СИНТЕЗ, СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ДИНИТРОПРОИЗВОДНЫХ ТИОФЕНОЛА

SYNTHESIS, STRUCTURE, AND PROPERTIES OF THIOPHENOL DINITRO DERIVATIVES

Vlasova Yulia Nikolaevna

PhD in chemistry, Associate Professor of the Department of Chemistry, 

Nedoseiko Anna Andreevna

4th year student, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University, Russia, Tula

Аннотация. Получены новые динитропроизводные ароматического ряда класса тиофенолов. Оптимизированы условия синтеза продуктов моно- и бис-динитросульфонов. Их строение доказано методом ЯМР ¹Н и ¹³С -спектроскопии, а также ИК-спектроскопии. Исследован спектр биологической активности, а также токсичности синтезированных структур и их аналогов посредством программ PASS и GUSAR.

Abstract. New aromatic dinitro derivatives of the thiophenol class were obtained. The conditions for the synthesis of products of mono- and bis-dinitrosulfones are optimized. Their structure was proved by 1H and 13C NMR spectroscopy, as well as IR spectroscopy. The spectrum of biological activity, as well as the toxicity of the synthesized structures and their analogs, was studied using the PASS and GUSAR programs.

Ключевые слова: динитропроизводные тиофенола; ЯМР ¹Н-спектроскопия; ЯМР ¹³С-спектроскопия; PASS.

Keywords: dinitro derivatives of thiophenol; 1H-NMR spectroscopy; 13C NMR spectroscopy; PASS

Антиоксиданты – тиолы(меркаптаны), применяемые при многих заболеваниях, в сочетании с витамином В₁₂ оказывают прооксидантное действие, более того, становятся токсичными для клеток и тканей. Однако токсический эффект можно использовать в противоопухолевой терапии [1].

Лекарственные препараты на основе тиольных соединений: N-ацетилцистеина и глутатиона, широко применяют в медицине для повышения результативности химио- и радиотерапии, и уменьшения их побочных эффектов, при лечении заболевания бронхов и легких, диабета, атеросклероза и катаракты. Тиолы тормозят рост некоторых опухолей и стимулируют работу иммунной системы [2].

В связи с вышесказанным можно сделать вывод, что синтез новых производных тиофенолов и сульфонов является актуальной задачей.

На первой стадии синтеза была получен гидросульфид натрия при небольшом нагревании и перемешивании. Затем приливали 2,4-динитрохлорбензол растворенный в ДМСО, небольшими порциями, так чтобы температура не поднималась выше 10°С. По окончании реакции реакционную массу подкисляли концентрированной соляной кислотой до прекращения изменения окраски (светло-желтый).

В данной реакции в качестве побочного продукта образуется 1-(2,4-динитрофенилтио)-2,4-динитробензол, от которого отделяется целевой продукт путем перевода его в щелочную среду. При этом раствор окрашивается в красный цвет, мостиковое соединение не растворяется и отделяется фильтрованием. Любопытно отметить, что соотношение продуктов кардинально меняется при порядке смешивания реагентов.

Чистоту синтезированных соединений контролировали методом ТСХ на пластинах Silufol UV-254, элюент –толуол: ацетон: гептан=4:1:1.по объёму.

Рисунок 1. Спектр ЯМР ¹Н 1-меркапто-2,4-динитробензола

Доказательством строения полученного сульфида может служить его спектр ¹Н ЯМР (Рис.1). Так при δ 7,31 м.д. наблюдается синглет SH-протона. Также в ароматической области при δ 9,20 м.д. фиксируются узкий дублет протона ³Н с константой спин-спинового взаимодействия ⁴J=3 Гц, при δ 8,28 дублет дублетов протона ⁵Н с константами дальнего и ближнего взаимодействия равными 3 Гц и 9 Гц соответственно, и дублетный сигнал протона ⁶Н при δ 7,66 м.д. с константой спин-спинового взаимодействия равной 9 Гц.

Дополнением к полученным данным может служить, снятый в бромиде калия, инфракрасный спектр. В нем отчетливо прослеживаются полосы симметричных и ассиметричных валентных колебаний двух   нитрогрупп в области 1550 и 1350 см^-1, а также валентные колебания ароматических протонов в области 3080-3030 см^-1, связи С-С бензольного кольца при 1600 см^-1 и 1550 см^-1. Хорошо видны валентные и деформационные колебания и связи S-Н при 2550 см^-1 и 734 см^-1.

В спектре ЯМР ¹³С можно увидеть 6 сигналов. В наиболее слабом поле фиксируются сигналы четвертичных атомов углерода С¹,С², С⁴. Более интенсивными являются сигналы оставшихся незамещенными атомов С³,С⁵, С⁶.

Анализ биологической активности и токсичности целевого продукта проводился с помощью компьютерной программы PASS (Prediction of Activity Spectrums for Substances) и GUSAR (General Unrestricted Structure – Activity Relations) в сравнении с уже известными биологически активными субстанциями [3,4].

Рисунок 2. Компьютерный скрининг

По данным компьютерного скрининга можно сделать вывод, что полученное соединение относится к 3 классу опасности, т.е. является малотоксичным.

Также относительно выбранных  видов активности (Acrocylindropepsin inhibitor, Bothrolysin inhibitor, Chymosin inhibitor, Acetate kinase inhibitor, Laccase inhibitor), целевой продукт не уступает веществам сравнения и даже превоскодит их (Диаграммы 1-5).