СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ИЗОМЕРНЫХ НИТРОФЕНИЛАЗОСАЛИЦИЛОВЫХ АЛЬДЕГИДОВ

SYNTHESIS AND INVESTIGATION OF PROPERTIES OF ISOMERIC NITROPHENYLAZOSALICYLIC ALDEHYDES

Mikhail Kulikov

Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Chemical Technology and Ecology of the Berezniki Branch of Perm National Research Polytechnic University,

Russia, Berezniki

АННОТАЦИЯ

Сочетанием диазотированных 2-нитроанилина и 3-нитроанилина с салициловым альдегидом получены соответствующие азокрасители. Очистка продуктов выполнена перекристаллизацией из изопропилового спирта. Для соединений определены температуры плавления. Представлены результаты исследования веществ методами инфракрасной спектроскопии и спектроскопии ультрафиолетовой и водимой области.

ABSTRACT

The combination of diazotized 2-nitroaniline and 3-nitroaniline with salicylic aldehyde gave the corresponding azo dyes. The products were purified by recrystallization from isopropyl alcohol. Melting points were determined for the compounds. The results of the study of substances by methods of infrared spectroscopy and ultraviolet and visible spectroscopy are presented.

Ключевые слова: салициловый альдегид, фенилазосалициловый альдегид, реакция азосочетания, спектроскопия ультрафиолетовой и видимой области, инфракрасная спектроскопия.

Keywords: salicylaldehyde, phenylazosalicylic aldehyde, azo coupling reaction, ultraviolet and visible spectroscopy, infrared spectroscopy.

Среди основных задач современной синтетической органической химии следует отметить создание новых материалов с ценными физико-химическими и прикладными свойствами. К подобным материалам бесспорно можно отнести производные салицилового альдегида. Они находят широкое применение в качестве модельных соединений в органическом синтезе [1,2], в химии металлокомплексных соединений [3-5] и в других сферах. Отдельного внимания заслуживают производные фенилазосалицилового альдегида [6-8].

Представленный материал является продолжением работы [9] и посвящен синтезу и изучению физико-химических свойств 2-нитрофенилазосалицилового (I) и 3-нитрофенилазосалицилового (II) альдегидов.

Соединения (I) и (II) синтезированы сочетанием диазосоединений, полученных из соответствующих нитроанилинов, с салициловым альдегидом в содовом растворе. Очистку соединений проводили перекристаллизацией из изопропилового спирта.

Азокраситель (I) – порошок коричневого цвета с температурой плавления 156 °С, выход красителя составил 86 %.

Азокраситель (II) – порошок темно-желтого цвета с температурой плавления 172 °С, выход красителя составил 82 %.

Оба красителя не растворимы в воде, растворимы в полярных органических растворителях и в растворах щелочей. Для изучения строения синтезированных веществ использованы методы инфракрасной спектроскопии и спектроскопии ультрафиолетовой и видимой области.

В ИК спектрах (KBr) соединений (I) и (II) выявлены основные характеристические полосы, их положение и отнесение приведено в табл. 1.

Таблица 1.

Данные ИК спектроскопии

Спектры ультрафиолетовой и видимой области измерены в растворах в изопропиловом спирте (диапазон длин волн 200 – 400 нм) и 0,1 н водном растворе NaOH (диапазон длин волн 300 – 500 нм).

Спектры в изопропиловом спирте имеют по две полосы поглощения (рис. 1), относящиеся к p®p* электронным переходам. При этом положение полос для обоих красителей практически совпадает. Длинноволновые полосы (344 нм для (I) и 342 нм для (II)) сопровождают электронные переходы в рамках единого молекулярного хромофора, коротковолновые полосы (260 нм для (I) и 264 нм для (II)) отвечают переходам с участием локальных хромофоров. В спектрах щелочных растворов длинноволновая полоса смещается батохромно и проявляется при 404 нм для обоих красителей. Смещение полосы связано дополнительной поляризацией молекул за счет ионизации гидрокси-группы.

Рисунок 1. Спектры ультрафиолетовой и видимой области:

1 – соединение (I) (ИПС); 2 – соединение (II) (ИПС); 3 – соединение (I) (0,1 н NaOH); 4 – соединение (II) (0,1 н NaOH)

Анализ результатов спектральных исследований показал, что расположение нитро-группы не оказывает практического влияния на максимумы поглощения. Вероятной причиной данного явления могут служить стерические искажения молекулы (I) и, как следствие, затруднение сопряжения в ней. А нитро-группа в мета-положении к азо-группе в соединении (II) не имеет с последней прямого сопряжения.

Таким образом, по результатам работы можно сделать следующие выводы.

1. Азосочетанием диазосоединений из 2-нитроанилина и 3-нитроанилина с салициловым альдегидом синтезированы соответствующие азокрасители. Выполнена качественная оценка их растворимости в различных средах. Предложен метод очистки соединений, определены их температуры плавления.

2. Особенности строения соединений изучены по данным инфракрасной спектроскопии. Выделены и интерпретированы основные характеристические полосы.

3. Изучены спектры ультрафиолетовой и видимой области соединений в изопропиловом спирте и 0,1 н водном растворе гидроксида натрия. Установлено, что расположение нитро-группы не оказывает практического влияния на положение спектральных максимумов в рассмотренных растворителях.

Список литературы:

1. Саитова Н.Г., Новиков В.Т. Исследование процесса образования салицилальдоксима при конденсации салицилового альдегида и сернокислого гидроксиламина с полярографическим контролем // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия Естественные науки. 2019. №3(84). С.81-88 (DOI: 10.18698/1812-3368-2019-3-81-88).
2. Синтез бис-a-гидроксифосфиноксидов на платформе салицилового альдегида / Е.А. Александрова [и др.] // Журнал общей химии. 2023. Т.93. №1. С.84-90 (DOI: 10.31857/S0044460X23010109).
3. Синтез и фотолюминесцентные свойства комплексов цинка (II) с гетарилгидразонами салицилового альдегида / С.А. Мелкозеров [и др.] // Журнал общей химии. 2033. Т.83. №4. С.558-563.
4. Комплексы цинка (II) на основе азометинов 2,4,6-триметиланилина и галогензамещенных салициловых альдегидов / М.С. Милутка [и др.] // Журнал общей химии. 2022. Т.92. №7. С.1139-1151 (DOI: 10.31857/S0044460X22070198).
5. Кристаллическая структура  полимерных комплексов меди (II) с ацилгидразонами бромпроизводных салицилового альдегида / Л.Д. Попов [и др.] // Координационная химия. 2016. Т.42. №3. С.131-136 (DOI: 10.7868/S0132344X16020067).
6. Water-stable [Ni(salen)]-type electrode material based on phenylazosubstituted salicylic aldehyde imine ligand / A. Vereschagin [et al.] // New Journal of Chemistry. 2017. Vol. 41. P. 13918-13928 (DOI: 10.1039/c7nj03526h).
7. Новые магнитоактивные металлокомплексы тридентатных шиффовых оснований фенилазосалицилового альдегида / А.С. Бурлов [и др.] // Координационная химия. 2009. Т.35. №7. С.495-500.
8. Металлокомплексы азометинов с E-Z-изомерными азофрагментами / А.Д. Гарновский [и др.] // Координационная химия. 2010. Т.36. №7. С.483-493.
9. Куликов М.А. 4-Нитрофенилазосалициловый альдегид. Синтез и некоторые свойства // Современные условия интеграционных процессов в науке и образовании: сборник статей Международной научно-практической конференции (25 мая 2022 г., г. Казань). В 2 ч. Ч. 2. Уфа: Аэтерна. 2022. С.12.