Синтез комплексов диазакраун-эфиров с переходными металлами и исследование их биологической активности
Проведение синтеза диазакраун-эфиров с переходными металлами эффективными методами. Синтезирование новых дибензоазакраун-эфиров с функционально замещенными гидроксильными и аминогруппами в макроциклическом кольце. Биологическая активность эфиров.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.02.2023 |
| Размер файла | 841,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Синтез комплексов диазакраун-эфиров с переходными металлами и исследование их биологической активности
Вазирова Л.З.
Аннотация
Синтез диазакраун-эфиров проводили эффективными методами. Синтезированы новые дибензоазакраун-эфиры с функционально замещенными гидроксильными и аминогруппами в макроциклическом (МК) кольце. Строение синтезированных краун-соединений определено методами ИК-масс-ЯМР, спектроскопии. Методы получения комплексов переходных металлов с органическими функциональными лигандами на основе диазакраун-эфиров, имеющих четыре, пять и шесть координирующих атомов в кольцах. Синтезированные новые диазакраун-эфиры за счет гидроксильных и аминогрупп увеличивают степень межмолекулярных взаимодействий и переходят от двумерной структуры к трехмерной, что повышает их биологическую активность.
Ключевые слова: краун-эфиры, переходные металлы, биологическая активность, комплексы.
Способы синтеза макроциклических соединений многочисленны и разнообразны. В то же время, сложные макроциклы с мультифункциональными группами, содержащие азакраун фрагменты изучены в гораздо меньшей степени. Одной из причин этого является нестабильность полученных соединений в химических реакциях, что усложняет процесс синтеза азакраун-эфиров [1, 3]. В связи с этим, поиск новых путей получения азакраун соединений в «мягких» условиях является актуальной химической задачей.
С целью дальнейшего использования полученных новых азакраун соединений нами исследованы реакции макроциклизации салицилового альдегида с 1,4- дибромбутеном-2 с дальнейшей конденсацией с диамино соединениями.
Нами синтезированы новые дибензоазакраун-эфиры реакцией макроциклизации салицилового альдегида с 1,4-дибромбутеном-2 с образованием 1,4-бис(2- формилфенокси)-бутен-2. При дальнейшей конденсации последнего с диамино соединениями, а именно этилендиамином и триэтилтетрамином, и последующим восстановлением соответствующих производных бис-имина тетрагидроборатом натрия, приводило к образованию новых диазакраун-эфиров.
Альтернативный синтез был проведен также двухстадийным способом, включающий на первой стадии - конденсацию салицилового альдегида с соответствующими диаминами, с последующим восстановлением производных бис- имина тетрагидроборатом натрия [6,7]. Вторая стадия синтеза представляла собой реакцию замыкания кольца, соответствующего производного с 1,4-дибромбутеном-2, приводящее к образованию диазакраун-эфира.
Установлен, что при проведении реакции макроциклизации в трехкомпонентной системе в одну стадию наблюдается выход 30-35%. Альтернативный двух стадийный синтез завершается с меньшим выходом целевого продукта (20-25%). Чистоту и индивидуальность синтезированных соединений устанавливали методом тонкослойной хроматографии на пластинке <^Пи1Ы» (элюент - смесь этанола с диэтиловым эфиром в объёмных соотношениях 1:1) и по температуре плавления.
Строение полученных краун-соединений установлено на основании данных элементного анализа, методом масс- и ЯМР спектроскопии, изучением ИК-спектров образцов.
Нами были получены некоторые комплексы переходных металлов (кобальт и никель) с синтезированными диазакраун-эфирами, которые были использованы в качестве полидентантных лигандов (рис. 1). Аналоги элементы железо, кобальт и никель, как известно, образуют триаду железа и имеют на внешнем энергетическом уровне по 2 электрона. В химических реакциях участвуют эти электроны с электронами 3d-орбиталей второго снаружи уровня [3]. За счет этого образуется химическая связь в комплексе.
Рис. 1. Лиганды Ы, L2 и L3 имеют четыре, пять и шесть потенциальных координирующих атомов в кольцах соответственно
синтез диазакраун эфир
Эти комплексы краун-эфиров легко вступали в реакцию с некоторыми переходными металлами путем добавления, соответствующего лиганда к соответствующему хлориду металла в метаноле. При этом осаждаются разноцветные кристаллы комплексов. Микроаналитические данные подтверждают стехиометрию комплексов 1:1 (лиганд:металл) для всех полученных комплексов. Температуры плавления комплексов показывают, что все комплексы являются термостабильными.
Состав, выход, температуры плавления и данные элементного анализа кристаллических твердых комплексов приведены в табл. 1.
Таблица. 1. Комплексы переходных металлов с синтезированными диазакраун-эфирами
|
Комплекс |
Цвет |
Температура плавления (С) |
Выход (%) |
Элементный анализ |
|||
|
С |
Н |
N |
|||||
|
<^!С12 -зн2о |
темно-синий |
188-192 |
78 |
44,7 (44,5) |
5,6 (5,9) |
5,4 (5,5) |
|
|
-н2о |
синий |
>250 |
86 |
48,0 (47,9) |
5,4 (5,5) |
5,7 (5,9) |
|
|
СоЬ,С12-3Н20 |
коричневый |
190-194 |
74 |
45,5 (45,4) |
6,1 (6,4) |
7,5 (7,5) |
|
|
№Ь3С12-3Н20 |
синий |
216-220 |
81 |
45,3 (45,4) |
6,3 (6,4) |
7,3 (7,6) |
|
|
№Ьз(СЮ4)2 |
светло-синий |
314-316 |
82 |
40,1 (40,1) |
4,6 (4,7) |
6,7 (6,7) |
|
|
СоЬ,С12-3Н20 |
темно-зеленый |
168-170 |
71 |
46,0 (46,2) |
6,6 (6,7) |
9,1 (9,4) |
|
|
№Ь4С12-2Н20 |
синий |
207-209 |
79 |
47,3 (47,6) |
6,5 (6,6) |
9,3 (9,7) |
ИК-исследование полученных комплексов показывает, что полоса поглощения V (С-М-С) при 1128-1140 см-1 в свободных лигандах сдвигается до 1110-1120 см-1 при образовании комплексов (Рис. 2)
Это показывает, что атомы азота макроциклического кольца координируются с ионами металлов. Полоса поглощения V (Аг-О-С) при 1245 см-1 в свободных лигандах смещается в область 1232-1240 см-1, что указывает на то, что атомы кислорода также принимают участие в координировании с ионами металлов (Таб. 2).
Таблица 2. Данные ИК-спектроскопического анализа полученных комплексов переходных металлов с синтезированными диазакраун-эфирами
|
Комплекс |
ИК-данные (см-1) |
|
|
3350, 3330, 1610, 1585, 1459, 1245, 1131, 758 |
||
|
<^012 -3Н2О |
3300, 1602, 1585, 1494, 1240, 1115, 575 |
|
|
-Н2О |
3300, 1598, 1489, 1235, 1118, 750 |
|
|
3350, 3330, 3200, 1600, 1585, 1496, 1245, 1135, 758 |
||
|
СоЬ,С12 -3Н2О |
3350, 1600, 1584, 1492, 1237, 1110, 756 |
|
|
№Ь3С12 -3Н2О |
3350, 1600, 1582, 1490, 1238, 1112, 750 |
|
|
№Ьз(СЮд)2 |
3380, 3200, 1607, 1584, 1492, 1238, 1100, 752, 622 |
|
|
L4 |
3350, 3330, 3320, 1600, 1583, 1494, 1245, 1137, 756 |
|
|
СоЬ<2 -3Н2О |
3350, 1598, 1487, 1238, 1115, 755 |
|
|
№Ь4С12 -2Н2О |
3350, 1598, 1489, 1237, 1114, 752 |
В комплексе синтезированного диазакраун-эфира на основе диэтилентриамина с перхлоратом никеля в спектре наблюдаются сильные полосы в области 1100 см-1, которые относятсяк колебательным полосам поглощения С1О4-.
Суть методики получения комплексов заключается в следующем: к горячему раствору соответствующей соли (0,3 ммоль) в метаноле (20 мл) добавляли раствор лиганда (0,3 ммоль) в метаноле (20 мл). Полученную смесь нагревали до кипения с обратным холодильником в течение 0,5 ч и затем охлаждали до комнатной температуры. Комплекс, осаждающийся из раствора, отфильтровывали, промывали метанолом и диэтиловым эфиром и сушили в вакууме.
Вышеуказанный метод синтеза комплексов с участием краун соединений выгоднее также с экономической точки зрения. Так как этот способ синтеза не включает трудоемкого и ресурс затратного процесса получения промежуточных соединений.
Предполагалось, что полученные лиганды будут обладать биологической активностью в отношении микроорганизмов, поэтому их тестировали в отношении Грам положительного Staphylococcus aureus и Грам отрицательных штаммов Escherichia coli. Испытания антимикробного действия некоторых синтезированных новых химических соединений проводили диско-диффузионным методом и методом серийных разведений.
Антибактериальная активность МС@Со и MC@Ni была протестирована микро диффузным методом, выполненным на чашках Петри, в отношении золотистого стафилококка, и кишечной палочки.
Таблица 3. Антимикробное действие синтезированных соединений
|
Тест культуры |
Концентрация (мг) |
(МЦ@Со) (образец № 1) |
(МЦ@№) (образец №2) |
|||
|
Ингибирующая зона (мм) |
Ингибирующ ая зона (мм) |
|||||
|
St. aureus |
5 |
24 |
25 |
28 |
28 |
|
|
2.5 |
12 |
12 |
15 |
15 |
||
|
E. coli |
5 |
- |
- |
- |
- |
|
|
2.5 |
- |
- |
- |
- |
Синтезируемые вещества были взяты в количестве, равном 30 мкг. Колонию кишечной палочки культивировали на среде Эндо, золотистый стафилококк на агаре ВаМ-Раткег (культуры были любезно предоставлены одной из клинических лабораторий Баку).
Микробная нагрузка во всех опытах составила 1 млрд микробных тел на 1 мл, из которых в каждую пробирку добавляли по одной капле. Для сравнительного изучения активности изучаемых препаратов в качестве контроля были взяты известные препараты (спирт этиловый, риванол, фурациллин, нитрофунгин, цефтриаксон)[8,9]. Результаты микро диффузионного метода показали, что диаметр зоны угнетения в результате воздействия исследуемого МЦ@Со в концентрации 5 на золотистый стафилококк составил 24 мм, а в концентрации 2,5 - 12 мм (рис. 3). Из таблицы видно, что образцы 1 и 2 обладают выраженным антимикробным действием в отношении St. Аигеш. Зоны ингибирования для МС@№ при концентрациях 2,5 и 5 составили 15 и 28 мм соответственно (Таб.3). Полученные данные показывают, что бактерицидное действие МЦ@Со и МЦ@№ связано с их ингибирующим действием на формирование клеточной стенки микроорганизмов, денатурацию белков, нарушение проницаемости цитоплазматической мембраны, ингибирование важных для жизнедеятельности ферментов. бактерии.
Рис. 3. Микробиологические тесты проводились на чашках Петри
Обобщая результаты наших исследований, мы предполагаем, что синтез комплексов на основе азакраун-эфиров и переходных металлов имеет большие перспективы для создания новых эффективных противомикробных препаратов против грамположительных микроорганизмов.
Список литературы
1. Lakovidis I., Delimaris I., Piperakis S.M. (2011). Copper and its complexes in medicine: a biochemical approach. Mol. Bio. Int., 594529. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://doi.org/10.4061/2011/594529/ (дата обращения: 28.04.2022).
2. Dmitrieva S.N., Churakova M.V., Vedernikov A.I., Kuz'mina L.G. & Gromov S.P. (2011). New approach to the synthesis of dibenzodiazacrown ethers by ring transformation of dibenzocrown ether. Tetrahedron. 67(14), 2530-2535. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.tet.2011.02.038/ (дата обращения: 28.04.2022).
3. Adamu J.Y., Raufu A.I., Chimaroke F.C., Ameh J.A. Antimicrobial susceptibility testing of Staphylococcus aureus isolated from apparently healthy humans and animals in Maiduguri, Nigeria, International. // Journal of Biomedical and Health Sciences, 2010. Vol. 6. № 4. 0794-4748/2010, IJBHS 2010108/6404.
4. Sadovskaya N.Yu., Glushko V.N., Baryshnikova M.A., Afanasyeva D.A., Zhila M.Yu. &
Belus,S.K. Synthesis and investigation of copper complexes of some derivatives of azomethinic monobenzone-esters. // Russian Journal of General Chemistry, 2019. 89(3), 440-445. [Электронный ресурс]. Режим доступа:
https://doi.org/10.1134/S1070363219030125/ (дата обращения: 28.04.2022).
5. Anacona J., Maried Lopez, Mixed-Ligand Nickel(II) Complexes Containing Sulfathiazole and Cephalosporin Antibiotics: Synthesis, Characterization, and Antibacterial Activity, // International Journal of Inorganic Chemistry, 2012. Volume 2012. DOI:10.1155/2012/106187.
6. Brin L., Lantero M., de Diego I., Alvarez M., Zarazaga M., Torres C. Mechanisms of resistance to expanded-spectrum cephalosporins in Escherichia coli isolates, recovered in a Spanish hospital, // Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 2005, 56. Р. 1107-1110, DOI:10.1093/jac/dki370.
7. Kline T., FromholdM., McKennon T., Cai S., Treiberg J., Ihle N., Sherman D., Schwan W., Hickey M., Warrener P., Witte P., Brody L., Goltry L., Barker L., Anderson S., Tanaka S., Shawar R., Nguyen L., Langhorne M., Bigelow A., Embuscado L. and Naeemi
E. Antimicrobial Effects of Novel Siderophores Linked to P-Lactam Antibiotics, // Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2000, 8, 73-93, DOI: 10.1016/S0968-0896(99)00261-8.
8. Mayrhofer S., Domig K., Mair C., Zitz U., Huys G. and Kneifel W. Comparison of Broth Microdilution, Etest, and Agar Disk Diffusion Methods for Antimicrobial Susceptibility Testing of Lactobacillus Acidophilus Group Members, // Applied and Environmental Microbiology, 2008 vol.12, p.3745-3748, DOI: 10.1128/AEM.02849-07.
9. Yildiz M., Kiraz A. & Dulger B. (2007). Synthesis and antimicrobial activity of new crown ethers of Schiff base type. Journal of the Serbian Chemical Society, 72(3), 215224. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://doi.org/10.2298/JSC0703215Y/ (дата обращения: 28.04.2022).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Межмолекулярная дегидратацией спиртов. Синтез эфиров по реакции Вильямсона. Присоединение спиртов к алкенам. Синтез эфиров сольватомеркурированием - демеркурированием алкенов. Присоединение спиртов к алкинам. Триметилсилиловые эфиры. Силилирование.
реферат [156,5 K], добавлен 04.02.2009Основные классы органических кислородосодержащих соединений. Методы получения простых эфиров. Межмолекулярная дегидратация спиртов. Синтез простых эфиров по Вильямсону. Получение симметричных простых эфиров из неразветвленных первичных спиртов.
презентация [273,9 K], добавлен 24.01.2014Общее определение сложных эфиров алифатичеких карбоновых кислот. Физические и химические свойства. Методы получения сложных эфиров. Реакция этерификации и ее стадии. Особенности применения. Токсическое действие. Ацилирование спиртов галогенангидридами.
реферат [441,9 K], добавлен 22.05.2016Общее понятие и изучение номенклатуры циклических эфиров как химических соединений содержащих один атом кислорода. Описание строения и физических свойств этилоксирана, его реакционная способность. Присоединение спиртов и химические свойства эфиров.
реферат [588,4 K], добавлен 27.04.2015Свойства изоамилацетата. Практическое применение в качестве растворителя в различных отраслях промышленности. Методика синтеза (уксусная кислота и уксуснокислый натрий). Реакция этерификации и гидролиз сложных эфиров. Механизм реакции этерификации.
курсовая работа [634,2 K], добавлен 17.01.2009Понятие простых эфиров, их сущность и особенности, общая формула, характеристика и химические свойства, образование названий. Отличительные черты циклических эфиров, причины их распространения и сферы использования. Представления и межфазном катализе.
реферат [94,8 K], добавлен 04.02.2009Способы получения сложных эфиров. Основные продукты и области применения эфиров. Условия проведения реакции этерификации органических кислот со спиртами. Катализаторы процесса. Особенности технологического оформления реакционного узла этерификации.
реферат [440,1 K], добавлен 27.02.2009Методы получения фосфорсодержащих (мет)акрилатов. Переэтерификация средних и кислых фосфитов. Механизм реакции переэтерификации эфиров кислот трехвалентного фосфора. Реакции этерификации и переэтерефикации, используемые для синтеза сложных эфиров.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 08.12.2010Способы получения, физические свойства, биологическое значение и методы синтеза простых эфиров. Примеры сложных эфиров, их химические и физические свойства. Методы получения: этерия, взаимодействие ангидридов со спиртами или солей с алкилгалогенидами.
презентация [405,8 K], добавлен 06.10.2015Классификация, свойства, распространение в природе, основной способ получения эфиров карбоновых кислот путем алкилирования их солей алкилгалогенидами. Реакции этерификации и переэтерификация. Получение, восстановление и гидролиз сложных эфиров (эстеров).
лекция [151,9 K], добавлен 03.02.2009Основные методы получения силиловых эфиров енолов. Применение силиловых эфиров енолов в синтезе. Силиловые эфиры енолов как С-нуклеофилы. Синтез исходных соединений. Реакции бис-(2,6-триметилсилилокси) бициклов нонандиена-2,6. Реакция с электрофилами.
курсовая работа [763,0 K], добавлен 21.11.2008Открытие сложных эфиров первооткрывателем, русским академиком Тищенко Вячеславом Евгеньевичем. Структурная изомерия. Общая формула сложных эфиров, их классификация и состав, применение и получение. Липиды (жиры), их свойства. Состав пчелиного воска.
презентация [1,6 M], добавлен 19.05.2014История открытия производных карбоновых кислот, в которых атом водорода карбоксильной группы замещен на углеводородный радикал. Номенклатура и изомерия, классификация и состав сложных эфиров. Их физические и химические свойства, способы получения.
презентация [1,6 M], добавлен 14.09.2014Номенклатура сложных эфиров. Классификация и состав основных сложных эфиров. Основные химические свойства, производство и применение бутилацетата, бензойного альдегида, анисового альдегида, ацетоина, лимонена, земляничного альдегида, этилформиата.
презентация [703,6 K], добавлен 20.05.2013Представители проcтых эфиров целлюлозы: алкилцеллюлоза, бензилцеллюлоза, метилцеллюлоза, этилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, оксиэтилцеллюлоза. Способы получения, применение, производство простых эфиров целлюлозы. Экологический аспект производства.
курсовая работа [34,6 K], добавлен 09.04.2011Структура и свойства краун-эфиров и фуллеренов, их получение и применение. Схема установки для получения монослоев, приготовление растворов и построение р-А изотерм. Молекулярное моделирование и определение площади, занимаемой молекулой в плавающем слое.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 01.04.2011Физические и химические свойства спиртов, их взаимодействие с щелочными металлами. Замещение гидроксильной группы спирта галогеном, дегидратация, образование сложных эфиров. Производство этилового, метилового и других видов спиртов, области их применения.
презентация [1,5 M], добавлен 07.04.2014Изучение методов синтеза силильных эфиров кислот фосфора и их производных, способы получения аминоалкильных соединений фосфора и возможные пути их дальнейшей модификации. Осуществление простого синтеза бис-(триметилсилил)-диметиламинометил фосфоната.
курсовая работа [662,3 K], добавлен 29.01.2011Характеристика, электронное строение и свойства фенолов. Механизм нуклеофильного и электрофильного замещения. Щелочное плавление бензосульфокислоты. Реакция гидрокси-де-диазонирования. Гидролиз сложных эфиров. Электролитическое восстановление хионов.
курсовая работа [135,7 K], добавлен 28.02.2012Физические свойства ацеталей и кеталей, основные методы их синтеза. Ацетализация альдегидов и кетонов. Реакции ацетальной группы. Образование виниловых эфиров. Практическое применение ацеталей. Перегонка триэтилового эфира ортомуравьиной кислоты.
реферат [292,5 K], добавлен 18.02.2012
