Дипломдық жұмыс: Циклды және қанықпаған карбонилді қосылыстардың тотықсыздану технологиясын жасау

Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті

 

Химия факультеті

Органикалық химия және табиғи қосылыстар химиясы кафедрасы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дипломдық жұмыс

 

Циклды және a,b-қанықпаған карбонилді қосылыстардың тотықсыздану технологиясын жасау

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

 

Дипломдык жұмыс 24  беттен, 2 кестеден,2 технологиялык сызба нұскадан 42 әдебиет тізімінен тұрады.

Негізгі сөздер:  ТОТЫҚСЫЗДАНДЫРУ, БӨЛІНУ, КРИСТАЛДАНУ, ИДЕНТИФИКАЦИЯ, ЖҰҚА ҚАБАТТЫ ХРОМАТОГРАФИЯ, ОКСИМ, ФЕНИЛГИДРАЗОН, 1,2,5-үшметилпиперидин-4-он.

Зерттеу объектісі: Пиперидин қатарының, оксим және фенилгидразон 1,2,5-үшметилпиперидин-4-онның карбанильды өндірісі 

Жұмыстың мақсаты: Жұмыста препаративтік әдіспен реагенттер негізінде азометиндерді тотықсыздандырғыш жүзеге асады.

Зерттеу нәтижелері:

1. 1,2,5-үшметилпиперидин-4-он (2.1) гидроксиламин гидрохлоридімен әрекеттесу нәтежесінде 1,2,5-үшметилпиперидин-4-он оксимі (2.2) синтезделініп алынды. Оксимді (2.2) тотықсыздандыруда екі әдіс қолданылды.
2. a) цинкпен ацетат аммониі аммиак ерітіндісінде.

б)  Сутекті бөлу кезінде (натрий этанолда)

Тотықсыздандыруға тиімді жағдайлар таңдап алынды.

2. 1,2,5-үшметилпиперидин-4-он фенилгидразоны (2.4) синтезделінді және фенилгидразонның (2.4) тотықсыздануы жүргізілді. Тиімді жағдайы таңдап алынды.
3. Оксимнің реакцияға түсу қабілеттілігін зеріттеу мақсатында этил эфирінің хлорлы сірке қышқылымен алкелдеу реакциясы жүргізілді.
4. Зеріттеу нәтежесінде гидрохлорид және негіз түрінде төрт қосылыс зеріттелінді. Екі қосылыс әдебиетте жазылмаған. 

ТОО НПО “Медбиофарм”  1,2,5-үшметилпиперидин-4-он оксимінің (2.2) және 1,2,5-үшметилпиперидин-4-он фенилгидразонының (2.4)  

биалогиялық белсенділігі және улылығы зеріттелінді. Бұл қосылысқа тарылу белсенділігі және төменгі улылық тән.

5. Қосылыстың идентификациясы ИҚ-спектірімен, хроматографиялық әдіспен және физика-химиялық көрсеткіштерімен жүргізілді.

Бұл жұмыстың нәтежесі 59-ші Республикалық ғылыми-практикалық конференциясының баяндамаларында көрсетілген. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МАЗМҰНЫ

 

	Кіріспе ………………………………………………..	4
1.	ӘДЕБИ ШОЛУ ………………………………………..	5
1.1	Оксимдердің синтезі, құрылымы және қасиеттері ………………..	5
1.2	Оксимдердің химиялық құбылысы …………………………………..	10
1.3	Оксимдерді тотықсыздандыру әдістері ……………………………..	17
2.	ТӘЖІРЕБЕЛІК БӨЛІМ …………………………………………..	20
2.1	1,2,5-үшметилпиперидин-4-он оксимін синтездеу ……………………..	20
2.2	1,2,5-үшметилпиперидин-4-он оксимін тотықсыздандыру: …………… a)  цинкпен ацетат аммониі аммиак ерітіндісінде б)  сутекті бөлу кезінде (натрий этанолда)	20
2.3	1,2,5-үшметилпиперидин-4-он фенилгидразонын синтездеу …………	21
2.4	1,2,5-үшметилпиперидин-4-он фенилгидразонын тотыксыздандыру……………………………………………………………………..	22
2.5	1,2,5-үшметилпиперидин-4-он оксимінің сірке қышқылындағы о-этил эфирінің синтезі ………………………………..	22
3.	ЗЕРТТЕУ НӘТЕЖЕЛЕРІ ………………………………	25
3.1	1,2,5-үшметилпиперидин-4-он оксимін синтезі ……………………..	25
3.2	1,2,5-үшметилпиперидин-4-он оксимін тотықсыздандыру…………….. а)  цинкпен ацетат аммониі аммиак ерітіндісінде б)  сутекті бөлу кезінде (натрий этанолда)	25
3.3	1,2,5-үшметилпиперидин-4-он фенилгидразонын алынуы………	26
3.4	1,2,5-үшметилпиперидин-4-он фенилгидразонын тотыксыздандыру…..	27
3.5	1,2,5-үшметилпиперидин-4-он оксимінің сірке қышқылының о-этил эфирінің синтезі…………………………………………	28
	ҚОРЫТЫНДЫ ……………………………	29
	ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР  ………………………… Құрлысы  (баспа, акты және зерттеу) …………………..	30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КІРІСПЕ

Құрамында азоты бар гитероциклдер, әсіресе пиперидин туындылары әр түрлі биалогиялық белсенділікке ие, және пиперидин негізінде  синтезделініп алынған жаңа қосылыстарды белсенділік құрлысын орналастыру үшін тәжіребиелік және теориялық маңызы зор.

Амин топ пиперидин циклымен әр түрлі реакциалар жүргізуге мүмкіндік береді, сондай-ақ амин топ табиғи биалогиялық белсенді заттардың  және тірі организмнің амин қышқылдарының құрамында кездеседі.

Пиперидин 4-онның қатарын систематиикалық жоспарын жасау үшін амин топтың кіріспесі қажет болып табылады.

Азметиндердің тиімділігі сонымен қоса жоғарғы реакцияласу қабілеттілігінің жоғарлылығ бұл қосылыстарды, күрделі қосылысты өнімдерді синтездеу үшін пайдаланылатын синтондар ретінде қолдануға болады.

Оксимдердің тотықсыздану процесі және гидразондардың тотықсыздану корбанилді қосылыстардың аминдерге өтуіне мүмкіндік береді. Көп  жағдайда гетероциклды және алифатты қатардағы аминдер қол жетпейтін қосылыстар болып саналады және  препаративтік әдісте өңделген олардың тотықсыздануы практика жүзінде теория жүзінде маңызды.

 Бұл жұмыста оксимнің тықсыздану және 1,2,5-үшметилпиперидин-4-он фенилгидразонының синтезі көрсетілген.   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Әдеби шолу

 

Оксимдердің синтезі, құрылымы және қасиеттері

 

Алифатты, гетероциклді және ароматты қатардың оксимдері және оның туындылары, тұрақтылығы мен химиялық қасиеттерінің ерекшелігінің организмнің синтездің арзан реагенті болып табылады және құрамында азоты бар гетероциклдерді жүйелердің синтезі үшін бастапқы қосылыс ретінде кеңінен қолданылады, сондай-ақ потенциялды биологияның активті зат ретінде қолданылады.

Оксимдердің арасында әртүрлі биологиялық әрекет ететін препараттар табылған: антибактериалды, антигисталинді, тұмауға қарсы, антиаритмикалдық.

Бұл кластық қосылыстар дәрілік заттарды алу үшін жартылай өнім ретінде кеңінен қолданылады, өсімдіктерді қорғайтын зат ретінде және оның өсуін реттегіш  аналитикалық реагент ретінде, сирек және түсті металлдардың жоғарғы әсерлі экстрагенті, каучук өндіруге тігілуші агент және полимерлі затқа фотосенсибилизаторлар ретінде қолданылады. Коррозия ингибиторы және әртүрлі практикалық маңызды қасиет көрсетеді.

Берілген жұмыстағы әдеби шолуда синтездеу әдісі, оксимдердің конфигурациялық құрылысы және реакцияға қабілеттілігі органикалық қосылыстың биологиялық қасиет көрсетуіне маңызды болып келеді.

 

1.1 Оксимді  синтездеу әдісі

 

Карбонильді қосылыстардың оксимдері және оның туындылары органикалық заттардың негізгі бір класы ретінде белгілі, кең көлемді спектрлі әрекет ететін жаңа биологиялық белсенді препаратты зерттеу үшін перспективті болып келеді. Сондай ақ оксимдер қазіргі замандағы органикалық химияның фундаменталды меселелерін зерттейтін объект болып келеді.

Оксимді синтездеудің белгілі және кең тараған әдісі альдегидтер мен кетондарды нуклеофильді қосылыс аммони туындылары мен әсіресе гидрокси конденсациясы болып табылады. Ертеректе бұл реакцияға карбонильді туындыларды идентификациялау үшін криссталдық туындылардың алынуы мен ынталандырылған, бірақ қазір олар биологиялық процесс үшін модельді реакция ретінде қарастырылады.

Спектроскопиялық және кинетикалық зерттеулер гидроксиламин арқылы жүретін реакция қайта топтаса отырып аралық тетраэдрлік интермедиат түзелетінін көрсетті [1].

 

 

ИК-спектрі С=0  тобының сипаттамалық жұтылуы бастапқы затта түзілген оксимдегі С=N тобының сипаттамалы жұтылуы пайда болғанға дейін толығымен жойылады. Оттегінің протондалуынан соң судың тартылуы болады;

 

Азометиннен айырмашылығы тепе-теңдік ішкі біріккен жүйенің, түзілуіне байланысты оксимдердің түзілу жағында күшті араласқан, ол термодинамикалық тұрғыда тұрақты. 

 

Оксимдердің түзілуінің гидразонның түзілуінен сипаттамалы айырмашылығы, оның катализденуінде, ол Баретт пен Лэпуорт арқылы зерттелген [2]. Олар негіздік және қышқылдық катализді анықтады және катализденген қосылу механизмін көрсетеді.

 

 

 

Оксим түзілу үшін негізгі катализдің маңыздылығы гидроксиламин анионының антибіріккендігінде және одан бөлінбеген екі электрон анион күшті нуклеофильді қасиет көрсетуіне байланысты, молекулалық орбитальда орналасуында болып табылады. Гидроксиламин анионының концентрация аз, тепе-теңдігі жоғарғы полярлы электрофильді ортаға әрекеттесу жылдамдығына пропорцияналсыз әрекеттеседі.

Тетраэдрлі интермедиат дегидратациясы жалпы негізгі катализде азот атомына депротондалу түрінде түзіледі, ол гидроксид ионының элиминирленумен сәйкес жүреді [3].

 

 

Оксимдерді алудың ең oксимдер түзілу кезінде қышқылдық катализ жалпы заңдылыққа бағынады. Төменгі қышқылдық катализатордың концентрациясы жылдамдыққа тәуелді сызықты болып келеді, карбонильді қосылыс жылдамдығы оксимдердің төменгі түзілу жылдамдығымен сәйкес келеді, яғни N-қосылған карбинолмен тез түзіледі, ал өнім дегидратациясы баяу жүреді. Қышқыл концентрациясының өсуімен конденсация жылдамдығы бірнеше нүктеде максимум арқылы өте алады, ал қосылушы амин негізділігімен сәйкес келеді. Қышқылдың жоғарғы мәндегі қышқылдығы дегидратацияны жылдамдатуы мүмкін, лимиттеуші қайтадан қосылу стадиясы бола алады және бұл процессті баяулатуға әкеледі, қышқылдың артық мөлшері гидроксиламинді оның нуклеофильді қасиетін минимумға келтіре отырып реакциядан шығарады. Бұл шартта нуклеофильді карбонильді топтың біріншілік шабуылы барлық процесстің лимиттеуші жылдамдық стадиясы бола алады. Бейтарап және сілтілік ерітіндіде бұндай стадия гидратация стадиясы болып табылады.

Ацетон мен гидроксиламиннің негізгі диметиламин, морфолин катализаторларымен рН 01  4,5-12.7 ортада [3] конденсациялау реакциясын зерттеу нәтижесі көрсеткендей аминдер оксимирлену реакциясын (CH³ ) =N+R²  ионына сәйкес келетін ацетонның түзілуін бейімдей отырып катализдейді, ары қарай ол гидроксиламинмен әрекеттеседі және  ацетооксин түзіледі, сондай ақ катализатор регенерацияланады.

Гидроксиламин тұзының реакциясы кезінде бөлінген қышқылды байланыстыру үшін тотықтарды, негіздерді (NaОН, Mg (OН)₂ және т.б.) натрий карбонатын немесе калий алкоголятын қолдануға болады. [4].

Жұмыста [5] кетон мен гидроксиламин тұзының реакциясы арқылы оксимдерді алу кезінде гидроксиламин адсорбциясы үшін күшті қышқылды катионалмастырғыш шайыр арқылы өткізуге болады,сондықтан минералды қышқыл бөлініп шығады. Сосын шайыр арқылы түтікшеге катондар енгізеді. Берілген әдіс жоғарғы дәрежедегі таза және оксимнің шығымын қамтамасыз етеді.

Күшті оксимдеуші реагент болып гидроксиламинмен пиридиннің қоспасы табылады. Кетондар үлкен көмірсутекті радикалдармен қалыпты жағдайда гидроксиламинмен реакцияға түспейді, қыздыру кезінде бұл реактивпен тегіс қызықты әдісі алифатты қатарда нитрозирлеу болып табылады, шын нитрозоқосылыстармен бірге әрқашан оксимдер түзіледі.  Реакция акцепторлы орын басушы сутектің активтелуі кезінде жылдамдайды. Нитрозирлеуші агент ретінде әдетте азотты қышқыл немесе оның эфирі, нитрозилхлорид, нитрокүкіртті қышқыл, азот оксидтері, т.б. қолданылады [9] .

 

 

 

Кетондарды нитрозирлеу кезінде 2-оксиминокетондар түзіледі. Диацетилдің монооксимін этилнитритті метилэтилкетонға концентрлі тұз қышқылының аз мөлшерінің қатысуымен жібере отырып алады.

Катализденген қышқылдағы нитрозирленуші агенттің артық мөлшерінде реакцияда екі метилен тобының (циклогексанон сияқты) орын басуы мүмкін [5] .

Оригиналды әдіс болып циклоалканның немесе оның ерітіндісінің және нитрозоқосылыстар, мысалы НСL артық мөлшерінің қатысында NOCL, УФ сәулеленуіне негізделген фотохимиялық әдіс арқылы нитрозирлеу болып табылады. NOCL-дың NO мен CL-ға фотохимиялық диссоциация                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       лануы нитрозоциклоалкан мен оның оксимдегі изомерлену реакциясы жүреді  [7] .

Олеоргендерді нитрозохлорлау кезінде бастапқыда 2-галогенорынбасу нитрозоқосылыстар түзіледі, олар азот атомымен байланысқан көміртегі атомында сутегі жоқ болғанда тұрақты болады. Егер көміртегі атомомен сутегі байланысқан болса, онда нитрозоқосылыстар оксимге изомерленеді. 

 

Мысалы, C=N,CR, COON,COOR сияқты әр түрлі функционалды топтарды енгізу реакцияның жүргізілуіне кедергі болмайды. Көп жағдайда, шамасы реакция қарапайым электрофильді механизм бойынша және қосылуға қарсы бола отырып жүреді.

Қатысты тұрақты нитроқосылыстарда оксимдерден де алуға болады. Жұмыста [8] терпенді нитрозохлоридке негізделген оксимсинтезі сипатталған. Терпенді көміртектің нитрозохлоридінің және нуклеофильді реагент типті құрылымына тәуелді бола отырып, синтез бірнеше бағытпен жүреді. Жеткілікті түрде нуклеофильдің (аминдер, спирттер,меркаптандар) әрекет етуімен 2 орын басқан оксимдер түзіледі. Нитрозохлоридтердің күшті негіздерімен реакциясында оксимдегі сияқты В-қанықпаған оксимдер алынады, олар эндоциклді екіншілік С-С байланыспен фиксирленген. S-транс конфигурациялы диенді жуйемен екіншілік байланыспен фиксирленген S-цис конфигурациялы сияқты екі типті болуы мүмкін.

Аминооксимдерді терпенді көмірсутектерден нитрозилхлорид және амин арқылы өңдеп алуға да болады. Бұл жағдайда бөлінуді және тұрақсыз нитрозилхлоридтің манипуляциясын болдырмау керек, онда Альфа-аминоксимдерде жоғары шығымы қамтамасыз етіледі, бастысы кристалдың нитрозилхлорид бермейтін қанықпаған нитрохлоридтен аминооксимдерді алуға болады. Альфа орын басу аминооксимдердің конфигурациясын зерттеу кезінде нитрохлоридінің 3 кареннің және лимоненнің аминмен реакциясы амин түріне тәуелсіз альфа жағдайдағы ассеметриялы көміртегі атомының біркелкі конфигурациясымен оксим тобына, бастапқы олефинге қосылуына алып келеді.

Мұндай ағынды NaCeL-ға қосылу жағдайымен де түсіндіруге болады.Кілттік стадия бұл нуклеофильдің амин молекуласы нитрозоолефинге қосылуы, ол изоконформациялы қосылыстың олефинге қатынасы болып табылады.

 

Пинанды және каранды туындылардағы анион тобына хлордың орын басуындағы конфигурацияның сақталуы нитрозилхлоридтің аминмен реакциясында тартып алу, қосылу механизмі қосымша мәлімет береді.

Қанықпаған оксимдердің ең қарапайым маңызды әдісі сәйкес нитрозилхлоридтің күшті негіздермен ( триэтиламин, пиридин спиртті сілті, сілтілік металлдардың алкоголяты) өңделуі болып табылады  [7] .

Нитриттердің нитрозоқосылыстарда фотохимиялық қайта топтасуы және изомерленуі (Бартон бойынша қайта топтасуы ) белгілі [7]

 

 

 

Тікелей оксимерлеу әдістері. Сондай-ақ жұмыста [13] циклоалкил- арилалкил кетондарды оксимерлеу кезінде AL₂Q_3, MgO, Zno катализаторларын қолданып NH₃ және Q₂  қолданды.

Жұмыста [10] кетондар мен альдегидтердің әрекеттесуінен оксим түзілу әдісі сипатталған, циклогексанон, ацетон, диметилацетон және т.б. NO және H₂ мен активтелген көмірге қапталған платина тобының металдарына негізделген, графит AL₂Q₃ катализаторын қолданады. Реакцияның сулы ортада немесе суды қолдана отырып және сумен араласқан минералды немесе органикалық қышқыл қосылған органикалық еріткіште жүргізеді.

Оксимдерді жеткілікті түрде жоғары шығымды сынап немесе графит катодындағы бір нитроалкенді электрохимиялық тотықсыздандыру арқылы да алады. Ары қарай аминге дейін тотықсыздандырады.

 

 

 

 

1.2 Оксимдердің  химиялық құбылысы.

 

Кристалдық күйде оксимдер әдетте сутекті ұзындығы  ~ 2,8 Å ретті  O-H←N ассоцирленген. Полярсыз органикалық еріткіштердің ерітінділерінде оксимдердің жеткілікті жоғарғы концентрацияларында да молекулалардың ассоциациясы байқалады, сондай-ақ молекулаішілік түзілумен қатар, молекулааралық сутектік байланыстар түзіледі [12-13]. Молекулааралық сутектік байланыстары бар ассоциаттарға тізбектікпен қатар циклдық  құрылыстық түзілулер де мүмкін:

 

 

Карбонилоксимдердің жағдайындағыдай, сопряженный қос  байланыстар жүйесін сақинаға жабатын молекулаішілік сутектік байланыс энергетикалық біршама төзімді болады. Циклда сопряжениенің болуы оттектің элетрондонорлық қасиеттерін және сутектің акцепторлық қасиеттерін арттырады, бұл байланыстың төзімділігін көбейтеді. Егер молекулаішілік сутектік байланыс π-байланыстар жүйесіне кіретін болса, онда гидроксил топтың валенттік тербелістер (ν=3200-2500 см^-1)  жолағы өте бұлдыр болады. Зерттеулер нәтижесінде молекулаішілік сутектік байланыс реакциялық орталыққа молекуланың жақын жатқан фрагментінің  протонының толығымен ауысуы процесі барысында түзілетін ауыспалы күй ретінде түсндіріледі [37,38].

Гидроксил топтың диссоциациялануға қабілеттілігінің салдарынан сілтілік ортада оксимдік топ протонды үзіп жіберу арқылы иондалады, сондықтан барлық оксимдерге қышқылдық қасиеттер тән. Оксим топтардың санына байланысты оксимдер бірнегізді ( жай оксимдер, карбонилоксимдер) және екінегізді (α-диоксимдер) болуы мүмкін.

Оксимді топтардың протонды үзіп жіберу қабілеттілігі маңызды дәрежеде оттек атомындағы электрондық тығыздылықпен (эффективті зарядпен) анықталады, бұл заряд жоғарылаған сайын, рК_а шамасы төмен:

 

 

Хюккель әдісі бойынша электрондық тығыздықтың таралуын есептеу оттек атомындағы жалпы оң заряд молекуладағы радикалдың құрылысы мен қасиеттеріне байланысты екенін көрсетті. Электрондонорлық қасиеттері бар орынауыстырғыш енгізгенде мына тізбектегі оттек атомының электрондық тығыздығы артады:

және де ОН-топтың қышқылдық тип бойынша иондалу қабілеттілігі төмендейді. Ароматтық орынауыстырғыштардың қаттырақ байқалатын электрон акцепторлық қасиеттері бар, сондықтан оксимдер ароматтық оксимдерге қарағанда қышқылдық қасиеттерді көп дәрежеде көретеді [24].

Алайда, оксим тобының азот атомы әлсіз негіздік те қасиет көрсетеді, яғни қышқылдық ортада протонды қосып алады:

 

 

Осылай оксимдік топ амфитропты болып келеді. Азот атомының протонды қосып алуға әдеттілігі орынауыстырғыштың табиғатына байланысты өзгеретін азот атомының электрон тығыздығымен анықталады. Электрондонорлы топтардан азот атомындағы С=N қос байланысы арқылы электрондық тығыздықтың ауысуымен байланысты азот атомындағы электрондық тығыздықтың ұлғаюы оксимдердің негіздік константтарының айтарлықтай өсуіне әкеледі.   Сондай-ақ, негізділіктің артуымен қышқылдық орталарда оксимдердің бұзылуға тұрақтылығы кемитіні байқалған. Бұл оксим тобының протондануы қышқылдық ортада бұзылуға тұрақтылығымен байланысты және де рК_b негіздік константалары төмен болған сайын, оксимдердің тұрақты екенін көрсетеді [30].

Қышқыл ортадағы С=N байланыстың тетраэдрлік  интермедиаттан аминды шығарып тастау арқылы жүретін гидролиздің жалпы механизмін былай көрсетуге болады [33]:

 

 

Оксимдер иминдерге қарағанда гидролизге тұрақтырақ болып келеді. Мұны азот атомымен байланысты оттек атомының делокализденуіне  қатысуымен түсіндіруге болады.Мұндай резонансты құрылыс sp² көміртек атомы бойынша  нуклеофилді шабуылға төмен реакциялық қабілеттілікті болжайды.

 

Оксимдердің металдармен тұздар түзетіндігіне байланысты олардың натрийлі тұздарынан галоидалкилдермен өңдеу арқылы оксимдердің D-алкилді эфирлеріне ауыстыруға болады. Бұл әдістің айтарлықтай щектеулері бар, жай эфирлерден басқа, оксим эфирінің шығымын азайтатын,сондай-ақ реакция өнімдері қоспаларының бөлінуін қиындататын нитрондар түзіледі. Алкилдеуші агенттің қасиетіне, оксимнің негіздік константасы мен реакция жағдайына байланысты эфирлердің шығымы өзгереді.

Негізгі конденсирлеуші зат ретінде сілтілік металдардың гидридтерін диметилформамидта,диоксанда,толуолда,бензолда немесе ксилолда, сілтілік металдардың амидтерінде, сілтілік металдардың гидроксидтерін диметилсульфоксидте,ацетонитрилде немесе диметилформамидте,сілтілік металдардың алкоголяттарын қолданғанда [30]  оксимдердің О-эфирлерін жоғарғы шығыммен алуға болады.

Оксимдерді галогеналкилдермен алкилдегенде О- немесе N-алкилдеудің бағыты қолданылатын оксимнің Е- және  Z-конфигурацияларымен тікелей байланыста болады [31]

Жұмыста Е-бензальдоксимді оксиранмен алкилдегенде көп мөлшерде О-алкилдеу өнімі алынатыны көрсетілген. О- және N-алкилдеу өнімдерінің қатынасы 5:1, ал бензальдоксимнің Z-изомерін қолданғанда қатынас N-алкилдеу өнімі жаққа қарай ұлғаяды да 6:5 құрайды.

 

Z-Фуралдоксимді қолданғанда көп мөлшерде N-(2-гидроксиэтил)-2-арилнитронның түзілуі байқалады да, N- және О-алкилдеу өнімдерінің қатынасы 10:1 құрайды.

 

 

‘Н- ЯМР спектрлерін зерттеу [34] изомерлі оксимдердің О-алкилдеуі мен N-алкилдеуінің өнімдері бірдей болғанының және оның N-(2-гидроксиэтил)-α-арилнитронның Z-изомерлеріне сәйкес келетінін көрсетеді.Авторлар α-арилнитронның ашық формасы мен 3-гидроксиоксазолидиннің циклдық формасының арасындағы таутомерлік тепе-теңдіктің болуына байланысты термодинамикалық тұрақтылығы төменірек Е-изомердің Z-изомерге аралық оксазолидин түзу арқылы өтуі мүмкін дейді:

 

 

Алифаттық және ароматтық альдоксимдер мен кетоксимдердің жайлы алкилденуі сұйықтық/сұйықтық жүйесінде фазааралық катализ жағдайларында жүреді [37], сондай-ақ процестің региоселективтілігі бастапқы оксимнің конфигурациясымен анықталады:Е-изомерлер О-эфирді, ал Z-изомерлер-нитрондарды түзеді. Екі фазалықкаталитикалық жүйені -10% NаОН/С₆Н₆/Вu₄NХ (Х=Br,HSO₄)Oct₄NBr сулы ерітіндісін пиридинальдоксимдердің Е-изомерін алкилдеу кезінде қолдану бастапқы альдоксимдердің Е-конфигурациясын сақтап О-эфирлерді селективті алуға мүмкіндік береді.Пиридилфенилкетоксимдердің Е- және Z-изомерлерінің қоспасын осы жүйеде алкилдеу кезінде Е- және Ζ-изомерлерінің қоспасы болып келетін О-эфирлер синтезделген. Бұл кезде бастапқы кетоксимдердің Е- және Ζ-изомерлері және алынған О-эфирлерінің қатынасы сәйкес келмейді. Бұл авторлардың пікірі бойынша кетоксимдерді сұйықтық/сұйықтық жүйесінде фазааралық катализ жағдайларында алкилдеу кезінде жүйесінде Е,Ζ-изомерлену болуына байлансты [37].

2-Фурил- және 2-тиенилалкилкетоксимдерді әртүрлі алкил-аллил- және пропаргилгалогенидтермен қатты К₂СО₃/С₆Н₆/18-краун-6 жүйесінде қолайлы жағдайларда,бөлме температурасында алкилдеу кезінде О-эфир Е- және Ζ-изомерлер қоспасы ретінде алынды,ал нитронның түзілуі болмады[52]. Бастапқы кетоксимдер мен алынатын О-эфирлерінің Е- және Ζ-изомерлерінің қатынасы сәйкес келмейді,яғни кетоксимдерді сұйықтық/қатты зат жүйесінде фазааралық катализ жағдайларында алкилдеу кезінде Е,Ζ-изомерлену болады.Стериялық қиындатылған кетоксимдердің алкилденуі Z-изомерлерінің үлесінің өсуімен жүреді.  

Жұмыста [37] гетероциклды альдегидтер мен кетондардың оксимдерінің селективті О-метилденуі үшфазалық катализ жағдайында сұйықтық/сұйықтық жүйесінде ерімейтін полимерлі қыстырылған төрттік аммоний және фосфоний тұздарының:СН₂ΝMe₃F, СН₂PBu₃Cl, (СН₂)₆PBu₃Br қатысында жақсы жүретіні көрсетілген.

 

 

О-Арилкетоксимдерді кетоксимдердің натрийлі тұздарының галогенарилдермен әрекеттесуі арқылы алуға болады.Алайда арилді сақинасында электрондонорлы орынауыстырғышы бар стериялық қиындатылған О-арилкетоксимдерді синтездеуге болмайды, себебі галогенарилдерде галогендердің қозғалғыштығы электронакцепторлы орынауыстырғыштың болуымен байланысты.Бұл жағдайларда кетоксимдердің натрийлі тұздарын арилдиазонидің тұздарымен реагенттердің молярлы қатынасы 1:1 кезінде әрекеттестіреді [37]:

 

 

Алифаттық және гетероциклдық қатардағы оксимдердің О-ацилтуындыларын сәйкесінше оксимдерді және олардың тұздарын карбон қышқылдарының ангидридтері немесе хлроангидридтерімен пиридин немесе триэтиламин қатысында ацилдеу [33] немесе оксимдерді изоцианаттар немесе фосген және аминмен конденсирлегіш заттар бейорганикалық немесе органикалықнегіздер қатысында әрекеттестіру [20-21] арқылы алады.

2-фурил- және 2-тиенилкетоксимдерді карбон қышқылдарының хлорангидридтерімен екіфазалық каталитикалық жүйеде: қатты К₂СО₃-С₆Н₆-18-краун-6 бөлме температурасы жағдайында ацилдегенде оңай және селективті түрде Е- және Z-изомерлердің қоспасы ретінде О-ацилтуындылары түзіледі [22].

Бұл жағдайларда  нитрондар түзу және Бекман қайта топтасуы болмайды.

Бекман қайта топтасуының басқаларға қарағандағы қызықты ерекшелігі радикалдардың миграциялау мүмкіндігі меншікті электрондонорлықпен емес олардың кеңістіктік  қарсы-жайғасуымен анықталады. Сондықтан көп уақыттар бойы Бекман қайта топтасуы оксимдердің конформациясын анықтайтын жалғыз әдіс ретінде қолданылды, бұл кезде қайта топтасу процесінде стериялық орталыққа тиетіні жәе реакция кезінде оксимдердің конфигурациясы сақталмауы мүмкін екені қарастырылмаған:

 

 

R₁  және ОН тікелей алмасуының жоқтығы бензофенон оксимінің Рһ₂С=NОН бензанилидке РһСОNНРһ дейтерилі су ортасында қайта топтасу жолымен көрсетілген. Түзілген бензанилидте  ¹⁸О бастапқы судағыдай пропорцияда болатыны байқалады. Бұл қайта топтасудың оксимнің ОН тобын үзіп жіберіп ары қарай су молекуласынан оттек енгізумен жүрууі керектігін көрсетеді.

Қышқылдық катализатордың негізгі қызметі оксимнің ОН тобын ротонирлеу,этерификациялау жәе т.б. көмегімен ең жақсы кететін топқа айналдырудан тұрады.

Бекман қайта топтасуының механизмі ионды механизммен жүретін көпсатылы процесс ретінде қарастырылды қайта топтасудың [1] күшті қышқылдар қатарында қайта топтасу оксимнің о-протондалуының ион түзілу (а), одан әрі суды үзіп жіберіп ,карбон катионын (с) түзу жолымен жүреді. Оксимдерге хлорангидридтердің әсер етуі кезінде ХО^— анионы жақсы кететін топ болып келетін, соған орай ион (с) түзуді мүмкін ететін аралық эфир (в) түзіледі. Кететін топтың үзілуі мен R₁  миграциясы,болжамдар бойынша көбіне бірдей уақытта карбон катионы (с) түзілуі кезінде жүреді.Бұл реакцияның нақты молекулаішілік қасиетімен ,жоғары стереоселективтікпен және R₁  топтың,  егер ол хиральді болса,миграция кезінде конфигурациясын сақтап қалуымен негізделеді. Қайта топтасу судың интермедиаттың көміртегісінің катионды атомын шабуылдауының протонды үзу кезінде амидтің енолды формасының түзілуімен аяқталады:

 

 

 

Кетоксимдердің тағы бір реакциясы болып олардың ацетиленмен күшті негіз-диметилсульфоксид (ДМСО) жүйесінде NН- және N-винилпирролға әкелетін гетероциклдеу реакциясы болып табылады [29]:

 

R₁ , R₂  =алкил, алкенил, арил,гетарил; R₁-R₂= (СН₂ )_n ,n=3-5

Трофимов реакциясы бойынша талған бұл реакцияның  негізгі және шешуші артықшылығы N-винилпиррол синтезі кезінде ол пирролды талап етпейді де, кетоксимдерден бөлінеді, яғни түбінде кетондардан –арзан және оңай оңай алынатын қосылыстардан.Сондай-ақ уақыт аралы NН-пирролдар бөлінеді,сонан соң N-винилпирролдарды табалдырықты синтездеу мүмкіндігі пайда болады, бұл реакцияның қолдану шекарасының айтарлықтай кеңейтеді[29].

Реакция сопряженный анионды «жалаңаштандырып» арнайы катионды байлай алатын реагентпен немесе күшті негіз – еріткіш супернегізді жұппен катализденеді. Мұндай жүйелер гликольдердің сызықты және циклды эфирлері, макроциклды полиэфирлер (краун-эфирлер), диполярлы апротонды еріткіштер – ДМСО, сульфолан, гексаметилтриамидофосфат, фосфин тотықтары негізінде, сондай-ақ амидтер, сұйық аммиак, аминдер және т.б. негізінде алынуы мүмкін.

Бірінші жуықтаудағы МОН-ДМСО жүйесінің супернегізділігі негіздің ионды жұбының бөлінуі мен жоғары негізді және аз сольваттанған димсил-анионның түзілуімен шартталады. Жалпы жағдайда ортаның диэлектрлік өзара әрекет етуінің және де иондардың гидраттану дәрежесінің өзгекру эффектілерін ескеру қажет.

Супернегізді жүйелерде ацетиленді үш жолмен активтеуге болады:

 

 

ab initio әдісімен квантты –химиялық есептеулер ацетилен мен сілтілік металдың катионының арасында байланысатын әрекет, ал түзілетін комплекстердің электрон тығыздығы катионға ауысатын классикалық емес көпірлі құрылысы бар екенін көрсетеді. Бұл бос ацетиленнің төмен жатқан молекулалық орбиталдарының энергиясының төмендеуіне әкеледі, сондықтан үштік байланыс нуклеофилдік шабуылға ыңғайлы болады. Ал  нуклеофилдердің өздері супернегізді жүйелерде олардың бос энергиясының күрт көбеюіне байланысты супернуклеофилдер болады.

 

1.3 Оксимдерді тотықсыздандыру әдістері

 

Оксим топтарын тотықсыздандыру үшін көп мөлшерде тотықсыздандырғыштар қолданады.

Оксимдерді платина және никель тобындағы металдар қатысында каталитикалық гидрлеу арқылы біріншілік аминге дейін тотықсыздандыруға болады. Катализатор ретінде рене никелін қолдану барысында альдоксимдер Бекман қайта топтасуына келеді. Гидрлеудің қосымша реакциясын күшті негізгі құрылымдық Ni немесе NH₃ қатысында жүргізеді. Оксимдердің каталитикалық гидрленуі молекуланың аз кеңістік қиын бағытына сутектің стереоселективті түрде қосылуымен жүреді [10] .

Протонның металл донор типті реагенті: қышқыл ортада натрий амальгамасы, спирт қатысындағы натрий, тұз қышқылы ерітіндісіндегі қалайы,қышқыл және сілті ерітіндісіндігі мырыш оксимдерді тегіс біріншілік аминге дейін тотықсыздандырады.

Оксимдерді тотықсыздандыру [12-13] үшін металл гидридтерін кеңінен қолданады. Алифатты оксимдерді литийдің алюмагидридімен тотықсыздандыру кезінде жеткілікті жоғары дәрежедегі шығымды реакцияның ең сапалы біріншілік аминін береді, бірақ арилкетондармен тотықсыздандырғанда біріншілік аминдермен бірге екіншілік аминдер түзіледі.

Ацетофенон оксимін тотықсыздандырғанда негізгі өнім (50 -70%) ретінде 1 фенилэтиламин түзіледі және изомер ретінде N-этиламин (10 -15%) түзіледі [30].

 

 

 

Мұндай нәтиже әдетте амидтегі реакцияның сәйкес шартта оксимнің қайта топтасуы болады, сосын екіншілік аминге дейін тоықсызданады .

Литий алюмогидридті қосылыста басқа лабильді топ болғанда қолданылады, ал жеңіл шартта тотықсыздануды талап етеді немесе гидроксильді топтың бірдей тотықсыздануды талап етеді. Қанықпаған оксимде литий алюмогидридінің тотықсыздануы қанықпаған амин береді. Ацетон оксимін тотықсыздандырғанда шығымы 55% болатын қанықпаған аминдер береді.

 

 

 

Бірақ, белгілі бір шартта таңдамалы тотықсыздануды жүргізуге болады және ол кезде оксимді топты жоғалтпауға болады. Сондай-ақ бұл ерітіндіге құрамында теориялық сапалы тотықсыздырғышы бар литий алюмогидрид қоса отырып, бөлме температурасында кетоальдаксим ерітіндісіне карбонильді топты таңдамалы түрде тотықсыздандыруға болады. [35-38]

 

 

 

Оксимдерді электрохимиялық тотықсыздандыру біріншілік амин түзілуге әкелед. [12]. Оксимдерді электрохимиялық тотықсыздандырудың жалпы схемасы анықталған және 60-жылдары Н.Lunda  жұмысында сипатталған [13].

 

 

Аминдерді синтездеу әдістерінің ішінде аминдеу әдісі маңызды орын алады, оттегі және оттегісі бар органикалық қосылыстардың катализатор бетінде әрекеттесу реакциясына негізделген.

Берілген реакцияда аминдеуіш агент ретінде аммиак, біріншілік, екіншілік аминдер, нитроқосылыстар және нитрилдер қолданылады [10].

Оттекті қосылыстарды гидроаминдеу кезінде және гидроаминдеу реакциясында қолданғанға жақын келетін шарттағы оксимдерді біріншілік аминге дейін тотықсыздандырғандағы алынған мәліметтерден алынған нәтижелер оксимді әртүрлі катондар мен алиминирлеуге тотықсыздандырғыш алиминирлеуге қолданады.

Біріншілік амин және оның барлық процесстегі карбонильді қосылыстармен конденсациясының реакция аралығында түзілуі біріншілік аминнің карбонильді қосылыстардың азотты аналогы илинмен әсер етуі мүмкін. Екіншілік симметриялық аминнің түзілуі негізгі реакцияның селективтілігін төмендетеді.

Катализатордың қабысуы үшін өте маңызды. Конденсация реакциясында карбонильді қосылыстар оның илинге қарағанда нуклеофильді қатынас бойынша реакциялық қабілеті өте жоғары активті болуы керек. Бұл активтену катализатордың қышқылдың ортада болады [16].

          Конденсация реакциясы нәтижесінде дегидратация аминге айналатын аралық өнімнің қосылуымен түзілу стадиясы арқылы өтеді. Бұл стадиясы C=N екілік байланысының катализатордың гидрлеуші центрінде және реакцияның соңғы өнімі екіншілік аминнің түзілуінен соң гидрленеді [20].

Карбонильді қосылыстардың тотықсыздандырып оксиммен аминдеу реакциясын әр түрлі құрылысты және әр түрлі химиялық құрамды екіншілік аминдерді бір стадиялы алу әдісі ретінде қолданылады, ол органикалық синтездің каталитикалық шегін кеңейтеді.

Сонымен, әдеби мәліметтердің қысқаша анализі оксимнің реакциялық қабілеттілігі жеңіл және арзан алынған оксимдерді қолдана отырып қосылыстар ретінде синтездеуге болады,ол әр түрлі “фармакорлы” топтың және потенциялды биологиялық активтілігі бар зат арсеналын кеңейтуге болады.

Сонымен қатар, оксимдер өзінің реакциялық қабілеттілігіне сәйкес реагент қоспасынан карбонильді қосылыстарының бөлінуін қамтамасыз ететін туынды болып табылады және ол органикалық синтезде және органикалық заттар мен материалдар өндірісінде маңызды реагент рөлін атқарады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ

 

2.1  1,2,5 Үшметилпиперидин 4-он оксимінің синтезі

1,2,5 үшметилпиперидин-4-он оксимі жұмыстың алға қойылған мақсатына сәкес тотықсыздандыру реакциясын жүргізу үшін, бастапқы өнім болып табылады.

1,2,5 Үшметилпиперидин-4-он оксимі белгілі әдіс бойынша 1,2,5-үшметилпиперидин-4-он тұз қышқылды гидроксил аминмен этанолда 80-90⁰С реакция жүргізіледі. Өңдеу ден кейін   1,2,5 үшметилпиперидин 4-он оксимінің гидрохлориді алынады. Одан кейін гидрохлоридті аммиак ерітіндісінде негізге айналдырдық.

Реакцияның жүруін  ЖҚХ арқылы “Silufol UV-254 (элюент бензол, этил спирті =1:1). Әрбір 1-1.5 сағат сайын үлгі алу арқылы. Реакцияның жалпы уақыты 3 сағат 30 минут.

Реакция өнімі ақ кристал зат. Балқу температурасы 171-172⁰С (гидрохлорид) Шығым 95,13%

Алынған заттың құрлысын растау үшін элементті анализ, ЖҚХ және ИҚ-спектір әдістері қолданылды.ИҚ-спектірінде жұтылу жолақтары 1738 см ^-1 , 3500 см ^-1  обылысында байқалады, жауап беретін C=N және OH топтары.

2.2 1,2,5 үшметилпиперидин 4-он оксимінің тотықсыздануы

1,2,5 үшметилпиперидин 4-он оксимінің тотықсыздануы (2.2)

үшін екі әдіс қолданылады –ол цинктің ацетатты амониін аммиак ерітіндісінде және натрийдің этанолда тотықсыздануы қолданылады.

а) цинкпен ацетат аммониі аммиак ерітіндісінде тотықсыздануы.

Осы цинкпен ацетат амониі аммиак ерітіндісінде тотықсыздануының раекциясын  жүргізу үшін әр түрлі жағдайда екі тәжіребие жүргізілді, бір-ақ реакцияның жүруін ұзарту, температура, қысым және тотықсыздандыру агенті қажетті нәтежеге қол жеткізбеді.

Өнімді әрбір жарты сағат аралығында алып реакция өнімінің жүруін ЖҚХ арқылы “Silufol UV-254 (элюент бензол, этил спирті =1:1) тексердік. Нәтежесінде бөлінген зат оксим (2.2)

 

 

б) Сутекті бөлу кезіндегі тотықсыздану (натрий этанолда)

1,2,5 Үшметилпиперидин-4-он оксимінің (2.2) сутекті бөлу кезіндегі (натрий этанолда) тотықсыздануына үш тәжіребие жүргізілді.

Реакцияның жүруін созу барысында және натрийді әр түрлі концентрацияда алынған. Шыққан өнім-1,2,5-үшметил-4-аминопиперидин (2.3). Өнімнің шығымы 6,5 % -тен 25,3 %-дейін өсті. Соған байланысты, бізге оптимаьды шарттар берілді:

Реакцияның жүру уақыты бес сағат, компонентінің қатынасы 1,2,5 үшметилпиперидин 4-он оксимі натрий = 0.012 моль: 0.4 моль ЖҚХ-ның көмегімен реакцияның жүру бағытын бақыладық. ЖҚХ-дан оксимнің шыққан жақсы бір дақ бақыланды. Реакциядан шыққан өнімнің балқу температурасы 118-120⁰С Сынаманы араластыру кезінде шыққан оксим (2.2) реакция өнімінің түзілуімен, реакция өнімінің температуралық депрессиясы байқалады.

Сонымен қатар индентификасын ИҚ-спектірге түсіру арқылы жүргіздік.

ИҚ-спектірде 3210-3415 см^-1 аралықтағы NH₂ топтарына сәйкес жұтылудың сызықтары байқалады және 1685см ^-1 обылысында C=N топтарының сызықтары байқалады.

 

2.3  1,2,5-үшметилпиперидин-4-он фенилгидразонын (2.4) синтездеу

1,2,5-үшметилпиперидин-4-он фенилгидразоны негізгі жұмыста тотықсыздандырғыш реакциясын жүргізуде негізгі мақсат болып табылады, фенилгидразин тұз қышқылымен және  1,2,5-үшметилпиперидин-4-онмен әрекеттесуден алынады. Реакция  4 сағат ішінде 80-90⁰ С-да жүреді. Нәтижесінде 1,2,5-үшметилпиперидин-4-он фенилгидразон гидрохлориді алынады. Әрі қарай гидрохлоридті амиак ерітіндісімен өңдейді.

 

 

Өнімді әрбір жарты сағат аралығында алып реакция өнімінің жүруін ЖҚХ арқылы “Silufol UV-254 (элюент бензол, этил спирті =1:1) тексердік. Кристалды өнімнің балқу температурасы 230-232⁰ С (гидрохлорид). Шыққан өнімді негізге айналдырдық. Балқу температурасы 188-190⁰С Шыққан өнім (2.4 ) 88.2 %  Алынған заттың құрлысын растау үшін ЖҚХ және ИҚ-спектір әдістері қолданылды. ИҚ-спектірінде жұтылу жолақтары C-N үшін 3210-3415 см^-1

NH-тобы үшін 3450см^-1 ароматты сақинаға сәйкес келетін 940, 1540, 1600см^-1

 

2.4 1,2,5-үшметилпиперидин-4-он фенилгидразоның тотыксыздануы.

1,2,5-үшметилпиперидин-4-онның тотықсыздану кезіндегі оптимальді әдістер бөліну (натрий этанолда) сутекті тотықсыздану әдісі таңдалды. Бұл әдіс  1,2,5-үшметилпиперидин-4-он фенилгидразоның (2.4) тотықсызданған кезінде қолданылады. Біз үш тәжіребие жасадық. Константалық уақытын жоғарлатқан кезде және аминдердің (2.3) шығуының реагентінің концентрациясын өзгерткенде 4,3 %-тен 18,7 %-дейін ұлғайды.

Реакцияның жүру уақыты алты сағат, компонентінің қатынасы 1,2,5-үшметилпиперидин 4-он фенилгидразоны натрий = 0.02 моль: 0.45 моль ЖҚХ-ның көмегімен реакцияның жүру бағытын бақыладық.

ИҚ-спектірде 3210-3415 см^-1 аралықтағы NH₂ топтарына сәйкес жұтылудың сызықтары байқалады және 1685см^-1 обылысында C=N топтарының сызықтары байқалады.

 

2.6 1,2,5-Үшметилпиперидин-4-он оксимінің сірке қышқылының о-этил эфирінің синтезі

Потенциалды биологиалық белсенді заттарды синдездеу үшін шыққан синтондар гетероциклді қатардың карбон қышқылдарының эфирлері болып келетіні белгілі.

Бізге берілген зеріттеулердің қабілеттіліктерімен 1,2,5-үшметилпипери-

дин-4-он оксимінің (2.2) алкелдеу реакциясы жүргізіледі.

Алкилдеуге хлор сірке қышқылының эфирі қолданылады. Реакция ДМСО ерітіндісі сілтілік ортада жүргізілді.

ЖҚХ көмегімен реакция жүру бағыты бақыланды. Реакция өнімінің балқу температурасы 90⁰С, Р =7 мм с.б. Сыну көрсеткіші 1,4725 болатын сүйық зат. Шыққан өнім (2.5) 56,5 % қүрады.

ИҚ- спектірінде 1735 см ^-1 обылысында С=О тобының күрделі эфирінің валентті ауытқуы қосылыстың жүтылу сызықтарының және 1245 см ^-1 обылысындағы С-О-С тобының жұтылуы сызықтарының сипаты көрінеді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кесте 1.

1,2,5-Үшметилпипиридин-4-он оксимінің тотықсыздануының    тәжіребие нәтежесі.

 

 

 

Тәжіребие.	Оксим     ( моль)	Na       ( моль )	реакция    уақыты       (сек)	Шығым      %
1	0,012	0,10	30	6,5
2	0,012	0,13	120	18,3
3	0,012	0,39	3000	25,3

 

 

 

Кесте 2

.1,2,5-Үшметилпипиридин-4-он  фенилгидразинының тотықсыздануының тәжіребие нәтежесі.

 

 

       

Тәжіребие.	Фенилгидразин     ( моль)	Na       ( моль )	реакция    уақыты       (сек)	Шығым      %
1	0,012	0,09	30	4,3
2	0,012	0,17	90	18,2
3	0,012	0,22	180	18,2

 

 

                                                                                               

3. Зеріттеу нәтежелері.

 

• 1,2,5 Үшметиппиперидин-4-он оксимін синтезі.

9г (0,13 М) тұз қышқылының гидроксиламинін 50мл сусыз этил спиртінде және 15 мл пипиридинда ерітеміз. Ерітіндіге араластыру арқылы 15,7 (0,12 М) 1,2,5 триметиппиперидин 4-она оксимін 15 мл этил спиртіне араластырамыз. Реакция қыздыру арқылы жүреді. Бұл реакциялық қоспаны 2-3 сағат 80-90⁰С-да (реакция жүру бағытын Ж.Қ.Х. әдісімен “Silufol UV-254” пластиналарында бақылаймыз, Элюент-бензол: этил спирті=1:1) Реакцияның бітуіне қарай артық қалған спиртпен пипиридинді бөліп аламыз.Тұнбаны бөлеміз, сусыз этанолмен жуып аламыз. Алынған 15.4г (88.2%) балқу температурасы 171-172⁰ С-тең негізгі балқу температурасы 115-116⁰С. Негізін алу үшін гидрохлоридті аз мөлшерде суда ерітіп,күшті негізді реакцияға дейін амиак  ерітіндісін құяады. Пайда болған кристаллдарды салқын петролейн эфирімен жуады.

 

3.2 1,2,5 үшметиппиперидин 4-он оксимін тотықсыздандыру.

а) цинкпен ацетат аммониі аммиак ерітіндісінде тотықсыздануы

3.6г (0,0229М) оксимді 50 мл абсолютты этил спиртінде сулы моншада 2 сағат қайнату арқылы 5г цинк ұнтағын себеміз, 5г аммони ацетатын және 250мл сулы амиак ерітіндісін қосамыз. Содан кейін қыздыруды жалғастыра отырып үш бірдей көлемді, әрбір екі сағат сайын 5г цинк ұнтағын саламыз. Оны 50мл 50% NaOH ерітіндісімен өңдейміз.

Жоғарыда көрсетілген әдіс бойынша екі тәжірибе жүргізілді

 

Тәжірибе 1

1,56г (0,01 М) Оксимді 10мл абсолютты этил спиртінде сулы моншада 4 сағат қайнату арқылы 0,5г цинк ұнтағын себеміз, 1г аммони ацетатын және 25мл сулы амиак ерітіндісін қосамыз. Содан кейін қыздыруды жалғастыра отырып үш бірдей көлемде әрбір екі сағат сайын 1г цинк ұнтағын саламыз. Оны 10мл 50% КOH ерітіндісімен өңдейміз. Әр жарты сағат сайын ЖҚХ түсіреміз. Соңғы өнім оксим (2.2) алынды. Ешқандай нәтиже болған жоқ.

 

Тәжірибе 2

3,12г (0,02 М) Оксимді 50мл абсолютты этил спиртінде сулы моншада 2сағат қайнату арқылы 5г цинк ұнтағын себеміз, 5г аммони ацетатын және 250мл сулы амиак ерітіндісін қосамыз. Содан кейін қыздыруды жалғастыра отырып үш бірдей көлемде әрбір екі сағат сайын 5г цинк ұнтағын саламыз. Оны 50мл 50% КOH ерітіндісімен өңдейміз. Әр жарты сағат сайын ЖҚХ түсіреміз. Соңғы өнім оксим (2.2) алынды.Ешқандай нәтиже болған жоқ.

 

б) Сутекті бөлу кезіндегі тотықсыздану (натрий этанолда)

1,9г оксимді 36,5мл абсолютті этил спиртінде сусыз моншада 30мин аралыкта оған 2,4гр натрийді аз-аздан бөліп натрий еріп кеткенше араластырамыз. Артық қалған спиртті бөліп алып тастаймыз. Алынған зат 1,2,5-үшметил- 4-он аминопиперидин (2,3) .

 

Тәжірибе 1

1,9г оксимді 36,5мл абсолютті этил спиртінде сусыз моншада 30мин аралыкта оған 2,4гр натрийді аз-аздан бөліп натрий еріп кеткенше араластырамыз. Артық қалған спиртті бөліп алып тастап,қалған тұнбаға 100мл су және 20мл бензол құйып 5-7 рет экстракциялаймыз. Экстрактыны натрий сульфатымен кептіреміз.

Натрий сульфатын бөліп алып,еріткішті буландырамыз.Түзілген кристаллды өнімді кристаллдап 6,5% 1,2,5-үшметил-4-он аминопиперидин балқу температурасы 118-120⁰ С

 

Тәжірибе 2

4г оксимді 75мл абсолютті этил спиртінде сусыз моншада 30мин аралыкта оған 7,009г натрийді аз-аздан бөліп натрий еріп кеткенше араластырамыз. Артық қалған спиртті бөліп алып тастап,қалған тұнбаға 100мл су және 20мл бензол құйып экстракциялаймыз. Экстрактыны натрий сульфатымен кептіреміз.

Натрий сульфатын бөліп алып,еріткішті буландырамыз.Түзілген кристаллды өнімді кристаллдап 18,3%1,2,5 үшметил- 4-он аминопиперидин балқу температурасы 118-120⁰ С

 

 

Тәжірибе 3

4г оксимді 75мл абсолютті этил спиртінде сусыз моншада 30мин аралыкта оған 9г натрийді аз-аздан бөліп натрий еріп кеткенше араластырамыз. Артық қалған спиртті бөліп алып тастап,қалған тұнбаға 100мл су және 20мл бензол құйып экстракциялаймыз. Экстрактыны натрий сульфатымен кептіреміз.

Натрий сульфатын бөліп алып,еріткішті буландырамыз.Түзілген кристаллды өнімді кристаллдап 25,3%  1,2,5 үшметил-4-он аминопиперидин балқу температурасы 118-120⁰ С

 

3.3   1,2,5-үшметиппиперидин-4-он фенилгидрозонын синтезі.

10,8г (0,075 М) тұз қышқылының    фенилгидрозонын 20мл сусыз

этилспиртінде және 5мл пипиридин араластырамыз. Ерітіндіге араластыруарқылы 0,07М  1,2,5 триметиппиперидин 4-онаді 10мл этил спиртіне араластырамыз. Реакция қыздыру арқылы жүреді. Бұл реакциялық қоспаны 2-5сағат 80-90⁰ С-да (реакция жүру бағытын Ж.Қ.Х. әдісімен “Silufol UV-254” пластиналарында бақылаймыз, Элюент-бензол: этил спирті=1:1) Реакцияның бітуіне қарай артық қалған спиртпен пиридинді бөліп аламыз. Тұнбаны бөліп алып сусыз этанолмен жуып аламыз. Алынған 15.4г (88.2%) балқу температурасы 202⁰ С-тең негізгі балқу температурасы 188-190⁰С. 1,2,5 триметиппиперидин 4-она фенилгидрозон гидрохлорид негізін алу үшін гидрохлоридті аз мөлшерде суда ерітіп,күшті негізді реакцияға дейін амиак  ерітіндісін құяады. Пайда болған кристаллдарды салқын петролейн эфирімен жуады.

Реакцияның жүруін  TCX арқылы “Silufol UV-254 (элюент бензол, этил спирті =1:1). Әрбір 1-1.5 сағат сайын үлгі алу арқылы. Реакцияның жалпы уақыты 8 сағат 30 минут. Өнімнің кристаллдық еру температурасы 132⁰. Бұл заттардың жеке белсенділігін анықтау үшін келесі әдістер қолданылды: жұқа қабатты хроматография, ИК-спектрі.

 

3.4 1,2,5 үшметиппиперидин 4-он фенилгидрозонын тотықсыздандыру.

2,31г Фенилгидрозонды 30мл абсолютті этил спиртінде сусыз моншада 30мин аралыкта оған 2г натрийді аз-аздан бөліп натрий еріп кеткенше араластырамыз. (реакция жүру бағытын Ж.Қ.Х. әдісімен “Silufol UV-254” пластиналарында бақылаймыз, элюент-бензол: этил спирті=1:1).  Алынған зат 1,2,5-үшметил- 4-он аминопиперидин (2,3) .

 

Тәжірибе 1

2,31г фенилгидрозонды 30мл абсолютті этил спиртінде сусыз моншада 30мин аралыкта оған 2г натрийді аз-аздан бөліп натрий еріп кеткенше араластырамыз. (реакция жүру бағытын Ж.Қ.Х. әдісімен “Silufol UV-254” пластиналарында бақылаймыз, элюент-бензол: этил спирті=1:1).  Артық қалған спиртті бөліп алып тастап,қалған тұнбаға 100 мл су және 20 мл бензол құйып экстракциялаймыз. Экстрактыны натрий сульфатымен кептіреміз.Алынған өнім ақ кристаллды зат, балқу температурасы 118-120⁰С Шыққан өнім 4,3 %

Реакция жүргізу нәтежесінде соңғы қосылыс – фенилгидразинінің 2 бөлінуі байқалады

 

Тәжірибе 2

2,31г фенилгидрозонды 30мл абсолютті этил спиртінде сусыз моншада 30мин аралыкта оған 4г натрийді аз-аздан бөліп натрий еріп кеткенше араластырамыз. (реакция жүру бағытын Ж.Қ.Х. әдісімен “Silufol UV-254” пластиналарында бақылаймыз, Элюент-бензол: этил спирті=1:1).  Артық қалған спиртті бөліп алып тастап,қалған тұнбаға 100 мл су және 20 мл бензол құйып экстракциялаймыз. Экстрактыны натрий сульфатымен кептіреміз. Реакцияның жалпы уақыты бір сағат отыз минут. Алынған өнім ақ кристаллды зат, балқу температурасы 118-120⁰С Шыққан өнім 18,2 %

Реакция жүргізу нәтежесінде соңғы қосылыс – фенилгидразинінің 2 бөлінуі байқалады

 

Тәжірибе 3

2,31г фенилгидрозонды 30мл абсолютті этил спиртінде сусыз моншада 30мин аралыкта оған 5г натрийді аз-аздан бөліп натрий еріп кеткенше араластырамыз. (реакция жүру бағытын Ж.Қ.Х. әдісімен “Silufol UV-254” пластиналарында бақылаймыз, Элюент-бензол: этил спирті=1:1).  Артық қалған спиртті бөліп алып тастап,қалған тұнбаға 100мл су және 20мл бензол құйып экстракциялаймыз. Экстрактыны натрий сульфатымен кептіреміз. Реакцияның жалпы уақыты үш сағат . Алынған өнім ақ кристаллды зат, балқу температурасы 118-120⁰С Шыққан өнім 18,2 %

Реакция уақытын үзартқанда да және натрийдің мөлшерін көбейткенде де өнім шығымы өзгерген жоқ.

Соған сәйкес мынандай оптимальді шарттар таңдап алынды: Реакцияның жүру уақыты 2-3 сағат, сәйкес рягенттер – фенилгидразон: натрий = 0.01: 0,21 моль.

 

3.5 1,2,5-үшметилпиперидин-4-он оксимінің сірке қышқылының о-этил эфирінің (2.5)  синтезі.

Қоспаға 0,2 моль оксимін және 0,3 моль ұнтакталған KOH-ты 200мл ДМСО-да араластыра отырып 34-45⁰С температурасында тамшылатып 17,05г (0,21моль) Этил эфирінің хлорлы қышқылын жарты сағат арасында тамшылатып қостық және осы температурада тағыда 2 сағат араластырамыз. Реакциялық өнімді эфирмен экстракциялаймыз.

Алынған  экстрактыны 50мл сумен жудық  және калий корбанатымен  кептіреміз. Экстрактыны айдап 1,2,5-үшметилпиперидин-4-он оксимінің сірке қышқылының о-этил эфирін бөліп аламыз. Алынған өнім 4,84г(44.83%) cыну көрсеткіші 1,46 25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ҚОРЫТЫНДЫ

1. 1,2,5-Үшметилпиперидин-4-он оксимінің тұз қышқылды гидроксил аминмен әрекеттесу нәтежесінде 1,2,5-үшметилпиперидин-4-он оксимін (2.2) синтезделді.
2. 1,2,5-Үшметилпиперидин-4-он оксимінің (2.2) тотықсыздануы жүргізілді.цинкпен.

а) цинкпен ацетат аммониі аммиак ерітіндісінде.

б) бөліну кезінде сутекпен  тотықсыздану (натрий этанолда)

Тотықсыздануға әтежесінде 1,2,5-үшметилпиперидин-4-аминопипери

дин (2.3) синтезделді.

3. 1,2,5-Үшметилпиперидин-4-он оксимімен (2.2) тұз қышқылды фенилгидразині әрекеттестіп 1,2,5-үшметилпиперидин-4-он фенилгидразоны (2.4) синтезделді.
4. 1,2,5-үшметилпиперидин-4-он фенилгидразоны алыну нәтежесінде 1,2,5-үшметилпиперидин-4- амино пиперидин (3.2) синтезделді.

Оптимальды шарттары алынды.

5. 1,2,5-Үшметилпиперидин-4-он этил эфирінің хлорлы сірке қышқылымен әрекеттесу барысында 1,2,5-үшметилпиперидин-4-он аминопиперидин (2.5) синтезделді.
6. Азотты туындылардың қүрылымы мен идентификациясы ИҚ-спектрос-

      копиялық, хромотографиялық, әдістермен және физика-химиялық                                константаларымен дәлелденді.

7. ТОО НПО “Медбиофармда ” 2 қосылыстың биологиялық белсенділігі          және улылығының зеріттелуі жүргізілді. Қосылыстарды болашақта да меңгеруге перспективті болып келеді.

8.Тәжірибе жұмыстың негізгі нәтежелері жас ғылымдар  мен      студенттерінің 52-ші Республикалық ғылыми – практикалық конференциясының баяндамалардың тіркелуінде көрсетілген.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

 

1. Сайкс П. Механизмы реакций в органической химии.-М.:Химия, 1991-448с.
2. Кери Ф.,Сандберг Р. Углубленный курс органической химии.-М.: Химия, 1981,кн.1.-556с.
3. Физер Л., Физер М. Реагенты для органического синтеза. Пер.с англ./Под ред. Кнунянца И.Л.,Костяновского Р.Г.-М:Мир.-1970,т.1.-460с.
4. Мищенко Г.Л.,Вацуро К.В. Синтетические методы органической химии.-М.:Химия,1982.-440с.
5. Патент Щвейцарии 616915. Способ получения оксимов.//Родомир Домейсен Бруно.-Опубл.1980.
6. Вейганд-Хильгегат. Методы эксперимента в органической химии.- М.:Химия,1968.-944с.
7. Патент №2127235. США.Новый способ оксимирования циклоалканов и устройство для его осуществления.//Лукас Георгас.-Опубл.1972.
8. Ткачев А.В. Нитрозохлорирование терпенов и синтез на основе терпеновых нитрозохлоридов.//Жур.Рос.Хим.Общ-ваим.Д.И.Менделеева.-1998.-т.42,№1-2.С.42-67.
9. Патент №4163756.США. Прямое оксимирование кетонов.// Артур Джон В.-Опубл. 1980.
10. Катодное восстановление 1-нитроалкенов до оксимов и первичных аминов./Wessling Michael, Schafer Hands J.// РЖХим.-1992.-№3-3Ж115.
11. Потанов В.М. Стерохимия.-М.:Химия.1988-464с.
12. Пешкова В.М.,Савостина В.М., Иванова Е.К.,Оксимы.-М.:Наука,1977.-236с.
13. Попловская И.А.,Курмангалиева Р.Г. Химия амидоксимов.-Алматы:Изд-во Наука,1988.-140с.
14. Андрианов В.Г., Еремеев А.В. Влияние заместтителей у атома азота на строение амидоксимов.//Журн.структурной химии.-1991.-Т.32,№4.-С.29-35.
15. Неницеску К.Л. Органическая химия.-М.:Изд-во И.Л. 1963-Т.1.-864с.
16. Коростова С.Е.,Собенина Л.Н.,Михалева А.И. и др. 1,2-Бис(органилидениминоокси) этаны из кетоксимов и 1,2-дихлорэтанов//Ж.Орг.Х.-1988.-Т.24,вып.12,-С.2538-2543
17. А.с.№469689. СССР.Способ получения О-арилкетоксимов.//Несыпов Е.П.,Васильева Н.Н.,Пелькис П.С.-Опубл.05.05.1975.-Бюлл.№17.
18. А.с.№238537. СССР. Способ получения дихлоруксусных эфиров оксимов.//Хаскин И.Г.,Вакарчук М.А.,Гусарь Н.И.-опубл.06.07.1967.-Бюлл.№22.
19. Пат.№577976.Япония Способ получения производных оксимов.//Микио Саваки,Исао Иватаки.-Опубл.24.12.1974.-Бюлл.48.
20. Пат.№268297.Щвейцария. Способ получения ацилпроизводных оксимов.
21. Пат. №324742. ФРГ. Способ получения 1-циано-о-карбомоилформоксима.// Брехбюллер Х.У.,Гублер К.-Опубл. 23.12.1971. Бюлл.№48.
22. Абеле Э.,Попелис Ю.,Гаварс М.,Гаухман А. И др.О-Ацилирование кетоксимов фуранового и тиофенового рядов в системе жидкость-твердое тело в условиях межфазного катализа//ХГС-1994.-№7.-С.886-889.
23. Трофимов Б.А.,Михалева А.И./N-Винилпирролы.-Новосибирск.Наука,1984-262с.
24. Юровская М.А.Методы синтеза и химические свойства ароматических гетероциклических соединений.М.,1998.
25. Трофимов Б.А.Михалева А.И.Азирины в реакциях образования пиррольного кольца.//ХГС.-1987.-№10.-С.1299-1312.
26. Трофимов Б.А.,Коростова С.Е.,Собенина Л.Н. и др. Пирролы из кетоксимов и ацетилена.19.Региоселективные реакции алкилбензилкетоксимов с ацетиленом.//ХГС.-1982.-№2.-С.193-198.
27. Трофимов Б.А.,Михалева А.И.,Васильев А.Н., и др.Пирролы из кетоксимов и ацетилена.1.Структурная направленность реакции с несимметричными кетоксимами.//ХГС.-1978.-№1.-С.54-59.
28. Трофимов Б.А., Михалева А.И.,Васильев А.Н. Стереоспецифическое участие Z-изомера при взаимодействии с ацетиленом. //ХГС.-1981.№10.-С.1422.
29. Трофимов Б.А., Михалева А.И. Синтез пирролов и N-винилпирролов из кетомов и ацетилена.22Диалогенэтаны вместо ацетона в реакциях с оксимом циклогексанона. //ХГС.-1982.-№9.-С.1202-1204.
30. Беляев В.Д. Скворцов Н.К.,Товбис М.С. Исследование поведения n-бензохинонмонооксимов в кислых средах.// ЖоргХ.-1976.-Т.12,№7.-С.1467.
31. Юровская М.А.,Дружинина В.В.,Тереходжаева М.А. и др. Пространственное строение оксимов 2-метил-5-ацилиндолов.//ХГС.-1984,№1.-С.65-68.
32. А.с.220979.СССР.Способ получения простыз эфиров оксимов.//Загоевский В.А.,Дудыкина Н.В.,Мещарякова Л.М.-Опубл.01.07.1968.Бюлл.№21.
33. Пат. №492077. США. Способ получения основных замещанных оксимов 10.11.-дигидро-5Н-дибензо(а,d)-циклогепта-1.4-диен-5-она.//Тенор Э.,Людвиг Р.-Опубл.15.11.1975.Бюлл. №46.
34. Бакунова С.М.,Григорьев И.А.,Володарский Л.Б. Влияние Е/Zөизомерии альдоксимиов на направление алкилирования их оксираном. //Изв. АН.РФ,Сер.хим.-1999.-№ 7. –С.1403-1404.
35. Рубина К.,Попелис Ю.,Гольдберг Ю.,Шиманская М.Синтез О-эфиров пиридилфенилкетоксимов в условиях межфазного катализа.// ХГС.-1992. -№ 12.-С.1641-1645.
36. Абеле Э.Попелис Ю.Гольдберг Ю.,Шиманская М.,Лукевиц Э.О-Алкилирование кетоксимов фуразанового и тиофеного рядов в условиях межфазного катализа в системе жидкость/твердое тело.//ХГС.-1994.-№ 1.-С.18.
37. Рубина К.,Гаухман А.,Лукевиц Э.О-Метилирование оксимов геитероциклических альдегидов и кетонов.
38. Кривдин Л.Б.,Щербаков В.В.,Калабин Г.А. Константы спин-спинового взаимодействия ¹³С-¹³С в структурных исследованиях. Новый метод установления конфигурации оксимов и их производных. //Ж.орг.х.-1986.-Т.22,вып.2.-С.342-348.
39. Кривдин Л.Б., Калабин Г.А. Новый подход к установлению конфигурации оксимов.// Ж.Орг.х.-1984.-Т.20,вып.11.-С.2477-2478.
40. Безуглый Е.Ю. Шаповалов В.А. Влияние внутримолекулярной водородной связи на электрохимическую реакционную спасобность органических молекул.// Полярография.Проблемы и перспективы./ Под.ред.Страдыня Я.П.,Майрановского С.Г.-Рига:Зинатне.-1977.с.77-86.

41.Thompson R.L., Price M., Minten S.A. Protection of mice against vassina virus by administration of benzaldehyde thiosemicarbazone //Proc Soc.Exp.Biol.Med.-1951.-Vol.78.-P.11-13

42.А.С. №879928 СССР. Тиосемикарбазоны N-арилацетилформамидоксимов с противотуберкулезной активностью //Поплавская И.А., Халилова С.Д. и др. Бюлл.Изобр. -1983.-№33.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                            ҚОСЫМШАЛАР