ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2019, том 55, № 11, с. 1746-1750

УДК 547.234.22 + 547.313 + 542.943.5

ГИДРАЗИДЫ ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ В

ПРЕВРАЩЕНИЯХ ПЕРОКСИДНЫХ ПРОДУКТОВ

ОЗОНОЛИЗА НОН-1-ЕНА

ФГБУН «Уфимский Институт химии УФИЦ РАН»,

450054, Россия, Республика Башкортостан, г.Уфа, пр. Октября71

*е-mail: legostaevayuv@yandex.ru

Поступила в редакцию 29 апреля 2019 г.

После доработки 18 сентября 2019 г.

Принята к публикации 20 сентября 2019 г.

Изучена реакция гидразидов алициклической каприновой и ароматических бензойной и п-

гидроксибензойной кислот с пероксидным продуктом озонолиза нон-1-ена. Первый среди выбранных

гидразидов проявляет наиболее сильные восстановительные свойства в апротонных растворителях

(хлористый метилен, тетрагидрофуран) и приводит хемоселективно и с высокими (~80%) выходами к

соответствующему ацилгидразону, тогда как гидразид п-гидроксибензойной кислоты образует

аналогичное производное с выходом 67% только в тетрагидрофуране.

Ключевые слова: озонолиз-восстановление, гидразиды каприновой, бензойной, п-оксибензойной

кислот, ацилгидразоны.

DOI: 10.1134/S0514749219110120

Гидразиды карбоновых кислот привлекают

карбонильных соединений) нами изучена восстано-

внимание координационно-химическими свойства-

вительная способность гидразидов органических

ми и перспективностью применения их производ-

кислот (бензойной, п-гидроксибензойной и капри-

ных в различных отраслях техники, медицины и

новой) по отношению к пероксидным продуктам

сельского хозяйства [1]. Так, гидразиды аромати-

озонолиза алкенов в растворителях различной при-

ческих кислот, а также их производные обладают

роды (МеОН, CH₂Cl₂, ТГФ) на примере монозаме-

различными видами биологической активности

щенного алкена - нон-1-ена (1).

(противотуберкулезной, антимикобактериальной,

противовирусной, антибактериальной и др.) [2],

Известно, что природа растворителя оказывает

существенное влияние на строение образующихся

комплексообразующими свойствами [1, 3], а также

пероксидных продуктов озонолиза [9]. Таковыми

используются в синтезе биологически активных

соединений [4, 5].

при использовании метанола являются преиму-

щественно соответствующие α-метоксигидроперо-

Одним из способов введения в молекулы ацил-

кcиды, при использовании апротонных раство-

гидразонного фрагмента является конденсация

рителей (CH₂Cl₂, ТГФ) - озониды. Исходя из этого,

гидразидов органических кислот с карбонильными

можно составить вероятную схему превращений

соединениями [2, 6-7]. Последние, в свою очередь,

пероксидов из нон-1-ена (1), а также предположить

могут быть получены озонолитическим окисле-

продукты реакции. Так, для α-метоксигидроперо-

нием алкеновых субстратов с применением восста-

ксида

(2) и озонида

3 возможны как восста-

навливающих соединений, таких как Me₂S, PPh₃ и

новление до полуацеталя 4 либо альдегида 7, так и

др. [8].

дегидратация либо расщепление с выделением

С целью разработки однореакторного синтеза

формальдегида, приводящие к эфиру 5 или кислоте

ацилгидразонов (без выделения промежуточных

8, соответственно. Конденсация карбонильных сое-

1746

ГИДРАЗИДЫ ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ В ПРЕВРАЩЕНИЯХ ПЕРОКСИДНЫХ ПРОДУКТОВ

1747

Схема 1.

[H]

NH₂NHCR

OOH

OMe

^_MeOH

NNHCR

O₃, MeOH, O^oC

OMe

^_H₂O

OMe

(CH₂)₆

NH₂NHCR

O₃,

[H]

CH₂Cl₂ или ТГФ

O O

O^oC

^_CH₂

динений 4 и 7 с гидразидами кислот, в свою оче-

бензойной 13 кислот показала их пониженную, по

редь, ведет к целевым ацилгидразонам 6 (схема 1).

сравнению с алициклическим гидразидом 9, восс-

танавливающую способность. Так, единственным

Таким образом, восстановительную способность

продуктом реакции, проводимой в метаноле, в

исследуемых гидразидов кислот по отношению к

обоих случаях стал метилоктаноат 5, образую-

пероксидным продуктам озонолиза 1-нонена

(1)

щийся с высокими выходами (схемы 3 и 4).

эмпирически можно оценить по образованию в

ходе реакции карбоксильных производных 5 и 8:

Целевые ацилгидразоны 12 и 14 были получены

чем больше их в реакционной смеси, тем слабее

при проведении реакции в апротонных раство-

восстановительные свойства гидразида.

рителях. При использовании гидразида бензойной

кислоты 11 в хлористом метилене ацилгидразон 12

При обработке гидразидом каприновой кислоты

образуется в смеси с небольшим количеством (5%)

9 пероксидного продукта озонолиза нон-1-ена (1)

октановой кислоты 8, в ТГФ - примерно в равных

(0°С) был получен ацилгидразон 10 с выходами от

количествах (схема 3).

16 до 80% в зависимости от используемого раство-

рителя. С наименьшим выходом гидразон 10 обра-

При использовании гидразида 13 формирование

зуется при проведении реакции в метаноле, в реак-

ацилгидразона 14 проходит хемоселективно и с

ционной смеси преобладает метиловый эфир окта-

хорошим выходом (67%) в CH₂Cl₂. Снижение се-

новой кислоты 5. В апротонных растворителях

лективности реакции и выхода гидразона 14 отме-

(CH₂Cl₂, ТГФ) превращения протекают с преобла-

чено при проведении реакции в ТГФ (схема 4).

данием ацилгидразона 10, а октановая кислота 8

На основании полученных экспериментальных

образуется в примесных количествах (схема 2).

данных можно сделать вывод о том, что в отно-

Обработка пероксидов из алкена 1 ароматичес-

шении пероксидных продуктов озонолиза восста-

кими гидразидами бензойной 11 и п-гидрокси-

новительные свойства гидразида алифатической

Схема 2.

1. O_3, MeOH, 0^oC

+ 5, 35%

HN NH₂

10, 16%

1. O₃, CH₂Cl₂, 0^oC

2. 9

10, 80% + 8, 3%

1. O₃, TГФ, 0^oC

2. 9

10, 78% + 8, 12%

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 11 2019

1748

МЯСОЕДОВА и др.

Схема 3.

1. O₃, MeOH, 0^oC

5, 73%

H₂N

1. O₃, CH₂Cl₂, 0^oC

2. 11

+ 8, 5%

12, 32%

1. O₃, TГФ, 0^oC

2. 11

12, 33% + 8, 30%

каприновой кислоты выше по сравнению с

колоночной хроматографии применяли SiO₂ (70-

гидразидами ароматических п-гидроксибензойной

230) марки Lancaster (Великобритания). В работе

и особенно бензойной кислот, что, очевидно,

использовали бензойную (Sigma Aldrich, CAS №

связано с электронными эффектами в молекулах

65-85-0), каприновую (Sigma Aldrich, CAS № 334-

этих реагентов.

48-0) и 4-оксибензойную (Sigma Aldrich, CAS №

99-96-7) кислоты (химическая чистота каждой

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

99%). Данные элементного анализа всех соеди-

нений соответствовали вычисленным. Производи-

В работе использовали оборудование Центра

тельность озонатора - 40 ммоль О₃/ч.

коллективного пользования «Химия» УфИХ УФИЦ

РАН. ИК спектры записывали на приборе IR

Общая методика проведения эксперимента.

Prestige-21 (Fourier Transform Spectrophotometer -

Через раствор 1.0 г (7.92 ммоль) нон-1-ена (1) в

Shimadzu, Япония) в тонком слое. Спектры ЯМР

20 мл абс. МеОН или ТГФ или CH₂Cl₂ при 0°С

регистрировали на спектрометре Bruker Avance

барботировали озоно-кислородную смесь до погло-

III

500 (США)

[рабочие частоты

500.13

(¹Н),

щения 8 ммоль О₃. Реакционную смесь продували

125.47 (¹³С) МГц] в CDCl₃, внутренний стандарт -

аргоном. Добавляли (0°С) 15.84 ммоль гидразидов

ТМС. ГЖХ-анализ выполняли на приборе Chrom-5

9, 11 или 13 [10], перемешивали при комнатной

(Чехия) [длина колонки 1.2 м, неподвижная фаза -

температуре до исчезновения пероксидов (72 ч,

силикон SE-30 (5%) на носителе ChromatonN-AW-

контроль - иод-крахмальная проба), растворитель

DMCS (0.16-0.20 мм), рабочая температура 50-

отгоняли, остаток растворяли в CHCl₃, промывали

300°С], газ-носитель - гелий. Контроль методом

насыщенным раствором NaCl, сушили Na₂SO₄ и

ТСХ проводили на SiO₂ марки Sorbfil (Россия). Для

упаривали.

Схема 4.

1. O₃, MeOH, 0^oC

5, 89%

H₂N

1. O₃, CH₂Cl₂, 0^oC

2. 13

14, 67%

1. O₃, TГФ, 0^oC

2. 13

14, 37% + 8, 13%

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 11 2019

ГИДРАЗИДЫ ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ В ПРЕВРАЩЕНИЯХ ПЕРОКСИДНЫХ ПРОДУКТОВ

1749

Обработка гидразидом каприновой кислоты 9.

2СН_аром, J 8.1 Гц). Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 14.03 к

(CН₃), 22.55, 24.76, 28.89, 29.02, 31.60, 34.09 все т

Озонолиз в метаноле. После хроматографиро-

(CH₂), 127.51 д (2СН_аром), 129.49 д (2СН_аром), 130.00

вания остатка (2.20 г) [SiO2, ПЭ (петролейный

(С_аром), 133.29 д (СН_аром), 153.68 д (CН=N), 170.49

эфир)-МТБЭ (трет-бутилметиловый эфир),

(C=O). Масс-спектр, m/z (I_отн,

%):

247

(100)

20:1→1:1] получили 0.56 г (16%) ацилгидразона 10

[M + H]⁺. Найдено, %: C 73.41; H 9.55; N 11.23.

и 0.43 г (35%) метилоктаноата (5) [11].

С₁₅Н₂₂N₂O. Вычислено,

%: C

73.13; H

9.0; N

Озонолиз в CH₂Cl₂. После хроматографиров-

11.37.

ания остатка (2.10 г) (SiO₂, ПЭ-МТБЭ, 20:1→1:1)

Обработка гидразидом п-оксибензойной

получили 1.88 г (80%) ацилгидразона 10 и 0.03 г

кислоты 13.

(3%) октановой кислоты 8 [12].

Озонолиз в метаноле. Получили 1.10 г (89%)

Озонолиз в ТГФ. После хроматографирования

метилового эфира 5.

остатка (2.30 г) (SiO₂, ПЭ-МТБЭ, 20:1→1:1) полу-

чили 1.80 г (78%) ацилгидразона 10 и 0.14 г (12%)

Озонолиз в CH₂Cl₂. Получили 1.39 г (67%)

октановой кислоты 8.

гидразона 14.

N-[(1E)-Октилиден]деканогидразид (10). Белые

Озонолиз в ТГФ. После хроматографирования

кристаллы, т.пл. 69-70°С, Rf 0.3 (гексан-метил-

остатка (1.00 г) (SiO₂, ПЭ-МТБЭ, 20:1→1:1) полу-

трет-бутиловый эфир, 2:1). ИК спектр (KBr), ν,

чили 0.13 г (13%) октановой кислоты и 0.40 г (37%)

см^-1:

3200

[C(=O)NH], 1663 (C=N), 1556 (NН).

ацилгидразона 14.

Спектр ЯМР ¹Н, δ, м.д.: 0.82-0.91 м (6Н, С⁹Н₃,

N-[(1E)-Октилиден]-п-оксибензогидразид (14).

С¹⁸Н₃), 1.18-1.4 м (18Н, С5-8Н2, С12Н2, С14-17Н2),

Белые кристаллы, т.пл. 121-122°С, R_f 0.10 (гексан-

1.46-1.53 м (2Н, С⁴Н₂), 1.60-1.67 м (2Н, С¹¹Н₂),

метил-трет-бутиловый эфир, 2:1). ИК спектр (KBr),

2.19-2.23 м (2Н, C¹⁰H₂), 2.60 т (2Н, С³Н₂, J 7.3 Гц),

ν, см^-1: 3165 (NН), 1715 (С=О), 1662 (C=N). Спектр

7.18 т (1Н, С2Н=N, J 5.3 Гц), 9.80 c (1Н, NH).

ЯМР ¹Н, δ, м.д.: 0.88 т (3Н, С⁸Н₃, J 7.4 Гц), 1.10-

Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 14.02 к (CН₃), 14.05 к

1.40 м (6Н, С^4-6Н₂), 1.45-1.65 м (4Н, С³Н₂, С⁷Н₂),

(CН₃), 22.57, 22.62, 24.65, 26.27, 28.99, 29.05, 29.26,

2.25-2.31 м (2Н, С²Н₂), 6.90 уш.с (1Н, NН), 6.85 д

29.33, 29.43, 31.63, 31.69, 31.84, 32.10, 32.53 все т

(3Н, 2СН_аром, J 8.7 Гц), 7.05 уш.с (ОН), 7.52 т (1Н,

(CH₂),

147.64 д (CН=N),

176.27 (C=O). Масс-

С¹Н=N, J 5.8 Гц), 7.90 д (2Н, 2СН_аром, J 8.6 Гц).

спектр, m/z (I_отн, %): 297 (100) [M + H]⁺. Найдено: C

Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 14.05 к (CН₃), 22.59, 24.32,

72.41; H 12.52; N 9.68. С₁₈Н₃₆N₂O. Вычислено, %: C

26.99, 29.10, 31.57, 32.16 все т (CH2), 115.36 д

72.92; H 12.24; N 9.45.

(2СН_аром), 121.70 (С_аром), 131.78 д (2СН_аром), 153.44

Обработка гидразидом бензойной кислоты 11.

д (СН=N), 161.18 (C_аром-ОН), 167.20 (C=O). Найде-

но, %: C 68.51; H 8.25; N 10.31. С₁₅Н₂₂N₂O₂. Вычис-

Озонолиз в метаноле. Получили 1.28 г смеси,

лено, %: C 68.67; H 8.45; N 10.68. Масс-спектр, m/z

разделенной колоночной хроматографией (SiO₂,

(I_отн, %): 263 (100) [M + H]⁺.

ПЭ-МТБЭ, 20:1→1:1). Получили

0.90 г

(73%)

эфира 5.

ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА

Озонолиз в CH₂Cl₂. Получили 0.62 г (32%)

гидразона 12 и 0.06 г (5%) октановой кислоты 8.

Работа выполнена при финансовой поддержке

программы РАН «Фундаментальные основы химии»,

Озонолиз в ТГФ. Получили 0.35 г (30%) окта-

тема № 8 «Хемо-, регио- и стереоселективные

новой кислоты 8 и 0.65 г (33%) ацилгидразона 12.

превращения терпеноидов, стероидов и липидов в

N-[(1E)-Октилиден]бензогидразид (12). Белые

направленном синтезе низкомолекулярных биоре-

кристаллы, т.пл. 154-155°С, R_f 0.15 (гексан-метил-

гуляторов»

(№ госрегистрации АААА-А17-

трет-бутиловый эфир, 2:1). ИК спектр (KBr), ν,

117011910023-2, 2017 г.).

см^-1: 3212 (NН), 1652 (C=N). Спектр ЯМР ¹Н, δ,

м.д.: 0.85 т (3Н, С⁸Н₃, J 7.3 Гц), 1.20-1.40 м (6Н,

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

С^4-6Н₂), 1.52-1.65 м (4Н, С³Н₂, С⁷Н₂), 2.25-2.31 м

(2Н, С²Н₂), 7.30-7.45 м (3Н, 3СН_аром), 7.52 т (1Н,

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

С¹Н=N, J 7.3 Гц), 7.80 уш.с (1Н, NН), 8.00 д (2Н,

интересов.

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 11 2019

1750

МЯСОЕДОВА и др.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

7. Нуркенов О.А., Сатпаева Ж.Б., Щепеткин И.А.,

Хлебников А.И., Турдыбеков К.М., Сейлханов Т.М.,

1. Миминошвили Э.Б. ЖСХ.

2009,

50,

174.

Фазылов С.Д. ЖОХ. 2017, 87, 1639. [Nurkenov O.A.,

[Miminoshvili È.B. J. Struct. Chem. 2009, 50, 168.]

Satpaeva Zh.B., Schepetkin I.A., Khlebnikov A.I., Tur-

doi 10.1007/s10947-009-0205-x

dybekov K.M., Seilkhanov T.M., Fazylov S.D. Russ. J. Gen.

Chem. 2017, 87, 2299.] doi 10.1134/S1070363217100097

2. Нуркенов О.А., Сатпаева Ж.Б., Щепеткин И.А.,

Фазылов С.Д., Сейлханов Т.М., Ахметова С.Б. ЖОХ.

8. Мясоедова Ю.В., Назаров И.С., Ишмуратов Г.Ю.

2017, 87,

1295.

[Nurkenov O.A., Satpaeva Zh.B.,

ЖОрХ. 2019, 55, 67. [Myasoedova Yu.V., Nazarov I.S.,

Shchepetkin I.A., Fazylov S.D., Seilkhanov T.M.,

Ishmuratov G.Yu. Russ. J. Org. Chem. 2019, 55, 47.]

Akhmetova S.B. Russ. J. Gen. Chem. 2017, 87, 1707.]

doi 10.1134/S107042801901007X

doi 10.1134/S1070363217080114

9. Ишмуратов Г.Ю., Легостаева Ю.В., Боцман Л.П.,

3. Афанасьева Г.В., Бычкова Т.И., Штырлин В.Г.,

Толстиков Г.А. ЖОрХ. 2010, 46, 1591. [Ishmura-

Шакирова А.Р., Гарипов P.P., Зявкина Ю.И., Заха-

tov G.Yu., Legostaeva Yu.V., Botsman L.P., Tolsti-

ров А.В. ЖОХ. 2006, 76,

365.

[Afanas’eva G.V.,

kov G.A. Russ. J. Org. Chem. 2010, 46, 1593.] doi

Bychkova T.I., Shtyrlin V.G., Shakirova A.R., Gari-

10.1134/S1070428010110011

pov R.R., Zyavkina Yu.I., Zakharov A.V. Russ. J. Gen.

10. Вейганд-Хильгетаг. Методы эксперимента в орга-

Chem. 2006, 76, 346.] doi 10.1134/S1070363206030030

нической химии. М.: Химия, 1968, 944. [Weygand-

4. Шемчук Л.А., Черных В.П., Крыськив О.С. ЖОрХ.

Hilgetag. Organisch-chemischeexperimentierkunst.

2006,

42,

768.

[Shemchuk L.A., Chernykh V.P.,

Berlin, Leipzig: J.A. Barth, 1964, 1142.]

Krys’kiv O.S. Russ. J. Org. Chem. 2006, 42, 752.] doi

11. Ишмуратов Г.Ю., Легостаева Ю.В., Боцман Л.П.,

10.1134/S1070428006050186

Муслухов Р.Р., Яковлева М.П., Талипов Р.Ф. Вестн.

5. Машевская И.В., Махмудов Р.Р., Куслина Л.В.,

Баш. ун-та. 2009, 1, 27. [Ishmuratov G.Yu., Legos-

Мокрушин И.Г., Шуров С.Н., Масливец А.Н. Хим.-

taeva Yu.V., Botsman L.P., Muslukhov R.R., Yakov-

фарм. ж.

2011,

45,

12.

[Mashevskaya I.V.,

leva M.P., Talipov R.F. Vestn. Bashk. Univ. 2009, 1, 27.]

Makhmudov R.R., Kuslina L.V., MokrushinI G.,

12. Ишмуратов Г.Ю., Легостаева Ю.В., Гарифуллина Л.Р.,

Shurov S.N., Maslivets A.N. Pharm. Chem. J. 2012, 45,

Боцман Л.П., Муслухов Р.Р., Толстиков Г.А. ЖОрХ.

660.] doi 10.1007/s11094-012-0697-0

2014, 50, 1095. [Ishmuratov G.Yu., Legostaeva Yu.V.,

6. Муковоз П.П., Козьминых В.О. ИВУЗ ПР Естес-

Garifullina L.R., Botsman L.P., Muslukhov R.R.,

твенные науки.

2013,

88.

[Mukovoz P.P.,

Tolstikov G.A. Russ. J. Org.Chem. 2014, 50, 1075.]

Koz’minykh V.O. UP VR Natural Sci. 2013, 2, 88.]

doi 10.1134/S1070428014080016

Hydrazides of Organic Acids in the Transformations

of Peroxide Products of Non-1-en Ozonolysis

Yu. V. Myasoedova*, L. R. Garifullina, E. R. Nurieva, and G. Yu. Ishmuratov

Ufa Institute of Chemistry, Ufa Researcher Centre, RAS, 450054, Russia, Republic of Bashkortostan, Ufa, pr. Oktyabrya 71

*е-mail: legostaevayuv@yandex.ru

Received April 29, 2019; revised September 18, 2019; accepted September 20, 2019

The reaction of hydrazides of alicyclic capric and aromatic benzoic and p-hydroxybenzoic acids with the

peroxide product of non-1-ene ozonolysis was studied. Capric acid hydrazide exhibits the strongest reducing

properties in aprotic solvents (methylene chloride, tetrahydrofuran) and leads chemoselectively and in high

yields (~ 80%) to the corresponding acylhydrazone. p-Hydroxybenzoic acid hydrazide forms a similar derivative

with a yield of 67% only in tetrahydrofuran.

Keywords: ozonolysis-reduction, hydrazides of caprine, benzoic, p-hydroxybenzoic acid, acylhydrazones

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 11 2019