КЕТИМИНЫ НА ОСНОВЕ 4,4'-ДИХЛОРБЕНЗОФЕНОНА, ГУАНИДИНА ИЛИ АМИНОГУАНИДИНА И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК C07C279/02 C07C277/00 

Изобретение относится к органическому соединению на основе 4,4'-дихлорбензофенона и гуанидина, содержащему в своей структуре кетиминовую связь.

Данное соединение может быть использовано в реакциях поликонденсации для синтеза полигетероариленов, отличительной особенностью которых является сочетание высоких тепло- и термостойкостей. Кроме того, для таких полимеров характерны высокие прочностные показатели, хорошие диэлектрические свойства, высокая химическая и радиационная стойкость. Благодаря этому их применяют в авиации, космической технике, электронике, машиностроении и других отраслях промышленности. [Коршак В.В. Термостойкие полимеры. М., 1969]. Также хорошо известно, что органические соединения, содержащие в своем составе гуанидиновый фрагмент, обладают бактерицидными свойствами и используются в качестве лечебных препаратов и фунгицидов [Химическая энциклопедия т.1 / Под ред. И.Л.Кнунянца. - М.: Советская энциклопедия, 1988, с.1209]. Они не инактивируются белками и в то же время биоразлагаемы, поэтому находят широкое применение в качестве физиологически активных веществ: лекарств, антисептиков, пестицидов [Отчет филиала №5 института биофизики Минздрава СССР, Ангарск, 1991 г.]. Гуанидиновая группировка служит началом многих лекарственных веществ (сульгин, исмелин, фарингосепт) и антибиотиков (стрептомицин, бластицидин, мильдомицин).

Все вышесказанное свидетельствует о том, что синтез новых органических соединений на основе гуанидина представляет несомненный интерес.

Известно, что при взаимодействии гуанидина и его производных с кетонами образуются кетимины. [Краткая химическая энциклопедия т.1./ Под ред. И.Л.Кнунянца и др. - М.: Советская энциклопедия, 1961, с.139].

Наиболее близким к заявляемым соединениям является полученный ранее продукт взаимодействия 4,4'-дихлорбензофенона с аминогуанидином, [Bairwa, Ranjeet et al. - Novel molecular hybrids of cinnamic acids and guanilhydrazones as potential antitubercular agents / Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 2010, 20 (5), 1623-1625], используемое в синтезе антитуберкулезного препарата.

Задача настоящего изобретения - создание нового органического соединения на основе гуанидина и 4,4'-дихлорбензофенона следующего строения:

Полученное нами соединение представляет собой мономер для получения (со)полимеров с помощью реакций поликонденсации, при этом образующиеся полимеры могут сохранять комплекс ценных свойств исходного мономера, являясь удобными носителями биологически активных веществ.

В литературе описан способ получения наиболее близкого к заявляемому кетимина на основе бензофенона и аминогуанидина (прототип) [[Nordmann J., Mattioda G., Loiseau G. - Новые лекарственные средства, обладающие анальгетическим, спазмолитическим и противовоспалительным действием. - Французский патент, кл. А61к, с 07 с, №7858. М., заявл. 30.12.68, опубл. 20.04.70; РЖХ 5Н 330П, 1973 г.]. Согласно этому способу к суспензии 136 ч. бикарбоната аминогуанидина в 200 об. ч. воды постепенно прибавляют 85 ч. концентрированной соляной кислоты. По окончании растворения быстро и при перемешивании прибавляют раствор 40 ч. гидроксида натрия в 100 ч. воды, выливают в смесь 91 ч. бензофенона и 500 ч. по объему спирта, раствор охлаждают до 0°С, кипятят 40 ч. в атмосфере азота, воду упаривают в вакууме, остаток отфильтровывают. Т_пл.=192°С. К недостаткам такого способа следует отнести длительные по времени стадию кипячения (40 час) и упаривание воды под вакуумом.

Для снижения энергозатрат, оптимизации процесса получения кетимина на основе гуанидина и 4,4'-диацетилдифенилоксида, устранения длительных по времени стадий нами предлагается проводить реакцию взаимодействия гуанидина с 4,4'-дихлорбензофеноном в этаноле при температуре 70°С в течение 4 часов при рН=3. Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В 50 мл этилового спирта смешивали 6,05 г (0,05 моль) бикарбоната гуанидина и 12,55 г (0,05 моль) 4,4'-дихлорбензофенона, смесь подкисляли концентрированной соляной кислотой до рН=3 и выдерживали при температуре 70°С в течение 4-х часов. Образующийся кетимин высаждали в дистиллированную воду, подщелачивали карбонатом натрия и отфильтровывали. Перекристаллизовывали из водного спирта. Температура плавления кетимина после перекристаллизации была = 107°С. Выход - 94%.

Пример 2. Также как в примере 1, только брали 4,5 г (0,025 моль) карбоната гуанидина и 12,55 г (0,05 моль) 4,4'-дихлорбензофенона. Температура плавления кетимина после перекристаллизации была = 107°С. Выход - 97%.

Строение и чистоту полученного мономера определяли с помощью элементного анализа (лаборатория микроанализа ИНЭОС РАН); методом ПК-спектроскопии (лаборатория спектрального анализа кафедры неорганической и физической химии КБГУ).

Данные элементного анализа кетимина на основе 4,4'-дихлорбензофенона и гуанидина. Найдено, %: С=57,25; Cl=23,92; N=14,51; Н=3,69. Вычислено для C₁₄H₁₁Cl₁₂N₃, %: С=57,53; Cl=24,32; N=14,38; Н=3,77. ИК-спектры синтезированного кетимина содержат сигналы, соответствующие предполагаемой структуре. Две широкие расщепленные полосы в области 3450-3070 см^-1 соответствуют валентным колебаниям N-H в ассоциированных и неассоциированных группах NH₂ и -NH-. Имеются полосы поглощения в области 1658 и 1570 см^-1 (валентное колебание связей N=C), 1597 и 1500 см^-1 -v_as и v_s (соответственно) для связей С=С в ароматических кольцах. Остальные полосы хорошо согласуются с гуанидиновым фрагментом.

Таким образом, доказано образование кетимина на основе 4,4'-дихлор-бензофенона и гуанидина.

Кетимин на основе 4,4'-дихлорбензофенона и гуанидина содержит два атома хлора и может использоваться для получения различных классов полигетероариленов, в частности, ароматических простых полиэфиров (при взаимодействии с дифенолятами), полиаминов (реакция с гексаметилен диамином или ароматическими диаминами), полисульфидов (реакция с Na₂S) и т.д. Эти классы полимеров сочетают высокие тепло- и термостойкости, для них характерны высокие прочностные показатели, хорошие диэлектрические свойства, высокая химическая и радиационная стойкость связи [С.В.Виноградова. В.А.Васнев / Поликонденсационные процессы и полимеры. - М.: Наука, МАИК "Наука / Интерпериодика", 2000. - 373 с.].

На примере поливинилхлорида (ПВХ) и пластиката ПВХ нами было установлено, что синтезированный кетимин хорошо совмещается с полимерами, выпускаемыми в промышленных масштабах, при этом введение в полимеры даже 0,2 мас.%, вышеуказанного кетимина увеличивает ПТР расплава до 1,7 раз.

Известно, что введение атомов галогена в органическую молекулу, содержащую фрагмент антимикробного соединения, обычно усиливает биологическую активность последнего [А.Д.Вирник / Антимикробные целлюлозные волокнистые материалы - Итоги науки и техники - серия "химия и технология высокомолекулярных соединений", - т.21. - М.: ВИНИТИ, 1986].

Предварительными бактериологическими исследованиями установлено, что полученный кетимин эффективен против протея вульгарного (Proteus vulgaris), синегнойной палочки (Ps.aureginosa) и золотистого стафилококка (Staph.Aureus).

Предложен новый кетимин на основе 4,4'-дихлорбензофенона и гуанидина, охарактеризованный следующей формулой

а также способ его получения, заключающийся во взаимодействии карбоната (бикарбоната) гуанидина с 4,4'-дихлорбензофеноном в этаноле при температуре 70°С в течение 4 часов при рН=3 при мольном соотношении гуанидин: 4,4'-дихлорбензофенон=1:1. Синтезированный кетимин может быть использован в реакциях поликонденсации при синтезе полигетероариленов, отличительной особенностью которых является сочетание высокой тепло- и термостойкости, высоких прочностных показателей, хороших диэлектрических свойств, химической и радиационной стойкости. Введение заявленного кетимина увеличивает показатель текучести расплава (ПТР). 2 н.п. ф-лы, 2 пр.

1. Кетимин на основе 4,4'-дихлорбензофенона и гуанидина следующей структуры

2. Способ получения кетимина по п.1, заключающийся во взаимодействии производных гуанидина и кетонов, отличающийся тем, что реакцию взаимодействия гуанидина с 4,4'-дихлорбензофеноном проводят в этаноле при концентрации 4,4'-дихлорбензофенона 1 моль/л, температуре 70°С в течение 4 ч при рН 3 при мольном соотношении гуанидин:4,4'-дихлорбензофенон=1:1.