К

К.х.н. Шарифова С.К.

Институт Химических Проблем имени академика М.Ф.Нагиева НАН Азербайджана

Исследование реакции эпихлоргидрина с лактамами и синтез соединений на их основе

Лактамы - циклические соединения, внутренние амиды аминокислот. Информация [1] о реакции эпихлоргидрина с лактамами и синтез на их основе различных производных в литературе отсутствует.

Ранее нами были исследованы реакции эпихлоргидрина с аминами [2], с кислотами и оксикислотами [3], с аминокислотами [4], со спиртами [5], с кетонами [6], с кетоспиртами [7] и оксимами [8]. Данная статья посвящена изучению реакции эпихлоргидрина с лактамами. Как показывают наши предыдущие исследования направление протекания реакции зависит от условий проведения реакции и природы используемого катализатора.

Если в качестве катализатора использовать неорганические кислоты или кислоты Льюиса, то реакция протекает по карбонильной группе с образованием циклических кеталей. При катализе реакции основаниями (щелочами и аминами) реакция протекает по аминной группе с образованием хлоргидриновых эфиров лактамов:

               NH                                            OH^                    N─CH₂─CHOH─CH₂Cl

(CH₂)_n+ ClCH₂ ─ CH─ CH₂                (CH₂)_n

               CO                                                                      C=O     (IV - VI)

                                                O             H⁺

                                               (CH₂)_n    NH



                                                              C─O─CH─CH₂Cl

                                                              O         CH₂         (I - III)

   где n = 3 (I, IV); 4 (II, V); 5 (III, VI)

Таким образом, варьирование катализаторами и условиями проведения реакции можно получать различные полифункциональные производные лактамов. Индивидуальность соединений подтверждена ТСХ, а их состав и строение данными элементного анализа , ИК- и ПМР – спектроскопии.

Экспериментальная часть

ИК спектры сняты на спектрометре UR-20 в микрослое суспензии с вазелиновым маслом. ПМР спектры сняты на приборе «Tesla BS – 487C» с внутренним стандартом ГМДС, с рабочей частотой 80 МГц в растворе CCl₄ и смеси CCl₄ – (CD₃)₂CO.

Синтез циклических кеталей (I - III).

В реактор загружали 21 г (0,2 моль) капролактама, 1,335 г (0.01 моль) AlCl₃ и нагревали на водяной бане до 60⁰С при непрерывном перемешивание в течение 2ч., приливая по каплям 18,5 г (0,2 моль) эпихлоргидрина. Реакцию продолжали еще 2ч. По окончании реакции раствор охлаждали и отфильтровывали. Непрореагировавшую часть ЭХГ перегоняли при атмосферном давлении. Вакуумной перегонкой выделяли соединение (I). Аналогично были синтезированы соединения (II и III).

Синтез хлоргидриновых эфиров (IV - VI).

В реактор загружали 21 г (0,2 моль) капролактама, вводили 0,56 г (0,01 моль) KOH и нагревали на водяной бане до 95⁰С, приливая в течение 0,5 ч. по каплям 18,5 г (0,2 моль) эпихлоргидрина. После этого реакцию продолжали еще 2ч. Соединения (IV - VI) выделяли аналогично (I).

Выходы и физико-химические показатели синетзированных соединений представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Физико-химические показатели соединений I - VI

№	Брутто формула	Выход %	Т. кип. ⁰C / 5 мм рт.ст.			Элементный состав %				MR_D
№	Брутто формула	Выход %	Т. кип. ⁰C / 5 мм рт.ст.			C	N	Cl	H
I	C₇H₁₂ NO₂Cl	67,4	151-154	1,0351	1,4040
II	C₈H₁₄ NO₂Cl	63,2	154-157	1,2343	1,5211
III	C₉H₁₆ NO₂Cl	61,4	159-162	1,3101	1,5700
IV	C₇H₁₂ NO₂Cl	76,3	177-181	1,4600	1,6330
V	C₈H₁₄ NO₂Cl	73,2	184-186	1,5950	1,7001
VI	C₉H₁₆ NO₂Cl	70,0	188-191	1,6140	1,7500

Литература

1. Зейналов С.Б., Кязимова Т.Г., Шарифова С.К. Эпихлоргидрин. Баку «Елм». 2000. 186 с.

2. Исследование механизма и кинетических закономерностей протекания реакции эпихлоргидрина с аминами. Зейналов С.Б., Гусейнов И.Ш., Шарифова С.К. Elmi əsərlər. Fundamental elmlər. 2008. №1. cild 8 (25). S. 94-95.

3. Синтез гидроксиаминозамещенных эфиров ароматических кислот на основе их хлоргидриновых производных. Бабаханов Р.А., Зейналов С.Б., Мехтиев М.С., Шарифова С.К., Агаева Э.А. Жур. Орг. Хим. 1993, Т.29. вып. 3. С. 559-564.

4. Исследование реакции эпихлоргидрина с глицином. Зейналов С.Б., Шарифова С.К., Рушиназ И.Р., Азерб. Хим. Жур., 2005, №5, С. 178-188.

5. О направлениях реакций эпихлоргидрина с кислотами, спиртами и аминами. Шарифова С.К. Азерб. Хим. Жур. 2010. №2. С. 139-146.

6. Синтез циклических аминокеталей. Шарифова С.К., Рушиназ И.Р., Зейналов С.Б., Мамедов Э.Ш. Докл. НАН Азербайджана. 2005. №2. С.69-71.

7. Исследование реакции эпихлоргидрина с циклогексан-1-олом-2. Шарифова С.К., Зейналов С.Б., Абиева Х.М., Рушиназ И.Р. ATU Elmi əsərlər. Fundamental elmlər. 2009. №3. Cild 3 (31). s. 125-127.

8. Исследование реакции эпихлоргидрина с салицилальоксимом. Шарифова С.К., Зейналов С.Б., Абдуллаева Ф.А. Сборник материалов Всероссийской конференции с междунар. участием, посвящ. 75 летию со дня рожд. В.В.Кормачева. Чебоксары. 2012. 19-20 апрель. С. 213.