Химия и химические технологии/6

Химия и химические технологии/6. Органическая химия

к.х.н. Жусупбекова Н.С.

Казахский Национальный Университет им. Абая, Казахстан, г. Алматы

Синтез циансодержащих эфиров фосфорной кислоты

и их биологическая активность

Ранее было показано, что циангидрины алифатического, ациклического и гетероциклического рядов фосфорилируются диалкилфосфористыми кислотами с образованием циансодержащих производных, что открывает перспективы создания новых эфиров фосфорной кислоты, потенциально обладающих биологической активностью [1-6].

Продолжая направления в данном направлении, было изучено взаимодействие ацетонциангидрина (1) с диэтил- (2), дипропил- (3), ди-(b-хлорэтил)- (4), дибутил- (5), диаллил- (6) и дипропаргилфосфитами (7). Синтезированы и охарактеризованы соответствующие циансодержащие триалкилфосфаты (8-13).

1 2-7 8-13

R = C₂H₅(2,8), C₃H₇(3,9), CH₂CH₂Cl (4,10), C₄H₉(5,11), CH₂-СН=CH₂ (6,12),

CH₂-СН≡CH (7,13)

Состав и строение полученных соединений (8-13) подтверждены данными элементного анализа, ЯМР ¹Н, ¹³С, ³¹Р и ИК спектроскопии, индивидуальность – тонкослойной хроматографией в системе растворителей – гексан : ацетон : этилацетат - 8:3:9, А1₂О₃ (таблицы 1-3).

В ИК спектрах соединений (8-13) имеются полосы поглощения в области 1209-1280 см^-1, характерные для Р=О–группы, в интервале 1005-1035 см^-1 наблюдаются полосы поглощения связи Р-О-С. Отсуствуют полосы поглощения, соответствующие ОН–группе исходного нитрила.

Таблица 1. Физико-химические характеристики соединений (8-13)

№ соед	Вы-ход, %	Т. кип.	n_D¹⁸	R_f	Вычислено,% Найдено, %					Брутто-формула
№ соед	Вы-ход, %	Т. кип.	n_D¹⁸	R_f	С	Н	N	Р	Сl	Брутто-формула
8	61,0	89,5-93	1,417	0,75	43,44 43,0	7,24 7,04	6,33 6,03	14,03 13,52	-	С₈Н₁₆NРО₄
9	71,0	85-102	1,421	0,67	48,19 48,09	8,03 7,85	5,62 5,12	12,45 12,15	-	С₁₀Н₂₀NРО₄
10	79,0	139,5-142,5	1,458	0,57	33,10 33,0	4,83 4,5	4,83 4,48	10,69 10,47	24,48	С₈Н₁₄NРО₄Сl
11	75,0	96-103	1,423	0,68	51,99 50,41	8,66 8,27	5,05 4,45	11,19 11,09	-	С₁₂Н₂₄NРО₄
12	60,0	97-109	1,444	0,77	48,98 48,18	6,53 6,03	5,71 5,18	12,65 12,42	-	С₁₀Н₁₆NРО₄
13	58,0	115-117	1,463	0,81	49,79 49,27	4,98 4,58	5,81 5,62	12,86 12,34	-	С₁₀Н₁₂NРО₄

Таблица 2. ИК, КР спектры соединений (8-13)

№ соед	R	ИК спектр, см^-1							КР cпектр
№ соед	R	P=O	P-O-C	C≡N	CH₃	=CH₂	≡CH	C≡C	v_C≡N см^-1
8	C₂H₅	1290	1035,1005	2215	2990,2880	-	-	-	2244
9	C₃H₇	1285	1020	2215	2960,2880	-	-	-	2244
10	CH₂CH₂Cl	1287	1030	2250	2995,2890	-	-	-	2244
11	C₄H₉	1290	1030,1010	2215	2960,2880	-	-	-	2242
12	CH₂-СН=CH₂	1280	1030	2250	2955,2890	3090	-	-	2244
13	CH₂-СН≡CH	1285	1030	2225	2950,2885	-	3292	2140	2244

Таблица 3. ПМР спектры соединений (8-13)

№ соед	R	ПМР спектр, d, м.д.
№ соед	R	CH₃	C≡CН	POCН₂	CH₂-CН₂	CH₂-CН₃	=CH₂	CH=	³¹Р
8	C₂H₅	1,82 с	-	4,10кв.д.	-	1,30 т	-	-	-5,6 80 Гц
9	C₃H₇	1,70 с	-	3,29кв.д.	1,57кв.д.	0,98	-	-	-5,4
10	CH₂CH₂Cl	1,80 с	-	4,20кв.д.	3,62кв.д.	-	-	-	-6,3
11	C₄H₉	1,77 с	-	4,01кв.д.	1,7 кв.д.	0,85 т	-	-	-6,4
12	CH₂-СН=CH₂	1,75 с	-	4,75кв.д.	-	-	5,25д; 5,39 с	5,7м	-5,6
13	CH₂-СН≡CH	1,85 с	2,60 т	4,70кв.д.	-	-	-	-	-6,8

Для соединения (12) в области 3090 см^-1 проявляются полосы поглощения =СН₂–связи. Валентные колебания тройной ацетиленовой связи (СºС) соединения (13) отмечены при 2140 см^-1 и полосы поглощения характерные для терминального ацетиленового водорода ºСН–связи наблюдаются при 3292 см^-1.

В КР спектрах соединений (8-13) для СºN группы наблюдаются полосы поглощения в области 2244-2242 см^-1.

В спектрах ПМР соединений (8-13) наблюдаются резонансные сигналы протонов в области 3,92-4,75 м.д. (квард дублет, РОСН₂), 0,85-1,30 м.д. (триплет, РОСН₂СН₃, РОСН₂СН₂СН₃, РОСН₂СН₂СН₂СН₃), 1,7-3,62 м.д. (квард дублет, РОСН₂ СН₂_,РОСН₂СН₂СН₃, РОСН₂СН₂СН₂СН₃, РОСН₂СН₂СН₂–), 2,60 м.д. (триплет, СºСН), 1,70-1,85 м.д. (синглет, СН₃), 5,25 м.д. (дублет, СН=СН₂), 5,39 м.д. (синглет, СН=СН₂), 5,75 м.д. (дублет, СН=СН₂).

Данные ЯМР спектров подтверждают структуру синтезированных соединений (8-13). Так, в ЯМР ³¹Р спектре соединений (8-13) наблюдаются сигналы в области -5,6-(-6,4) м.д., соответствующие резонансу ядра атома фосфора.

Далее синтезированные соединения (9,10,13) на базе кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии КазНМУ им. С.Д. Асфендиярова были исследованы на антимикробную активность. Изучение антимикробной активности проводилось по отношению к штаммам бактерий Staphylococcus aureus, Escherihia coli, Pseudomonas aeruginosa и дрожжевому грибу Candida albicans методом диффузии в агар (лунок).

В результате исследования установлено, что соединение (13) обладает умеренной антимикробной и выраженной противогрибковой активностью, а соединение (9) обладает умеренной активностью против стафилокков и грибов кандида.

Таким образом, в результате проведенных исследований было установлено, что циангидрины могут фосфорироваться с диалкилфосфористыми кислотами с образованием соответствующих производных. При исследовании синтезированных соединений (9,10,13) на биологическую активность выявлены соединения, обладающие умеренной антимикробной и выраженной противогрибковой активностью.

Литература

1. Джиембаев Б.Ж. α–Окси- и α –аминофосфонаты шестичленных (N,О, S, Sе) гетероциклов, Алматы, 2003, 234 с.

2. Мадакян В.Н., Тосунян А.О., Мирзоян Р.Г., Вартанян С.А. Синтез стереоизомерных 2,5-диметил-4-аминотетрагидротиопиран-4-карбоновых кислот // Арм. хим. журн. 1979. Т.29. №1. С.66-70.

3. Арбузов Б.А., Зароастрова В.М., Ибрагимов Н.Д. Эфиры фосфорной кислоты, содержащие циангруппу // Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1964. №4. С. 656.

4. Но Б.И., Юхно Ю.М., Еремин С.Н., Шишкин В.Е., Медников Е.В. Окислительное фосфорилирование α –гидроксилнитрилов // Журн. Общ. Химии. 1992. Т.62. Вып. 1. С.228-229.

5. Салимбаева А.Д., Джиембаев Б.Ж, Туканова С.К., Бутин Б.М. Синтез новых фосфорилированнх ацетиленовых аминов // Журн. Общ. Химии. 1990. Т.60. вып. 5. С.1008-1011.

6. Черкасов А.Р., Галкин В.И., Черкасов Р.А. Индуктивный эффект заместителей в корреляционном анализе: проблема количественной оценки // Успехи химии. 1996. Т.65. Вып. 6. С.695-711.