Азометиновые производные 2-[(3-формил-4-гидроксифенил) диазенил] бензойной кислоты
Автор: Куликов М.А.
Журнал: Международный журнал гуманитарных и естественных наук @intjournal
Рубрика: Химические науки
Статья в выпуске: 12-4 (99), 2024 года.
Бесплатный доступ
Изучена реакция конденсации замещенных анилинов с 2-[(3-формил-4-гидроксифенил) диазенил] бензойной кислотой в среде полярного растворителя. Получены продукты в виде окрашенных твердых веществ с выходами от 69 до 87 %. Строение соединений изучено методом инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье. Выделены основные характеристические полосы и проведено их соотнесение с типами колебаний. Для Uv-Vis спектров установлено влияние полярности растворителя на характер спектральных кривых, типы электронных переходов и их интенсивность. По данным дифференциально-термического и термогравиметрического анализов дана оценка термостабильности соединений.
Азометиновое соединение, замещенный фенилазосалициловый альдегид, органический синтез, uv-vis спектроскопия, ик-фурье спектроскопия, дифференциально-термический анализ
Короткий адрес: https://sciup.org/170208602
IDR: 170208602 | DOI: 10.24412/2500-1000-2024-12-4-157-161
Текст научной статьи Азометиновые производные 2-[(3-формил-4-гидроксифенил) диазенил] бензойной кислоты
Азометиновые соединения, известные также как основания Шиффа, нашли широкое применение в различных областях. Их уникальные свойства обусловлены наличием группировки -N=CH-. Азометиновые соединения используют в медицине [1, 2] и в качестве лигандов при получении металлоком-плексов [3, 4], как компоненты резиновых смесей [5] и полимерных материалов [6], а также в других сферах. Таким образом, проведенный комплексный анализ литературных источников свидетельствует об актуальности и перспективности исследований в области азометиновых соединений.
Цель настоящей работы заключается в изучении реакции конденсации 2-[(3-формил-4-гидроксифенил)диазенил]бензойной кислоты с орто-замещенными анилинами и исследовании свойств образующихся азометиновых соединений.
Объектами исследования являются азоме-тиновые соединения (I) - (IV), синтезированные по следующей схеме.
Экспериментальная часть. Синтез азоме-тиновых соединений (I) – (IV) осуществлен конденсацией эквимольных количеств исходных компонентов в среде кипящего пропанола-2. Количество растворителя подбиралось таким образом, чтобы обеспечить полную растворимость 2-[(3-формил-4-гидроксифенил)диазенил]бензойной кислоты. Аминная компонента вводилась в реакцию только после полного растворения альдегидной компоненты. Соединения (I) – (III) кристаллизовались при охлаждении реакционных смесей, кристаллизация соединения (IV) происходила уже из горячего раствора. Продукты отфильтровали, промыли пропанолом-2 и высушили в сушильном шкафу при температуре 90 °С.
Азометиновые соединения (I) – (IV) представляют собой окрашенные твердые вещества, нерастворимые в воде, растворимые в полярных органических растворителях. Характеристики продуктов представлены в таблице 1.
Таблица 1. Характеристики синтезированных веществ
Продукт |
Цвет |
Выход, % |
^ max , нм |
|
пропанол-2 |
ДМФА |
|||
(I) |
темно-красный |
78 |
337 |
344, 396, 505 |
(II) |
коричневый |
87 |
354, 470 |
354, 495 |
(III) |
желто-оранжевый |
69 |
326 |
394, 506 |
(IV) |
темно-оранжевый |
84 |
342 |
341, 519 |
Установка для синтеза азометиновых соединений состоит из реакционной колбы, снабженной обратным холодильником и механической мешалки любого типа, в нашем случае использована лабораторная мешалка Daihan НТ-50DX, Сушку продуктов проводили в сушильном шкафу VACUTherm VT-6130-М. Uv-Vis спектры записаны на спектрофотометре EcoView УФ-3200 в кварцевых кюветах толщиной 10 мм в пропаноле-2 и ди-метилформамиде (ДМФА). Инфракрасные спектры получены на ИК-Фурье спектрометре ФСМ 1201 в таблетках KBr. Дифференциально-термический (ДТА) и термогравиметрический анализы (ТГА) выполнены на установке Thermoscan-2 в температурном интервале 25700 ° С при скорости нагрева пробы
20 ° С/мин. Для обработки результатов использованы программные продукты FSpec ® , Uv-Vis Analyst ® , информационно-поисковая система по ИК спектроскопии ZAIRTM, Thermoscan-2 ® .
Обсуждение результатов. Для изучения строения синтезированных азометиновых соединений использован метод инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье. В спектрах присутствует ряд общих полос, подтверждающих их структурное родство. Вместе с тем, для каждого соединения присутствую полосы, характерные для конкретного заместителя. Положение полос поглощения в инфракрасных спектрах и их соотнесение с типами колебаний приведены в таблице 2.
Таблица 2. Данные ИК-Фурье спектроскопии
Тип колебаний |
Волновые числа, см–1 |
|||
(I) |
(II) |
(III) |
(IV) |
|
ν ar C–H |
3070 |
3050 |
3072 |
3064 |
ν C–H СН 3 |
- |
- |
- |
2923 |
ν C–H CH=N |
2857 |
2857 |
2868 |
2860 |
ν CОО–H |
2760 |
2774 |
2764 |
2774 |
ν C=О COOH |
1707 |
1719 |
1683 |
1677 |
ν C=N |
1625 |
1617 |
1659 |
1616 |
γ ar |
1600, 1473 |
1594, 1467 |
1604, 1479 |
1603, 1495 |
ν as NO 2 |
- |
- |
1524 |
- |
δ as CH 3 |
- |
- |
- |
1470 |
δ sy CH 3 |
- |
- |
- |
1396 |
ν sy NO 2 |
- |
- |
1319 |
- |
ν N=N транс |
1281 |
1283 |
1294 |
1278 |
ar С–ОН |
1209 |
1211 |
1209 |
1208 |
δ oop OС–ОН |
888 |
893 |
890 |
884 |
δ oop C–H 1,2,4-замещение |
829 |
828 |
840 |
826 |
δ oop C–H 1,2-замещение |
759 |
764 |
765 |
756 |
Рассмотрим Uv-Vis спектры азометиновых соединений. Спектр соединения (I) (рис. 1 а , табл. 1), измеренный в пропаноле-2, имеет интенсивное поглощение в коротковолновой области, характеризующее электронные переходы π→π * типа в молекуле. Электронные переходы n →π * типа с участием азометино-вой группы в этом случае проявляются очень слабо в области 460 нм. В спектре соединения
(I), измеренном в ДМФА, интенсивность электронных переходов π→π * типа существенно снижается, а интенсивность n →π * переходов резко возрастает, и они проявляются в более длинноволновой области. Такие изменения связаны, главным образом, с большей полярностью ДМФА и его способностью усиливать поляризацию в азометино-вом фрагменте.

Рис. 2. Uv-Vis спектры: а – соединение (I); б – соединение (II); в – соединение (III); г – соединение (IV); 1 – пропанол-2; 2 – ДМФА
Характер спектра соединения (II) в обоих использованных растворителях сохраняется (рис. 1 б ). На положение п>п * полосы полярность растворителя практически не влияет, в то время, как n >п * полоса при увеличении полярности растворителя батохромно смещается.
В спектре соединения (III) в пропаноле-2 (рис. 1 в ) присутствует одна интенсивная полоса в коротковолновой области, отвечающая п^п * электронным переходам, n >п * переходы в данном растворителе не проявляются. В ДМФА, напротив, наблюдается интенсивное поглощение n >п * типа и слабое поглощение п>п * типа.
Спектр соединения (IV) (рис. 1г) в пропаноле-2 также имеет интенсивное поглощение в коротковолновой области, характеризующее электронные переходы п>п* типа в молекуле. Электронные переходы n >п* типа с участием азометиновой группы слабо проявля- ются в области 460 нм. В спектре соединения (IV) в ДМФА интенсивность электронных переходов п>п* практически сохраняется, а интенсивность n >п* переходов возрастает и становится более выраженной. Таким образом, полярность применяемого растворителя оказывает существенное влияние на характер спектров Uv-Vis.
Термостойкость азометиновых соединений была изучена методом ДТА-ТГА. На рисунке 2 в качестве примера приведена термограмма соединения (II), результаты анализа других соединений представлены в таблице 3. Полученные данные показывают, что только соединение (III) сохраняет свою стабильность в точке плавления (162 ° С). Другие соединения не показывают явных температур плавления. Термодеструкция продуктов интенсивно протекает при температурах от 206 до 260 ° С. Поэтому все рассматриваемые соединения можно отнести к термически неустойчивым.

Рис. 3. Термограмма азометинового соединения (II)
Таблица 3. Результаты термического анализа
t н , ° С |
t к , ° С |
A t , ° С |
Вид эффекта |
H, Дж |
Потеря веса, % |
соединение (I) |
|||||
221 |
227 |
1,5 |
экзо |
0,07 |
19,8 |
соединение (II) |
|||||
208 |
212 |
5,3 |
экзо |
0,21 |
22,1 |
соединение (III) |
|||||
154 |
162 |
0,7 |
эндо |
0,02 |
0,0 |
232 |
239 |
1,2 |
экзо |
0,10 |
8,3 |
соединение (IV) |
|||||
206 |
209 |
0,6 |
эндо |
0,02 |
7,7 |
212 |
215 |
0,7 |
эндо |
0,02 |
5,6 |
252 |
260 |
3,5 |
экзо |
0,09 |
13,2 |
Заключение. Изучена реакция конденсации орто-замещенных анилинов с 2-[(3-формил-4-гидроксифенил)диазенил]бензойной кислотой в среде кипящего пропанола-2. Продукты реакции представляют собой окрашенные твер- дые вещества, нерастворимые в воде, растворимые в полярных органических растворителях. Выходы продуктов составили 69-87%. Их строение изучено методом инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье. Для Uv-Vis спектров азометиновых соединений установлено влияние полярности растворителя на характер спектральных кривых, типы электронных переходов и их интенсивность. С использованием метода ДТА-ТГА определены температурные интервалы разложения азометиновых соединений. Их термодеструк- ция интенсивно протекает при температурах от 206 до 260 °С. Поэтому все рассматриваемые соединения можно отнести к термически неустойчивым.
Список литературы Азометиновые производные 2-[(3-формил-4-гидроксифенил) диазенил] бензойной кислоты
- Hassan B.A., Hamed F.M. Synthesis and pharmaceutical Activity of triazole Schiff Bases with theoretical Characterization // Chemical Problems. - 2024. - Vol. 22. - № 3. - P. 332-341. -. DOI: 10.32737/2221-8688-2024-3-332-341 EDN: JRUPFB
- Чиряпкин А.С., Кодониди И.П., Ларский М.В. Целенаправленный синтез и анализ биологически активных азометиновых производных 2-амино-4,5,6,7-тетрагидро-1-бензотиофен-3-карбоксамида // Разработка и регистрация лекарственных средств. - 2021. - Т. 10. - № 2. - С. 25-31. -. DOI: 10.33380/2305-2066-2021-10-2-25-31 EDN: BIURWN
- Комплексы меди, кобальта и никеля азометиновых соединений, содержащих фенилазо-группу в аминном фрагменте: синтез, строение, магнитные свойства / А.С. Бурлов [и др.] // Координационная химия. - 2017. - Т. 43. - № 11. - С. 684-695. -. DOI: 10.7868/S0132344X17110020 EDN: ZIEUNJ
- Synthesis and characterization of tris(alkoxy) Yttrium and Scandium Complexes coordinated by Schiff-Base Ligands / A.I. Babkin [et al.] // INEOS open. - 2023. - Vol. 6. - № 5. - P. 140-143. -. DOI: 10.32931/io2323a EDN: MSAFRG
- Синтез и исследование каркасных азометиновых соединений в качестве ингредиентов резиновых смесей / В.Г. Кочетков [и др.] // Журнал прикладной химии. - 2020. - Т. 90. - № 6. - С. 802-808. -. DOI: 10.31857/S0044461820060043 EDN: MDQXPS
- Многофункциональные ингибирующие добавки для полимерных материалов / М.М. Мурзаканова [и др.] // Известия Кабардино-Балкарского государственного университета. - 2016. - Т. 6. - № 4. - С. 60-63. EDN: XQXTNR