ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ 2-[(3-ФОРМИЛ-4-ГИДРОКСИФЕНИЛ) ДИАЗЕНИЛ] БЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ

STUDY OF THE PROPERTIES OF 2-[(3-FORMYL-4-HYDROXYPHENYL) DIAZENYL] BENZOIC ACID

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 2-карбоксибензолдиазония с салициловым альдегидом синтезирован азокраситель темно-желтого цвета с выходом 83 %. Строение красителя определено по данным ИК-Фурье спектроскопии. Его оптические свойства изучены в растворах различной природы и полярности. Методами дифференциально-термического и термогравиметрического анализа исследовано поведение красителя в условиях программируемого нагрева. Прогнозирование биологической активности на платформе PASS Online показало перспективность экспериментального изучения азокрасителя на предмет фармакологического действия.

ABSTRACT

A dark yellow azo dye with a yield of 83% was synthesized by combining 2-carboxybenzenediazonium with salicylic aldehyde. The dye structure was determined using IR Fourier spectroscopy. Its optical properties were studied in solutions of various natures and polarities. The dye behavior under programmed heating was studied using differential thermal and thermogravimetric analysis. Prediction of biological activity on the PASS Online platform showed the promise of experimentally studying the azo dye for its pharmacological action.

Ключевые слова: салициловый альдегид, антраниловая кислота, реакция азосочетания, спектроскопия ультрафиолетовой и видимой области, инфракрасная спектроскопия, дифференциально-термический анализ, PASS Online.

Keywords: salicylic aldehyde, anthranilic acid, azo coupling reaction, ultraviolet-visible spectroscopy, infrared spectroscopy, differential thermal analysis, PASS Online.

Антраниловая (2-аминобензойная) кислота нашла широкое практическое применение. На ее основе получают препараты медицинского назначения [1-3] и металлокомплексные соединения [4,5]. Также антраниловая кислота востребована в органическом синтезе [6-8]. Проанализировав доступные литературные источники, можно сделать вывод, что исследование производных антраниловой кислоты относится к актуальным и перспективным направлениям.

В представленной работе в качестве объекта исследования выбран азокраситель (I), полученный сочетанием диазоантраниловой кислоты с салициловым альдегидом в водно-содовом растворе по следующей схеме.

Азокраситель (I) представляет собой твердое вещество темно-желтого цвета, его выход составил 83 %. Он очень мало растворим в воде, хорошо растворим в щелочных растворах и органических растворителях.

Строение азокрасителя (I) изучили по данным ИК-Фурье спектроскопии. ИК спектр записан в таблетках с KBr на Фурье-спектрометре ФСМ-1201. Для его расшифровки использовали Информационно-поисковую систему по ИК спектроскопии ZAIR^TM и общедоступные литературные источники. В спектре выделен ряд характеристических полос, их положение в виде волновых чисел и соотнесение с типами колебаний представлены в табл. 1.

Таблица 1.

Данные ИК-Фурье спектроскопии

Спектры в ультрафиолетовой и видимой областях измерены на спектрофотометре EcoView УФ-3200 в пропаноле-2, 0,1 н водном растворе NaOH и концентрированной серной кислоте. Диапазон измерений по длине волны составил от 300 до 550 нм.

Спектр продукта в пропаноле-2 имеют одну полосу поглощения при 336 нм (рис. 1), отвечающую за p®p* электронные переходы. В водно-щелочной среде характер спектра не меняется, но максимум поглощения смещается в длинноволновую сторону и проявляется при 381 нм. Такое смещение вызвано ионизацией кислотных групп и их влиянием на общую энергетику молекул. Еще большее батохромное смещение полосы поглощения (до 463 нм) наблюдается в случае концентрированной серной кислоты. Это связано с изменением электронного строения молекулы в результате протонирования.

Рисунок 1. Спектры ультрафиолетовой и видимой области:

1 – пропанол-2; 2 – 0,1 н водный раствор NaOH; 3 – H₂SO₄

Для оценки термических свойств азокрасителя (I) проведены дифференциально-термический (ДТА) и термогравиметрический (ТГА) анализы на установке Thermoscan-2 при следующих условиях: температурный интервал 25-700 °С, скорость нагрева пробы 20 °С/мин. Результаты исследования приведены на рис. 2 и в табл. 2.

На термограмме азокрасителя (I) присутствуют два пика. Первый пик, эндотермический, характеризует плавление пробы и ее частичное разложение. Потеря веса на данной стадии составляет 15,9 % и связана с декарбоксилированием азокрасителя. Такой вывод сделан на основании расчета теоретической потери веса в результате декарбоксилирования, которая составляет 16,3 %. Второй пик, экзотермический, сопровождается потерей массы 26,9 %. Он характеризует интенсивное разложение вещества с образованием газообразных продуктов и элементарного углерода, обнаруженного в кювете по окончании анализа.

Рисунок 2. Результаты ДТА и ТГА азокрасителя (I)

Таблица 2.

Результаты ДТА и ТГА азокрасителя (I)

При анализе литературных источников по теме исследования было установлено, что производные антраниловой кислоты обладают доказанной и прогнозируемой биологической активностью. Поэтому целесообразным будет провести скрининг спектра потенциального физиологического действия на платформе PASS Online. В результате получены вероятности наличия (Ра) видов активности (табл. 3, Ра > 0,8), позволяющие сделать вывод о перспективности дальнейшего экспериментального исследования азокрасителя (I).

Таблица 3.

Прогнозируемые виды активности азокрасителя (I)

Подводя итог проведенным исследованиям, сделаем следующие выводы.

1. Сочетанием 2-карбоксибензолдиазония с салициловым альдегидом синтезирован азокраситель темно-желтого цвета с выходом 83 %. Продукт представляет собой твердое вещество, очень мало растворимое в воде, хорошо растворимое в водно-щелочных растворах и органических растворителях.

2. Строение азокрасителя изучено по данным ИК-Фурье спектроскопии. В спектре выделен ряд характеристических полос и проведено их соотнесение с типами колебаний.

3. Спектры ультрафиолетовой и видимой области азокрасителя изучены в пропаноле-2, 0,1 н водном растворе гидроксида натрия и концентрированной серной кислоте. В спектрах присутствует одна полоса поглощения, ее положение зависит от природы применяемого растворителя.

4. С использованием методов ДТА и ТГА установлены температурные пределы термической устойчивости азокрасителя. Полное его разложение происходит при температуре выше 230 °С.

5. Прогнозирование биологической активности на платформе PASS Online показало перспективность экспериментального изучения азокрасителя на предмет фармакологического действия.

Список литературы:

1. Синтез и противовоспалительная активность амидов и гидразидов n-ароилзамещенных моно(ди)галоген-антраниловых кислот/ К.В. Андрюков [и др.] // Химико-фармацевтический журнал. 2022. Т. 56. № 8. С. 36-39 (DOI: 10.30906/0023-1134-2022-56-8-36-39).
2. Синтез, свойства и противомикробная активность NH-(N’-R-бензилиденгидразинооксалил) антраниловых кислот / Л.М. Коркодинова [и др.] // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: химия, биология, фармация. 2017. № 1. С. 160-163.
3. Синтез, свойства и биологическая активность эфиров и амидов n-никотиноил-5-йодантраниловой кислоты / В.М. Гаврилин [и др.] // Медико-фармацевтический журнал Пульс. 2020. Т. 22. № 1. С. 15-20 (DOI: 10.26787/nydha-2686-6838-2020-22-1-15-20).
4. Мударисова Р.Х., Куковинец О.С., Колесов С.В. Образование комплексов меди (II) с низко- и высокометоксилированными пектинами, модифицированными салициловой и антраниловой кислотами // Журнал общей химии. 2020. Т. 90. № 11. С. 1765-1772 (DOI: 10.31857/S0044460X20110189).
5. Synthesis of metal anthranilate complexes: catalytic and antipathogenic studies / M. Nawaz [et al.] // BMS Chemistry. 2022. P. 16-21 (DOI: 10.1186/s13065-022-00817-x).
6. Farlow A., Kromer J.O. Reactions with Aminobenzoic Acids via Diazonium Salts Open New Routes to Bio-Derived Aromatics // International Journal of Organic Chemistry. 2016. № 6. P. 95-99 (DOI: 10.4236/ijoc.2016.62010).
7. Циклоконденсация антраниловых кислот с метил пиримидин-2-карбимидиатом, генерируемым in situ, в синтезе 2-(пиримидин-2-ил)хиназолин-4(3Н)-онов / М.И. Валиева [и др.] // Известия Академии наук. Серия химическая. 2023. Т. 72. №. 12. С. 2974-2978.
8. Карапетян Л.В., Токмаджян Г.Г. Взаимодействие 2-имино-2,5-дигидрофуран-3-карбоксамидов с антраниловой кислотой // Журнал органической химии. 2020. Т. 56. № 8. С. 1287-1291 (DOI: 10.31857/S0514749220080157).