолинуксусной кислоты;
4) Синтез (п-Нитро)-фенилгидразон морфолинуксусной кислоты;
5) Идентификация синтезированных соединении.
Методы иccледовaния: ИК-спектроскопия, тонкослойная хроматография, перекристаллизация.
Полученные результaты: В результате дипломной работы на основе этилового эфира морфолинилуксусной кислоты был получен гидразид морфолинилуксусной кислоты и получены новые производные потенциально активного гидразида морфолинуксусной кислоты. Полученные соединения: N-бензоилгидразид морфолиноуксусной кислоты, фенилгидразон и (п-Нитро)-фенилгидразон морфолиноуксусной кислоты. С целью установления строения соединения проведен анализ с помощью ИК-спектроскопии.
Прaктичеcкое значение: Перспективными модельными соединениями в поиске новых биологически активных веществ являются производные гидразидов.
Способы получения полученных соединении являются легкими и ожидается, что покажет высокую биологическую активность. В будущем требуется исследовать биологическую активность.
Публикации: Результаты дипломной работы опубликованы в конференциях Мир науки (2013г), мир аль-Фараби (2014г), а так же, представлены на Выставке бизнес-инкубатор инновационных проектов студентов.
ABSTRACT
Diploma work consists of 59 pages, 7 figure, 2 tables and 30 references applications.
Purpose: Synthesis of new derivatives of morpholine and study the reactivity of the obtained compounds.
Objectives of the work:
1) Synthesis of acetic acid hydrazide morpholinе;
2) Synthesis of benzoyl hydrazide of morpholinе acetic acid;
3) Synthesis of phenylhydrazoneof morpholinе acetic acid;
4) Synthesis of (p-nitro)-phenylhydrazoneof morpholinе acetic acid;
5) Identification of the synthesized compounds.
Used methods and equipments: IR spectroscopy, thin layer chromatography, recrystallization.
Obtaining results: As a result of the diploma work on the basis of ethyl ether of morpholinyl acetic acid the hydrazide of morpholinyl acetic acid was got and the new derivatives of hydrazide of morpholinyl acetic acid and synthesized new derivatives potentially active hydrazide morpholine acetic acid. Namely, were synthesized N- benzoylhydrazide morpholineacetic acid phenylhydrazone morpholineacetic acid (p-nitro) phenylhydrazone. To establish the structure of the compound analysis of infrared spectroscopy was used.
Practical use: A promising model compounds in the search for new biologically active compounds are derivatives of hydrazides.
Methods for preparing the compound obtained are light and are expected to show high bioavailability. In the future, you want to explore the biological activity.
Source: The results of the thesis published in the conference "World of Science" (2013), "the world of al-Farabi" (2014), as well as, presented in the "Exhibition of the business incubator of innovative projects of students."
МАЗМҰНЫ
Реферат
2
Кіріспе
6
1
ӘДЕБИ ШОЛУ
8
1.1
Гидразондардың алыну әдістері
8
1.2
Гидразондардың химиялық қасиеттері
25
1.3
Гидразондардың биологиялық белсенділігі
38
2
ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
42
2.1
Алғашқы заттар синтезі
42
2.1.1
Морфолинсірке қышқылының гидразиді (2.2) синтезі
42
2.2
Жаңа заттар синтезі
43
2.2.1
Морфолинсірке қышқылының N-бензоилгидразиді (2.4) синтездеу
43
2.2.2
Морфолинсірке қышқылының (п-Нитро)-фенилгидразоны (2.6) синтездеу
44
2.2.3
Морфолинсірке қышқылы фенилгидразоны (2.8) синтездеу
45
3
ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ
46
3.1
Алғашқы заттар синтезі
46
3.1.1
Морфолинсірке қышқылы гидразиді
46
3.2
Жаңа заттар синтезі
46
3.2.1
Морфолинсірке қышқылының N-бензоилгидразидін (2.4) синтездеу
46
3.2.2
Морфолинсірке қышқылының фенилгидразонын (2.6) синтездеу
46
3.2.3
Морфолинсірке қышқылының (п-Нитро)-фенилгидразонын (2.8) синтездеу
46
ҚОРЫТЫНДЫ
56
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
57
ҚОСЫМШАЛАР
60
КІРІСПЕ
Жұмыстың жалпы сипаттамасы. Бұл жұмыста морфолинсірке қышқылының жаңа туындылары синтезделді. Кейбір физико-химиялық параметрлері анықталды. ИҚ-спектроскопия әдісімен құрылыстары анықталды.
Жұмыстың өзектілігі: Өндірістік қолжетімді реагенттер негізінде жаңа биологиялық белсенді заттарды алу және іздестіріп табу. Базисті қосылыстар арасында биологиялық белсенді қосылыстарды синтездеуде азотты гетероциклдердің, яғни морфолиннің алатын орны ерекше.
Ғылыми жаңалығы: Алғашқы рет морфолин негізінде морфолинсірке қышқылының N-бензоилгидразиді, морфолинсірке қышқылының фенилгидразоны және (п-Нитро)-фенилгидразоны синтезделіп алынды.
Практикалық маңыздылығы: Қазіргі кезде микробқа қарсы белсенділігі бар химиялық қосылыстарды іздестіруді қосылыстың құрылысын жорамалдайтын ғылыми ұстанымдар мен сандық есептеулерге негізделіп, мақсатты синтез арқылы жүргізеді. Ғылыми зерттеулердің дамуына орай, бұл облысқа байланысты бірнеше бағыт бар, соның ішінде молекулаға фармакофорлы фрагментті енгізу болып табылады. Бұндай фрагменттерге гидразидтік топты жатқызуға болады. Гидразидтік қызмет атқаратын орынбасарлары бар азотты гетероциклдер практикалық пайдалы заттар синтезінде ыңғайлы синтон болып табылады. Гидразондар алыну әдісі жеңіл және биологиялық активтілігі алуан түрлі болғандықтан синтетикалық органикалық химияда кең қолданылады. Гидразид туындылары медициналық өндірісте туберкулезге қарсы, ісікке қарсы, гипотензивті, депрессияға қарсы, психотерапевті және басқа да қасиеттер көрсететін физиогиялық активті зат ретінде қолданылады. Осыған байланысты гидразид туындыларына назар аударып, гидразондар синтезіне ерекше қызығушылық білдірдік.
Ғылыми мәселенің шешу жолдарын бағалау: Гидразид пен гидразид туындыларын синтездеу және оларды зерттеу жұмыстары көптеп жүргізілген. Гидразондар алыну әдісі жеңіл және биологиялық активтілігі алуан түрлі болғандықтан синтетикалық органикалық химияда кең қолданылады.
Қазақстанда аминсірке қышқылдарының туындыларын зерттеу саласында жұмыстар Бектуров А.Б. атындағы химиялық ғылымдар институтында жүргізілуде. Сонымен қатар, әл-Фараби атындағы ҚазҰУ, органикалық заттар, табиғи қосылыстар және полимерлер химиясы мен химиялық технологиясы кафедрасында бірнеше жылдар аралығында Ахмедова Ш.С. басшылығымен осы бағытта көптеген жұмыстар жүргізілген.
Жұмыстың мақсаты: Морфолин негізінде жаңа гидразид туындыларын синтездеу, және реакциялық қабілетілігі мен құрылысын зерттеу болып табылады.
Жұмыcтың міндеттері:
1) Морфолинсірке қышқылы гидразидін синтездеу;
2) Морфолинсірке қышқылының N-бензоилгидразиді синтезі;
3) Морфолинсірке қышқылының фенилгидразоны синтезі;
4) Морфолинсірке қышқылының (п-Нитро)-фенилгидразоны синтезі;
5) Синтезделген қосылыстарды идентификациялау.
Зерттеу нысаны: Морфолинсірке қышқылы гидразиді, морфолинсірке қышқылының N-бензоилгидразиді, морфолинсірке қышқылының фенилгидразоны, морфолинсірке қышқылының (п-Нитро)-фенилгидразоны.
Басылымдары: Дипломдық жұмыстың нәтижелері Ғылым әлемі (2013ж), әл-Фараби әлемі (2014ж) атты конференцияларда бaяндaмa тезиcтері бaяндaлды, сондай-ақ, Студенттердің бизнес-инкубаторлар инновациялық жобалар көрмесінде ұсынылды.
1 ӘДЕБИ ШОЛУ
1.1 Гидразондардың алыну әдістері
Гидразондарды алудың ең жалпы әдісі гидразиндердің карбонильді қосылыстармен конденсациясы болып табылады. Гидразиннің, моно-, диорынбасқан гидразиндердің альдегид пен кетонмен әрекеттесуінің зерттелуі аналитикалық формаларды алудың оңтайлы жағдайын таңдау мақсатында болды. Ал механизмі кейінірек зерттеле бастады. Механизмнің зерттелуі карбонилді қосылысты бөлу мен анықтауда жиі қолданылатын семикарбазондар үлгісінде жүргізілді. Соңғы жылдардағы жұмыстарда бекітілгендей, суды ығыстырып,гидразон беретін гидразинокарбинол түзілуімен жүретін гидразиннің оксотопқа қосылуымен конденсация басталды. 1-сатыда протон гидразиннің азот атомынан карбонилді топтың оттегіне ығысады, 2-сатыда - екінші протонның элиминирленуі:
(1.1)
Бұл реакциялар қайтымды, дегенмен тепе-теңдік орнауы кәдімгі жағдайда гидразонға қарай бағытталады,сондықтан тіпті судың реакциялық сферадан шығуы міндетті емес. Бірақ егер де сол бір карбонилді қосылыстың әр түрлі гидразиндармен реакциясының аяқталғандығын салыстырса, екі жағдайда да фенилгидразон түзілуі семикарбазонға қарағанда толық болады. Мысалы α-карвонның фенилгидразинмен реакциясының су-спиртті ортада тепе-теңдік константасы 6·10-2, ал семикарбазидпен - 3,6·10-2 тең. 2,4-динитрофенилгидразон түзілгенде реакция қайтымдылығы байқалмады, оның себебі соңғының нашар еруіне байланысты.
Аралық карбинолгидразин түзілуін дәлелдейтін нәрсе - семикарбазидті карбонилді қосылыстардың бейтарап ерітінділеріне қосу УК және ИҚ-спектрлардағы карбонильді топқа тән жұтылудың тез төмендеуіне және ары қарай қайта пайда болған семикарбазонның жұтылуының баяу өсуіне әкеледі. Бұндай карбинолдың дегидратациясы реакция жылдамдығын анықтайтын қышқылдармен катализденеді, алайда қышқыл карбонильді қосылысты қосарланған қышқылға айналдырып, қосылысты жұмсартуы мүмкін. Қосылу сатысындағы тепе-теңдік дегидратацияға қарағанда тезірек орнайды, бейтарап және әлсіз негізді ерітінділерде конденсацияның жалпы жылдамдығы карбинолгидразиннің тепе-теңдік концентрациясы мен дегидратацияның жылдамдық константасы орындалуымен анықталады. Карбонильді компоненттің төмен концентрациясында жалпы жылдамдық екінші ретте болады, сол ретте дәл осы компоненттің жоғарғы концентрациясында карбинолгидразиннің концентрациясы үлкен болады, ал жалпы жылдамдық бірінші ретке қарай жақындайды. Сәйкесінше, әр түрлі нуклеофилділігі бар карбонильді қосылыстар жақын жалпы конденсация жылдамдығына ие бола алады [1].
Гаммет рН - семикарбазон түзілу жылдамдығы графигінің максимумын былай түсіндіргенде екі қарама-қарсы эффекттің орын алатынын айтты: қосылу реакциясының жалпы қышқылдық катализі мен бос азотты негіздің қосарланған қышқылға айналғанда концентрациясының кемуі. Дженкс жылдамдықты анықтайтын сатының өзгеруіне максимум жазды: егер рН-тың орташа және жоғары мәнінде ол қышқылдармен катализденген карбинолгидразин дегидратациясы болса, ал қышқыл ортада жылдамдық-анықтаушы ретінде бос негіздің қосылу сатысы болады. Максимум гидразиннің рКа-на жақын рН-та болады, ал байқалған жылдамдықтың кемуі қышқыл концентрациясын арттырғанда реакцияға қабілетті нуклеофилдің концентрациясы кемігенде орындалады. Жылдамдықты анықтайтын сатының өзгерісі бақылаудағы аралық қосылыстың (бейтарап ерітінді) тепе-теңдік концентрациясының жылдамдығынан аралық қосылыстың (қышқыл ерітінді) тұрақты концентрациясына тәуелді жылдамдығына сәйкес келеді. Бұл өзгеріс бос негіздің қосарланған қышқылға айналғандағы қосылу жылдамдығының үлкеюі нәтижесінде орындалады. Карбинолгидразин түзілгендегідей тез дегидратталған рН-та аралық жағдайдың тұрақты концентрациясы орнайды да қосылу сатысы жылдамдық-анықтаушы болады. Дженкс рН-жылдамдық графигінің екі болжанған жылдамдық-анықтаушы сатыға арналып есептелген рН-жылдамдық графиктерінің қосындысында жақсы орындалатынын көрсетті. Бұндай интерпретацияның дәлелі ретінде әр түрлі жолдармен семикарбазонның түзілуі рН-жылдамдық қисығы максимумының екі жағы бойынша да карбонильді қосылыстың құрылысына байланысты. Карбинолгидразиннің дегидратациясы мен семикарбазонға судың қосылуы арнайы және жалпы қышқылдық катализге ұшырағанын келесі реакциядан (1.2) байқауға болады:
Арнайы қышқылдық катализ:
(1.2)
Жалпы қышқылдық катализ:
(1.3)
Гидраксиламиннің карбонильді топқа қосылуы арнайы қышқылдық катализге аз тәуелді: әлсіз негіздің, яғни семикарбазидтің қосылуы арнайы және жалпы қышқылдық катализге ұшырайды. Семикарбазидтің орынбасқан бензальдегидке қосылғандағы протондалған карбинолды аралық құрылыстың рөлі теориялық түсінікке сәйкес келеді. Қышқылдық катализдің болжанған механизмі семикарбазидтің бір реттік шабуылы мен протонның карбонильді топқа көшуінен тұрады [14].
Семикарбазондардың түзілуі біріншілік ароматтык аминдердің нуклеофильдік катализіне де ұшыраған. Амин мен карбонильді қосылыстың әрекеттесуі, яғни Шифф негізінің түзілуі жылдамдықты анықтайтын саты болып табылады. Бұдан ары қарай семикарбазидтің Шифф негізіне қарай тез шабуылы басталып, нәтижесінде семикарбазон түзіледі. Шифф негізінің басқа да қайта аминдеу жағдайлары бар:
Екіншілік не үшіншілік аминдер емес, анилин қатысында озазон түзілуінің жылдамдығы артады. Бұл жерде де сол механизм орындалуы мүмкін. Азин, арилгидразон, ацилгидразон және т.б. түрлі карбонильді қосылыстартан алынатын гидразондар семикарбазонның түзілуі секілді жақсы зерттелмеген. Бірақ белгілі бір мәліметтер арқылы жоғарыда берілгендей механизм алуға болады. Мысалы, фенилгидразиннің қантқа әсері арқылы алынған озазон жалпы қышқылдық катализге ұшыраған. Қышқылдықты рН 5,4-ке жеткенде жылдамдық жоғарылайды, ары қарай рН-қа тәуелсіз. Буферлі ерітінділерінің бірнеше концентрациясына сәйкес рН-жылдамдық графиктерінің экстратегістелуі буфердің нөлдік концентрациясында Н3О+ арқылы келген аз катализді көрсетеді. Төмен рН-та арнайы қышқылдық катализдің болмауы келесіге нұсқайды: қышқыл ерітінділерде негіздің карбонильді топқа қосылуы - жылдамдықты анықтайтын саты болып табылады.
Карбонильді қосылыстармен конденсациясының салыстырмалы жылдамдығы гидроксиламин - семикарбазид - тиосемикарбазид қатарында төмендейді. Реакция жылдамдығының температуралық коэффициенті де осы ретпен кемиді, бұл берілген гидразиндердің салыстырмалы реакциялық қабілеті теңесетін температураның болғаны деген сөз [13].
Семикарбазидтердің пара-орынбасқан ацетофенонмен конденсациясының жылдамдығы семикарбазидтің рКа-на сәйкес рН-та электронакцепторлық топты қосқанда артады. ρ=+0,91болғанда жылдамдық коэффициентінің логарифмінің сызықтық корреляциясы ϭ Гаммет константасымен алынды. Реакциялық қабілеті жоғары кетондарда жоғарғы активтену энергиясы болады. 75%-қ этанолдағы бейтарап ерітіндідегі орынбасқан бензальдегид қатарының конденсациясы ϭ- ρ арақатынасына бағынбайды. Бұндай жағдайдағы жылдамдықты анықтайтын саты карбинолгидразин дегидратациясы болады. Пара-орынбасқан бензальдегидтердің семикарбазидпен реакциясының жеке сатыларында құрылысының жылдамдыққа және тепе-теңдік константаға әсерін Андерсон мен Джексон зерттеген. Бейтарап ерітінділерде жылдамдықты анықтайтын саты ретінде дегидратация болса, қосынды конденсация жылдамдығының коэффициенті карбинолгидразин түзілуінің тепе-теңдік константасы мен арнайы дегидратация жылдамдығының коэффициентінің туындысына тең. Карбинолгидразиннің түзілуі альдегидтегі электронакцепторлы орынбасарлармен жеңілдейді. Тепе-теңдік константасының логарифмі ρ=+0,81 болғанда ϭ Гаммет константасымен сызықтық корреляцияда орналасады. Алициклды кетондардағы сақина мөлшері семикарбазидпен жүретін конденсация жылдамдығына үлкен әсер береді. Циклогексанон рН=7 шамасында циклопентанон мен циклогептанонға қарағанда реакцияға қабілеттірек боп шықты. Бұның себебін авторлар бастапқы заттағы көміртектің тригональды атомынан тетраэдрлік аралық қосылысқа ауысуында көрінетін сақинаның ішкі кернеуінде деп түсіндіреді. Алифатикалық, алициклдық кетондардың семикарбазидпен реакциясының активтену энтропиясы рН=7 кезінде карбонильді қосылыстағы кернеулі циклмен симбатты өзгереді. Тиосемикарбазидпен конденсация кезінде бұндай корреляция орын алған емес. рН=7 кезінде қосынды жылдамдықтың температуралық коэффициенті карбинолгидразин түзілудің бос энергиясын және карбинолгидразин дегидратациясындағы активтенудің бос энергиясын түзетіндіктен, интерпретация жүргізбес бұрын әр жылдамдық константасының температуралық коэффициенті бөлінген болу керек.
Семикарбазондар түзілуінің салыстырмалы жылдамдықтары карбонильді қосылыстар қатарында былай кемиді: циклогексанон - ацетон - циклопентанон - фурфурол - бутанон - пинаколин - ацетофенон. Өкінішке орай, фенилгидразондар түзілу механизмі анық зерттеліп жүргізілмеген және карбонильді қосылыстың құрылысының реакциялық қабілетімен байланысы анықталмаған. Стро озазон түзілуі кезіндегі орынбасқан фенилгидразиндердің реакциялық қабілетін тұнбаның түзілу уақытымен анықтаған. Фенилгидразиннің бензол сақинасындағы орынбасар реакциялық қабілетке әсер етпейтін болып шықты. Салыстырмалы реті қанттың құрылысымен анықталады. Әр гидразин - карбонильді қосылыс жұбы үшін әдетте бастапқы гидразиннің рКа мәніне жақын реакциялық ортаның оңтайлы рН мәні бар. Егер фенилгидразин сірке қышқылы қатысында оңай әрекеттессе, онда 2,4 динитрофенилгидразин жақсы шығым шығу үшін минералды қышқылдардың қолданылуын талап етеді.
Гидразондар синтезіне көптеген әдістер мен әдістемелер қолданылады. Көбіне арасындағы ерекшеліктер қолданылатын еріткіштерге, катализаторларға, температалық жағдайларға, реакция ұзақтығына байланысты. Таңдалып алынатын жағдай бастапқы қолданылатын қосылыстар мен соңғы алынатын гидразонның қасиетіне байланысты. Арилгидразондар, семикарбазондар, тиосемикарбазондар және де көптеген арилгидразондар карбонильді қосылыстар ерітінділері мен гидразиндардың тікелей араласуынан-ақ алынады. Гидразин туындыларының сәйкес қышқылынан бірнеше тамшы немесе тұзының қосылуы процессті тездетеді. Еріткіш ретінде су, спирт, бензол, эфир, және т.б. қолданылады. Карбонильді қосылыстарды идентификациялауда 2,4-динитрофенилгидразинді қолдануды ұсынған Бреди күкірт қышқылы қатысындағы метанолды қолдануды ұсынса, Джонсон фосфор қышқылы қатысындағы этанолды, ал Паррик пен Расбур каталитикалық көлемдегі тұз қышқылы қатысындағы диметилформамидті не диметилсульфоксидті, Шайн каталитикалық көлемдегі тұз қышқылыны қосылған диглимді (диэтиленгликольдің диметил эфирі) ұсынды. Еріткіш, сонымен қатар катализатор ретінде диэтилфосфит қолдану ұсынылды. Ылғалдың ізі этилфосфорлы қышқылға (HO)2POC2H5 дейін гидролиздейді де, ал ол өз кезегінде гидразон түзілу реакциясының катализаторы болып табылады. Гидразонды алкилгидразиннен алғанда конденсацияның басқа әдістерін пайдалануға тура келеді, көбіне тепе-теңдікті жылжыту үшін реакциялық ортадан суды шығарып тастау керектігі жиі кездеседі. Альдегидтер пен кетондардың әр түрі гидразиндермен әрқалай әрекеттеседі. Формальдегид пен гидразин қосылғанда полимер түзіледі, ол азот атмосферасындағы вакуумда қыздырғанда жоғары реакциялық қабілетімен ерекшеленетін формальдазин түзеді.
CH2O + N2H4 -- − [−CH2−N=N−]n− --H2C=NN=CH2 (1.4)
Формальдегид фенилгидразинмен аномальды әректтеседі. Формальдегид пен фенилгидразиннің әр түрлі жағдайларда алынатын оннан аса реакция өнімдері белгілі. 1968 жылы ғана Иоффе мен Стопский формальдегид фенилгидразонын катализаторсыз бастапқы қосылыстардан алудың эфирлі ерітіндідегі реакциясын сипаттады. Алдында алынған қосылыстардың құрылысы бірнеше рет зерттелген, сонымен қатар олардың фенилгидразонның басқа фенилгидразон молекуласымен немесе формальдегидпен қосылғанда
түзетін конденсация өнімі екені анықталған [12].
Мысалы:
Формальдегидтің 4-нитрофенилгидразин мен 2,4-динитрофенилгидразин мен конденсация өнімі - гидразон түзеді. Альдегид пен кетонның артық мөлшерінде карбонильді қосылыс гидразинмен қосылғанда кейіннен азинге айналуы мүмкін гидразон түзіледі.
(1.7)
Бұл симметриялы және симметриялы емес азин алуға мүмкіндік береді.
(1.8)
(1.9)
Гидразин мен оның туындылары сәйкес гидразондар шығу үшін альдегид пен кетондармен ғана емес, басқа да карбонильді тобы бар қосылыстармен қосыла алады: альдегид- және кетоқышқылдар, альдегид- және кетоспирттер, қанықпаған альдегидтер мен кетондар, қанттар және т.б. Дикарбонильді қосылыстар (диальдегидтер,дикетондар, кетоальдегидтер) гидразин мен оның туындыларымен сатылы әрекеттеседі: бірінші бір карбонильді топпен, кейін басқасымен.
(1.10)
80%-к Этанолда тұз қышқылды гидразинмен бензилды 30минут қыздырғанда бензилдың моноазині былай түзіледі:
(1.11)
Фенилглиоксальға 2,4-динитрофенилгидразинмен әсер еткенде моно және дигидразондар түзіледі [7]:
(1.12)
1,3-, 1,4- немесе 1,5-Дикарбонильді қосылыстар гидразиндермен әрекеттескенде: а) полимер, б) екі молекула гидразин және екі молекула дикарбонильді қосылысы бар циклды қосылыс не в) бір молекула гидразин және бір молекула дикарбонильді қосылыстан тұратын циклды қосылыс түзіледі. Орынбасқан гидразиндерден моногидразондар,дигидразондар, ал кей жағдайда гетероциклды қосылыстар да түзіледі:
(1.13)
Карбонильді қосылыстардың гидразиндармен реакциясының бағыты жәнетүзілген өнімнің құрылысы жүргізіліп отырған конденсация жағдайларына - бастапқы заттардың арақатынасына, реагенттердің концентрациясына, катализатордың табиғаты мен оның болуына, ортаның қышқылдығына, температура мен реакция уақытына байланысты.
Бұны флавонның гидразин және оның туындыларымен реакциясынан байқауға болады. Егер қышқыл және бейтарап ортада флавон гидразоны түзілсе, әлсіз сілтілік ортада 2-оксихалкон гидразоны түзіледі, ал күшті сілтілік ортада пиразолин туындыларына циклденеді [20]:
(1.14)
Гидразонның орнына, жағдайға сәйкес, циклды өнімдердің шығуы дикарбонильді қосылыстар кезінде ғана емес, сонымен қатар α, β-қанықпаған кетондар мен альдегидтер, β-галоидкетондар, β-диметиламинокетондар, β-оксикетондар және т.б. жағдайларда да орын алады. Әдетте, аралық түзілетін гидразондарды алу не идентифицирлеу мүмкін емес.
(1.15)
α-галоид- және α-оксикетондар реакцияның құрылысы мен жағдайларына байланысты әр түрлі әрекеттеседі.
Гидразиндер мен арилгидразиндер қанттармен (альдоза, кетоза) гидразондар түзе алады, бірақ гидразиннің артық мөлшерінде озазондар түзіледі. Озазондар түзілу механизмі бірнеше рет талқыланған. Шемякин мен оның ғылыми тобы мәліметінше, озазондар α-оксикетондардан молекула ішілік тотықсыздандыру үрдісі нәтижесінде түзіледі.
(1.16)
Гидразиннің карбонильді қосылыстардың туындыларымен конденсациясы. Гидразин, оның моноорынбасқан және симметриялы емес диорынбасқандары карбонильді қосылыстармен ғана емес, сонымен қатар олардвң карбонильді топ бойынша туындыларымен гидразон түзе алады: тиокетондармен, азометиндермен, оксимдармен,азиндармен, және де гидразиннің басқа туындыларымен.
Тиокетондар. Тиоциклогексанон фенилгидразинмен 20 оС-та әрекеттесіп, нәтижесінде циклогексанон фенилгидразоны түзіледі. D-тиокамфора да осы әдіспен әрекеттеседі.
(1.17)
Азометиндер. Азометиндер не иминдер гидразиннің туындыларымен өте активті әрекеттеседі, ал кейбірі тіпті бастапқы карбонильді қосылыстан да жақсы әрекеттеседі. Осылай бензальдегид имині фенилгидразинмен тіпті сұйық аммиакта әрекеттеседі.
(1.18)
Ароматтық сипаттағы орынбасарлардың санының өсуі, әсіресе азот атомының, азометиндердің реакциялық қабілетінің төмендеуіне әкеледі. Бензофенон имині фенилгидразинмен 90 оС-та 40 секундта реакцияласса, ал ацетофенон анилы мен бензофенон анилы ұзақ қайнатуды қажет етеді.
(1.19)
Оксимдер. Оксимдер иминдерге ұқсас әрекеттеседі. Әдетте реакцияны этанолда, сірке қышқылы қатысында не тура сірке қышқылы ішінде қыздырып жүргізеді.
(1.20)
Дикетондардың бис-оксимы арилгидразиндермен әрекеттесіп, дикетон оксимгидразонын түзеді, бірақ дикарбонильді қосылыстың бис-гидразоны жиірек түзіледі [18]:
(1.21)
Нитросірке альдегидінің фенилгидразоны бәрінен де нитрометан мен сілтіден оңай алынатын 2-нитроацетальдоксимнен алған жақсы (метазон қышқылы): (1.22)
О-орынбасқан оксимдер де гидразинмен қосылып гидразон түзеді:
(1.23)
Гидразондар. Азиндер мен гидразондар да гидразинмен реакцияласуға қабілетті. Сонымен бірге гидразиннің бір қалдығы басқасымен орын басылады. Мысалы, ацетофенонның азины мен гидразоны фенилгидразиннің спиртті ерітіндісімен қайнағанда ацетофенон фенилгидразонын түзеді.
(1.24)
Көп жағдайда бұл реакция тек қышқыл қатысында ғана жүреді. Әдетте, арилгидразиндер гидразинді қанықпаған гидразоннан ығыстырып тастап арилгидразон түзеді, бірақ бір арилгидразиннің бензолдық сақинасында электронакцепторлық тобы аз болса, ол гидразоннан басқасын ығыстырады. Арилгидразиндер ацилгидразин мен ацилгидразонды ығыстырып шығаруға да қабілетті. Гидразин де, әсіресе сусыз, оның туындыларын ығыстыра алады.
Қайта гидразондау карбонильді қосылыстар әсерімен де жүре алады. Көбіне бұл мақсатта пирожүзім қышқылын қолданады.
(1.26)
Реакция тек молекулааралық қана емес, сонымен бірге молекулаішілік болып та жүре алады.
(1.27)
Ацетальдер мен кетальдер гидразин және оның туындыларымен карбонильді қосылыстар секілді оңай әрекеттеседі, тек су молекуласының орнына екі спирт молекуласы бөлініп шығады [6]:
(1.28)
Дәл осы әдіспен фурфурол және 5-нитрофурфурол диацетаттары әрекеттеседі, тотығуға бейім болғандықтан фурфурол орнына қолданылады.
(1.29)
Ортоэфирлер ацетальдер секілді гидразиндермен әрекеттесіп, алкоксигидразондар түзеді, ал олар ары қарай конденсирленіп, фармазондар береді.
(1.30)
гем-Дигалоидты қосылыстар гидразиндермен реакцияға оңай түседі, сонымен қатар қол жетімді қосылыс бола тұра, гидразондар синтезінде карбонильді қосылыстың орнын баса алады.
(1.31)
Хлораль динитрофенилгидразинмен карбонильді да, үшхлорметилді топ арқылы да әрекеттесіп, хлорглиоксальдың бис-2,4-динитрофенилгидразонын береді.
(1.32)
Диазоний тұзының метилді және метиленді топты құрайтын қосылыстармен байланысы. Молекулалары активтелген метилді немесе метиленді топтардан тұратын қосылыстар арилдиазоний тұздарымен әрекеттескенде арилгидразондар түзеді. Бұл байланысқа карбанион да қатысады, бірақ кейбір үлгілер үшін диазоний-катионының көміртегі атомына тікелей шабуылы ықтималырақ.
Алғаш рет Е. Мейер 1888 жылы фенилдиазонийхлоридтің малон эфирімен қосылғанда мезоксаль қышқылының диэтил эфирінің фенилгидразонын беретінін көрсетіп, осы әдісті сипаттап берді. Содан бері осы облыста көптеген зерттеулер жүргізілді. Активтендіргіш эффект бойынша X және Y орынбасарларын келесідей қатарға қойса болады [21].
Осы орынбасарлардың біреуі болғанының өзі заттың байланысу реакциясына түсуіне жеткіліксіз болып жатады, тек алифаттық нитроқосылыстар диазоний тұздарымен оңай әрекеттеседі. Пиридил, хинолил, тиазолил секілді гетероциклдық радикалдар, сонымен қатар үшіншілік сульфоний және төртіншілік аммоний топтары көміртектің сутекпен көршілес атомының байланысына айқын активтендіргіш әсер етеді. Диазоний тұздарының СН-қышқылдарымен әрекеттесу қабілеті бензол ядросындағы орынбасар табиғатына байланысты - бензол ядросында электронакцепторлық топ көп болған сайын, диазоний тұзы да активтірек болады. Бензол ядросындағы арилдиазоний тұздарының орынбасарлары диазотұздар активтілігіне әсері бойынша жоғарғыдай қатар түзеді.
Кетондар арилдиазоний тұздарымен байланысу реакциясына қиын түседі, бұл жағдайда да гидразон түзілу сатысында реакция аяқталып қалмайды.
Реакцияның бірінші сатысында түзілген гидразонда бастапқы кетонға қарағанда сутек атомының жылжымалылығы жоғарырақ метиндік тобы бар. Соңғы өнім ретінде мұнда - формазон. Кетоқосылыстардан бұл реакцияға пирожүзім қышқылы, хлорацетон, орынбасқан ацетофенондар қатыса алады. Бұл реакцияда 1,3-дикарбонилді қосылыстар, β-кетоқышқылдар, олардың эфирлері, амидтер, анилиндер, нитрилдер жақсы зерттелген. Бос β-кетоқышқылдар байланысқанда декарбоксилдеу жүреді (сульфоқышқылдарда сульфотоп сақталады).
Малон қышқылы, сондай-ақ оның эфирлері мен амидтері азобайланысу
реакциясына қатыса алады. Егер реакцияға қышқыл қатысса декарбоксилдеу жиі байқалады [22]. Арилсірке қышқылы мен α-арилкетондар арилдиазоний тұздарымен қиынырық әрекеттеседі және бензоилқұмырсқа қышқылының арилгидразондары және сәйкесінше, α-дикетондардың моноарилгидразондары түзіледі. Осы қосылыстардың нитротоптарын бензолды сақинаға енгізу реакцияның жүруін біршама жеңілдетеді. Осылай арилсірке қышқылдарының ішінен реакцияға 2,4-динитрофенилсірке қышқылы түседі.
(1.37)
Циансірке эфирі мен фенилдиазонийхлоридтің калий ацетаты қатысындағы әрекеттесуі нәтижесінде сандық шығыммен цианглиоксаль қышқылының этил эфирінің фенилгидразоны түзіледі:
(1.38)
Екі сульфанилді топтармен байланысқан метиленді топ та аналогиялық түрде әрекеттеседі. Арилдиазоний тұзы артық мөлшерде алынса да фенилгидразон түзіледі, жанама реакциялар жүрсе де формазон түзілуі байқалмайды.
(1.39)
Егер молекулада екі не бірнеше белсенді метиленді топтар болса, онда олардың бәрі байланысу реакциясына қатысады.
(1.40)
Электрон жетіспеген азотты гетероциклдердің метилді тобы (метилпиридин,метилхинальдин және т.б.) байланысқа түспейді, бірақ азагетероциклдің тотыққа не төртіншілік тұзға айналуы С-Н байланысының полярлығын жоғарылатады.
(1.41) (1.42)
Диазоний тұзының жылжымалы сутек атомынан тұратын қосылыстармен байланысу реакциясы көп жағдайда гидразондардың түзілуіне әкеледі, бұл Япп- Клингеманн реакциясы болып табылады. Реакцияның маңызы арилдиазоний тұздарының С-Н қышқылды қосылыстармен байланысқан кезде реакция жағдайында белгілі бір тобын жоғалтып, арилгидразонға айналатын азоқосылыстар түзілуінде [8]:
(1.43)
Бірінші мысал ретінде 2-метилацетосірке қышқылының этил эфирінен пирожүзім қышқылының этил эфирінің фенилгидразонын алу болды:
(1.44)
Ары қарай қосылыста екі орынбасардың біреуі - карбоксил тобы болса, онда ең бірінші болып оның өзі шығып кететіні анықталды. Реакцияда арилгидразонның түзілуінің механизмі жөнінде бірнеше ойлар айтылды.
(1.45)
Димроттың айтуы бойынша, реакцияға тек енолды формалар ғана қатысады, ал енол эфирі біріншілік өнім болып табылады. Соңғы өнім эфирдің қайта топтасуы нәтижесінде пайда болады:
(1.46)
Димроттың кезінде азокетондардың құрылысы байланысу реакциясының өнімі болып есептелді. Үлгілер қатарынан аралық О-азоқосылыстарды бөліп алғанда бұл схема дәлелденгендей болды. Алайда, қазір бұл механизм бойынша реакця ерекше жағдайларда ғана жүреді.
Бұл теориялар негізінде диазоний катионының карбанионға немесе жоғары электрондық тығыздығы бар көміртек атомына шабуылы туралы ойлар жатыр.
Япп-Клингеменн реакциясы көбіне қосылыстардың белсенді метинді топпен нитрозирленуіне ұқсайды, онда да ажырау жүреді. Реакцияның бірінші сатысы - азобайланысу [4]:
(1.47)
Ажырау сатысы келесі түрде болуы мүмкін:
(1.48)
Япп-Клингеманның бұл реакция механизмі аралық азоқосылыстардың бөлініп шығуымен дәлелденді. Егер реакцияны циклдық β-кетоэфирлермен жүргізсе, онда циклдың ажырауы жүреді [9]:
(1.49)
Басқа әдістер. Гидразиндердің қанықпаған қосылыстарға қосылуы. Гидразин мен оның орын басқандары ацетиленмен әрекеттесіп енгидразиндер түзеді. Енгидразондар көбіне тұрақсыз келеді және гидразондар мен азиндерге қайта топтасады.
(1.50)
Пропиол қышқылдарында конденсация декарбоксилдеу және циклденумен қоса жүреді.
(1.51)
Натрий гидразиді мен гидразин қоспасы 2,3-диметилбутадиенмен әрекеттесіп,
триметилакролеин азинін түзеді:
(1.52)
Гидразин мен оның орынбасқандары нитрилдермен амидразон деп аталатын аминогидразондар түзеді, ал динитрилдермен диамидразондар түзеді.
(1.53)
Амидразондар иминоэфирлер мен орынбасқан гидразиндердің әрекеттесуінен де түзіледі. Сонымен бірге алкокситоптың гидразиндік қалдыққа нуклеофилдік орынбасуы жүреді.
(1.54)
Карбэтоксигидразиннің диимидке жалғануы нәтижесінде амидразондар түзілетіні белгілі:
(1.55)
Орынбасу реакциялары. Ароматтық альдегидтердің азиндері азот қышқылының әсерінен нитрленеді: бензальдегид азинінен 4-нитробензальдегид азині мен араласқан бензальдегид пен 4-нитробензальдегид азині түзіледі. Ацетон фенилгидразонын нитрлеу ацетонның 2,4-динитрофенилгидразоны түзілуіне әкеледі, ал бромдағанда ацетон 4-бромфенилгидразоны түзіледі:
(1.56)
Альдегидтер гидразондарындағы α-сутекті атом айтарлықтай жылжымалы болғандықтан, галоид не азотоп оның орнын баса алады:
(1.57)
Альдегидтер гидразондары Манних реакциясында жылжымалы сутек атомы бар компонент бола алады:
(1.58)
Егер азот атомы ең болмағанда бір сутек атомымен байланысқан болса, онда азот атомы бойынша алкилдеу және ацилдеу реакцияларына ұшырай алады [17]:
(1.59)
(1.60)
1.2 Гидразондардың химиялық қасиеттері
Гидразондардың электрофилді реагенттермен реакциялары.
Алкилдеу, арилдеу, ацилдеу және галоидтау.
Алкилдеу. Орынбаспаған азоттың аминдік атомы бар гидразондар галоидтық алкилдер әсерінен симметрияланады да азиндерге айналады:
(1.61)
Реакциялық қоспаға спирттік сілтіні қосқанда дәл сондай нәтиже береді, алайда триэтиламин қатысында азоттың аминдік атомы бойынша алкилдеу өнімі түзіледі. Мұнда маңызды рөлді негіздің табиғаты емес, ерітіндінің рН-ы атқаратын болып тұр.
(1.62)
Моноорынбасқан гидразондар түзілу мақсатында галоидты алкилдерге қарағанда алкоксиэтилендер оңай реакцияласады. Аналогиялық түрде иминоэфирлер амидразондарды алкилдейді, бірақ бұл жағдайда реакция молекулаішілік циклденумен аяқталуы мүмкін [1].
Егер гидразон сұйық аммиактағы калий амиді әсерінен дианионға айналса, онда галоидті алкилдің алынған мөлшеріне байланысты моно- немесе диалкилгидразондар алуға болады.
(1.65)
Келтірілген мысалдан моноалкилгидразондардың диалкилгидразондарға дейін галоидпарафиндермен алкилдене алатынын көруге болады. Алкоксиэтилендердің моноалкилгидразондармен әрекеттесуі сілтілік агентсіз жүреді. Диазометан белгілі жағдайларда моноорынбасқан гидразондарды метиалкилгидразондарға айналдыра алады:
(1.66)
(1.67)
Негізділігі аздау арилгидразондар мен ацилгидразондар алдымен оларды аниондарға айналдырып барып алкилдейді. 1,ω-дигалоидалкандармен реакция моногалоидалкандармен жүргендей сәтті жүреді, екі электрофильді орталық та әрекеттеседі де диарил-1,ω-алкилидендигидразиндерді ң дигидразондары түзіледі.
Алкиларилгидразондардың шығымы реакция сұйық аммиакта жүргенде тіптен жақсы жүреді.
Арилдеу гидразондарды алкилдеуге қарағанда азырақ зерттелген, алайда жылжымалы атомы бар арилдерді пайдаланғанда айтарлықтай оңай жүреді. Кеңістікті күрделенген 2,4-динитрофенилгидразондарды осы кетонның орынбаспаған гидразондарының 2,4-динитрохлорбензолмен конденсациясы арқылы алу ұсынылады, сонымен қатар бұл реакцияны гидразондарды сандық анықтауда да қолдануға болады.
(1.68)
Ацетон азині пикрилхлоридпен этанолда әрекеттескенде ацетонның 2,4,6-үшнитрофенилгидразонын түзеді [23].
Ацилдеу. Гидразон молекуласындағы азоттың аминді атомында ең болмағанда бір сутек атомы болса, онда ацилдеу қалыпты жолмен өтеді де N-ацилгидразондар түзіледі. Ацилдеу қышқылдар, хлорангидридтер, эфирлер, алифаттық, алициклдық, ароматтық, гетероциклдық, карбонды, тиокарбонды және сульфоқышқылдардың тиоэфирлері әсерінен жүреді. Дицианкетон бензофенон гидразонын ацетилхлорид секілді оңай ацилдейді.
(1.69)
Орынбаспаған гидразондар қиындықсыз ацилгидразондарға айналады. Көптеген алкилгидразондар Шоттен-Баумен реакциясының талабы бойынша ацетил-, бензоил- және арилсульфонил алкилгидразондарға айналады. Арилгидразондарды ацилдеу біркелкі оңай жүреді, бірақ түзілетін арилацилгидразондар оңай гидролизденеді, сондықтан ацилденген гидразондардың орнына ацилгидразиндер мен карбонильді қосылыстар жиі бөлінеді. Синтез сәтті жүру үшін сусыз еріткіш (пиридин, эфир), артық ацилдеуші агент не катализатор (пиридин, ZnCl2) қолданылуы тиіс. Диарилформазондар қиын ацилденеді, және ациларилформазондардың шығымы көбіне төмен. Фенилозазондардың ацилденуі сәтті жүреді, гидразондық топтың екуін де ацилдеп шығуға болады [5].
(1.70)
(1.71)
Хинон арилгидразондарын ацилдегенде гидразондық форма қатаяды.
(1.72)
Нитрозирлеу және нитрлеу. Орынбаспаған гидразондар мен семикарбазондарға сірке қышқылы ерітіндісінде нитрит-ионымен әсер еткенде карбонильді қосылыс пен азид-ион түзіліп ыдырайды, ал концентрленген күкірт қышқылы ерітіндісінде сәйкес қышқылдардың амидтеріне әкелетін Шмидт типінің қайта топтасуы орын алады:
(1.73)
4-Метоксибензофенон гидразонының син- және анти-изомерлерінің қайта топтасуы кезінде изомерлі анилидтер бірдей арақатынаста түзіледі, сондықтан қай топтың көшетінін анықтау қиынға соғады, алайда осы кетон семикарбазонының изомерлі формаларымен жасалған тәжірибеде уреидотопқа анти-жағдайда тұрған топтың көшуге бейімірек екені көрінді. Берілген реакцияның практикалық алатын орны үлкен, себебі циклогексанон семикарбазонынан капролактам алынады. Моноалкилгидразондар азот қышқылымен не оның эфирлерімен біршама тұрақты N-нитрозотуындыларына дейін нитрозирленеді, ал арилгидразондар нитрозирлеуші агент әсерінен формазонның оксимді аналогы арилазоальдаксимдерге (нитрозазондар) айналады [24].
(1.74), (1.75)
Арилазоальдоксимдердің түзілуі аралық X қосылысы арқылы жүреді. Алғаш бұл қосылысқа С-нитрозоқосылыстардың құрылымы тән болған. Кейінірек Буш пен Кундер оның N-нитрозоарилгидразондар құрылымын көрсететінін дәлелдеді. Бензальазин азот және күкірт қышқылының қоспасының әсерінен тотыға ыдырауға ұшырайды, тек бөлшектеп 4- және 2-нитробензальдегид түзіп нитрленеді, ал егер реакцияны сірке ангидриді қатысында жүргізсе, тек бензальдегид пен 4-бензилиденамино-3,5-дифенил-1,2,4 -триазол түзіледі. Осылай нитрлеу карбонильді кампоненттің фенильді ядросында жүреді және азинді топ орто-пара бағыттаушы эффектке ие:
(1.76)
Альдегидтер арилгидразондары азот қышқылы қатысында нитрлеуге қарағанда тотығу реакцияларына бейімірек болып келеді. 2-формил-1-R-хиполипий перхлорат арилгидразондары димерлі өнімдерге дейін оңай тотығады.
Кетондар фенилгидразондары жұмсақ жағдайда азот қышқылымен немесе азот тотығымен азоттың аминді атомымен байланысқан фенил ядросына нитрленеді:
(1.77)
Гидразондардың карбонильді қосылыстармен реакциялары. Орынбаспаған гидразондар карбонильді қосылыстардың шабуылына азоттың аминдік атомы бойынша ұшырап азиндерге айналады. Бұл реакцияны көбіне симметриялы емес азиндер синтезіне жүргізеді.
(1.78)
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz