Разработка методов синтеза и исследование свойств биоцидных гетарилсодержащих азосоединений

Кузнецов, Дмитрий Николаевич

Разработка методов синтеза и исследование свойств биоцидных гетарилсодержащих азосоединений тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

Кузнецов, Дмитрий Николаевич АВТОР

кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ

2011 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.03 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Разработка методов синтеза и исследование свойств биоцидных гетарилсодержащих азосоединений»

Автореферат диссертации на тему "Разработка методов синтеза и исследование свойств биоцидных гетарилсодержащих азосоединений"

005003243

КУЗНЕЦОВ ДМИТРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ СИНТЕЗА И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ БИОЦИДНЫХ ГЕТАРИЛСОДЕРЖАЩИХ АЗОСОЕДИНЕНИЙ

02.00.03 - органическая химия

- 1 ДЕК 2011

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата химических наук

МОСКВА-20II

005003243

На правах рукописи

КУЗНЕЦОВ ДМИТРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ СИНТЕЗА И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ БИОЦИДНЫХ ГЕТАРИЛСОДЕРЖАЩИХ АЗОСОЕДИНЕНИЙ

02.00.03 - органическая химия

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата химических наук

МОСКВА-2011

Работа выполнена на кафедре органической химии и химии красителеи федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина»

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущая организация

доктор химических наук, профессор Кобраков Константин Иванович

доктор химических наук, профессор Авраменко Григорий Владимирович

доктор химических наук, профессор Атрощенко Юрий Михайлович

Химический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Защита диссертации состоится «22» $екаЗ/>.91 2011 г. в/£Гчасов на заседании диссертационного совета Д 212.139.01 при Московском государственном текстильном университете им. А.Н. Косыгина по адресу: 119071, г. Москва, ул. Малая Калужская, д.1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина»

Автореферат разослан «к?/ » ноября_ 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат химических наук Алексанян К.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Направленный синтез органических соединений, обладающих определенным видом биологической активности, по-прежнему остается интересной задачей, как в теоретическом, так и практическом плане, не имеющей, однако, до сих пор оптимального алгоритма решения.

Такие, развиваемые в последние годы методы как комбинаторная химия или компьютерный скрининг проявили себя в качестве мощных, но не универсальных методологий для решения обозначенной задачи.

Следует признать, что эффективным инструментарием для достижения поставленной цели остается подход, основанный на синтезе новых органических соединений (аналогов известных эффективных биологически активных веществ) и последующий комплекс исследований, включающий: биологические испытания, анализ результатов, модификация структуры в соответствии с результатами анализа или синтез новых структур - аналогов.

В связи с изложенным разработка путей (тактики) и методик синтеза целевых биологически активных соединений и изучение их свойств остается задачей актуальной и востребованной как химиками синтетиками, так и технологами, связанными с производством биозащищенных текстильных материалов, а также производством пестицидов и химико-фармацевтических препаратов.

Работа является частью научных исследований, проводимых на кафедре органической химии и химии красителей МГТУ им. А.Н. Косыгина в рамках следующих г/б тем: № 09-864-43; №09-630-43 (по программе Рособразования); № 08-616-43 студенческий грант МГТУ им А.Н. Косыгина; ГК № П2221 ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.

Цель работы: Разработка алгоритма синтеза азокрасителей, обладающих хорошими эксплуатационными характеристиками и обеспечивающих биозащиту текстильных материалов от разрушения плесневыми грибами.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- оптимизированы методики синтеза пиразол-5-онов, содержащих функционализированые заместители в положении 1 кольца реакцией соответствующих замещенных гидразинов с ацетоуксусным эфиром;

- синтезирована серия Н-арил(гетарил)пиразол-5-онов в качестве потенциальных биофорных фрагментов целевых азосоединений;

- разработаны методики синтеза и получены неописанные ранее азопиразолоны разного строения;

- предложена тактика (алгоритм) синтеза фунгицидных красителей постадийным формированием биофорной и хромофорной систем целевой молекулы;

- с использованием предложенных альтернативных схем получены образцы 47 азокрасителей различного строения;

исследована

возможность использования

азосоединений в качестве перспективных красителей для тканей из волокон различного строения;

- исследована устойчивость окраски полученных образцов к действию различных факторов и установлено, что окрашенные образцы имеют высокую устойчивость к сухому трению, а также среднюю устойчивость к мокрому трению и стирке;

- проведен компьютерный скрининг химико-фармацевтической активности синтезированных соединений и определены перспективные области для их биологических испытаний.

Научная новизна.

• Впервые разработана методика получения биоцидных красителей поэтапным синтезом хромофорной и биофорной составляющих красителя.

• Показано, что селективность взаимодействия арилгидразинов с ацетоуксусным эфиром (образование гидразона или соответствующего пиразолона) определяется электронным влиянием заместителей в арильном радикале гидразина и выработаны рекомендации по управлению направлением реакции.

• Впервые показана возможность использования оксииндола в качестве азокомпоненты и синтезированы дисперсные и кислотные индолилазокрасители.

Практическая значимость. Разработаны и оптимизированы методики синтеза и получены образцы функционально-замещенных пиразолонов, арилгидразонов, гетарилазоарилнитро(амино) соединений (всего 23 соединения) из которых 14 ранее не были описаны.

Разработаны методики синтеза и наработаны образцы 47 азосоединений (42 из которых синтезированы впервые), перспективных в качестве кислотных, дисперсных и прямых красителей для колорирования тканей из волокон различной природы. Показано, что синтезированные азокрасители обеспечивают высокие эксплуатационные характеристики окрашенных образцов, а также защиту окрашенной ткани от биоразрушений.

молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые КГТУ -производству» (2006, 2007, 2008, 2009), Кострома; Всероссийские научные студенческие конференции «Текстиль XXI века» (2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011), Москва; Международная научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов «Молодежь - производству» (2006 г.), Витебск; Всероссийские научно-технические конференции студентов и аспирантов «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности» (Дни науки 2007, 2009), С-Петербург; Межвузовские научно-технические конференции аспирантов и студентов «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс-2008, 2010), Иваново; Международные научно-технические конференции «Достижения текстильной химии - в производство» («Текстильная химия» 2008, 2011), Иваново; XVII Международная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов» (2010 г.), Москва; X Всероссийская выставка научно-технического творчества молодежи НТТМ-2010, Москва; III Международная конференция "Химия гетероциклических соединений", посвященная 95-летию со дня рождения профессора Алексея Николаевича Коста (2010 г.), Москва; Всероссийская конференция с элементами научной школы для молодежи «Актуальные проблемы органической химии» (2010 г.), Казань

Публикации результатов. По теме диссертации опубликованы 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, 1 статья в сборнике и 29 тезисов докладов на различных конференциях.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 192 страницах машинописного текста и состоит из введения, литературного обзора, обсуждения полученных результатов, экспериментальной части и выводов, содержит 40 таблиц, 1 рисунок, список цитируемой литературы из 130 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Синтез азокрасителей, обладающих фунгицидной активностью

1.1 Синтез фунгицидных азокрасителей на основе 1-арил(гетарил)-3-метилпиразол-5-онов

1.1.1 Синтез 1-арил(гетарил1пиразол-5-онов

Как было показано в работах, выполненных ранее на кафедре ОХ и ХК МГТУ им. А.Н. Косыгина азосоединения, полученные с использованием в

качестве азокомпоненты разнообразных производных пиразол-5-она, обладают, как правило, выраженными фунгицидными свойствами.

С целью получения целевых 1-замещенных пиразол-5-онов (потенциальные азокомпоненты) 4 а-г исследовано взаимодействие гидразинов 1 а-г с ацетоуксусным эфиром 2 и установлено, что, в зависимости от строения и расположения функциональных групп в арильном(гетарильном) заместителе монозамещенного гидразина, для достижения оптимального выхода и чистоты целевых пиразолонов требуется вариация условий синтеза.

СН О ,СНз

R-NHNH, + Н3С.С^ ОС2Н5 J-i

и м 1 R N ^^ OEt "Et0H о5^ -N

0 0 I

1 а-г

z 3 б-в 4 а-г

Где: 1,3,4 а R = Ph; б R = 2,4-динитрофенил; в R = 2-метокси-5-нитрофенил; г R = 3,5-дихлорпирид-2-ил

Изучена относительная эффективность в каждом конкретном случае альтернативных схем синтеза с выделением и без выделения соответствующего промежуточно образующегося гидразона 3.

Так, пиразолоны 4а и 4г могут быть синтезированы в одну стадию, без выделения гидразона 3, кипячением эквимолярных смесей компонентов в водной, водно-спиртовой среде (4а) или в 96% этаноле (4г) в присутствии конц. HCl. В случае фенилгидразина время реакции составляет 3 часа, а в случае 3,5-дихлорпирид-2-илгидразина - 8 часов, что свидетельствует о пониженной реакционной способности последнего в изученной реакции.

В случае наличия в арильном радикале замещенного гидразина двух электроноакцепторных заместителей (2,4-динитрофенил) реакция протекает не столь однозначно. Так нами установлено, что при кипячении гидразина 16 и эфира 2 в метаноле продуктом реакции является не целевой пиразолон (как указывалось в литературе), а гидразон 36.

Также нами показано, что нагревание 2,4-динитрофенилгидразона ацетоуксусного эфира 36 в конц. H2S04 приводит не к образованию пиразолона 46, что также было описано ранее в литературе, а к продукту кислотного расщепления гидразона 36 - соединению 5.

конц. H2S04 А "

55-60°С

XXN'

сн3

N02 N0;

СН3СОСН3

ЕЮН, HCl, Д

Образование в реакции именно соединения 5 доказано нами спектральными методами, а также встречным синтезом.

Нам не удалось зациклизовать гидразон 36 кипячением в спиртовой среде в присутствии каталитических количеств HCl, АсОН или NaOH. Во всех изученных случаях из реакции было возвращено исходное соединение.

Получить пиразолон 46 (76%) удалось циклизацией гидразона 36 в полифосфорной кислоте (ПФК) при 100°С в течение 40 минут. Структура пиразолона 46 однозначно установлена ЯМР 'Н - и ИК - спектроскопией, а состав - элементным анализом.

Замена в фенильном радикале одной нитрогруппы на метоксигруппу (гидразин 1в) позволяет успешно проводить синтез пиразолона 4в как в одну, так и в две стадии.

Кратковременное (5 мин) кипячение эквимольных количеств гидразина 1в и эфира 2 в этаноле в присутствии следов соляной кислоты приводит к образованию с практически количественным выходом гидразона Зв. При использовании вместо гидразина 1в его солянокислой соли реакция идёт без дополнительного добавления соляной кислоты. Циклизация гидразона Зв в пиразолон 4в протекает при кипячении в спирте в течение 3 ч только в присутствии соляной кислоты. Использование в качестве конденсирующего реагента ПФК приводит к осмолению исходного гидразона Зв. Пиразолон 4в можно получить в одну стадию из гидразина 1в и эфира 2 кипячением (3 ч) в присутствии соляной кислоты.

Таким образом, вышеприведенные данные свидетельствуют о высокой чувствительности реакции циклизации изученных гидразонов к электронному влиянию заместителей в арильном(гетарильном) радикале замещенного гидразина.

Известно, что азокрасители, содержащие в молекуле пиразольный радикал, обеспечивают повышенную светостойкость окраски текстильного материала. Выцветание азокрасителей происходит под действием синглетного кислорода, через стадию образования активных радикалов, которые разрушают не только саму молекулу красителя, но и также текстильный материал. Одним из методов защиты текстильных материалов от выцветания является использование антиоксидантов, например стерически затрудненных фенолов.

С указанной точки зрения представлялось интересным синтезировать азокрасители, содержащие как фрагмент стерически затрудненного фенола, так и пиразолоновый фрагмент, придающий молекуле красителя кроме светостойкости еще и биоцидные свойства.

В работе нами были синтезированы 1-(4-гидрокси-3,5-ди-трет-бутилфенилтиоацетил)-3-фенилпиразол-5-он 6 и 1-(4-гидрокси-3,5-ди-трет-бутилфенилтиоацетил)-3-метилпиразол-5-он 7, по схеме разработанной на кафедре органической химии и химии нефти РГУНиГ им. И.М. Губкина

в^У* СНз СНз

ТУ Ьь С.СН2С00СНЗ но^ХСНз ^2Ш2'Н20 н£СТСН'

нЛ-оГ „Зс Т^ ¡-РгОН, 8 ч„ ГС Н3СЧ

СНз Н3С У„ I

СНз СН2СООСН3

н3с'

сн.

СН2СОЫНМН2

ЯСОСН2СООС2Н5 н3С „„

-" Г V ^ >-'"-"3

ьРЮН, 1°С С

Н2 IX СНз

у'ЧЖ Н3С-С-СН3 СНз 6.7

Где:6Я = РЬ;7Я=СН3

1.1.2 Синтез азопиразолонов 8-19 на основе полученных пиразол-5-онов

4а-г,6,7

В соответствии с целью работы нами разработаны методики и получена серия азопиразолов, на основе синтезированных пиразолонов по следующей схеме:

он ♦

< Г К. КОН.Ма2СОз * KOH.Na.CO3 X О

спирт, 20» С 4а_г спирт, 20» С

ОН

КОН, Ыа2С03 спирт, 20° С

Н3С

ЫаОзБ ^

8,9

|.в,/ън

Ви

О КОН, спирт, 20» С

1-Ви ОН 02И' 1-Ви ОН

18,19

Где: 8,10,14 Б. = РЬ; 12,16 Я = 2,4-динитрофенил; 13,17 Я = 2-метокси-5-нитрофенил; 9,11,15 Я = 3,5-дихлорпирид-2-ил, 18 К = РИ; 19 Я =СН3

Структуры синтезированных азопиразолонов подтверждены с помощью ИК-спектроскопии и электронных спектров поглощения (ЭСП).

Известно, что комплексы азосоединений (азокрасителей) с металлами обеспечивают повышенную устойчивость окраски текстильного материала к действию физико-химических факторов по сравнению с исходным азокрасителем. Известно также, что зачастую комплексообразование органических соединений изменяет характер и уровень его биологической активности.

В работе по приведенной ниже схеме получены комплексы красителей с ионами кобальта состава 2:1.

Структуры синтезированных металлокомплексных красителей подтверждены с помощью ЭСП, а состав - элементным анализом.

В электронных спектрах поглощения металлокомплексных красителей наблюдается сдвиг Хтзх в длинноволновую часть спектра относительно исходных азосоединений на 40-60 нм, что обусловлено включением атома кобальта в сопряженную систему с изменением структуры электронной оболочки атомов, входящих в эту систему.

Свойства индольного и пиримидинового радикалов как биофорных фрагментов хорошо известны. Производные индола широко используются в химико-фармацевтической промышленности, в химии пестицидов и стимуляторов роста растений и др. Производные барбитуровой кислоты угнетают активность центральной нервной системы и обладают снотворным, противосудорожным и наркотическим действием и используются в качестве лекарственных средств. Однако, азосоединения, содержащие индольный и пиримидиновый фрагмент относятся к числу малоизученных соединений, а использование их для колорирования текстильных материалов практически неизвестно.

Нами исследована реакция азосочетания солей диазония с 2-оксииндолом 23 и барбитуровой кислотой 24 - соединениями содержащими активную метиленовую группу.

н3с 20-22

Где: 20 Я = РЬ; 21 Я = 2,4-динитрофенил; 22 К = 3,5-дихлорпирид-2-ил

1,2 Синтез азосоединений на основе тригидроксипиргшидина (барбитуровой кислоты) и 2-оксииндола

ш.

СХ>

/ I ОН

0 ^^ ——у ч

ЭОзИа

Аг-МгС!, АсСМа ^

то г* Н I _ Г П

спирт,20°С ^Д^Ан Где: 28 А, = П) 2, А,= Г)

О 28,29

ОСН,

В случае 2-оксииндола нами показано, что проведение реакции в спирте в присутствии ацетата натрия приводит к образованию целевых азосоединений с большим выходом и степенью частоты, чем проведение реакции в водно-щелочной среде.

Чистота синтезированных азосоединений контролировалась тонкослойной хроматографией, а состав и строение доказаны элементным анализом, ИК-спектроскопией и ЭСП.

1.3 Синтез фунгицидных красителей постадийным формированием хромофорной и биофорной составляющих молекулы

В разделах 1.1 и 1.2 описаны методы синтеза пиразол-, пиримидин- и индолсодержащих азосоединений - потенциальных фунгицидных красителей «сборкой» биофорного фрагмента и диазокомпоненты.

В настоящем разделе мы приводим результаты наших исследований по разработке метода синтеза целевых азосоединений, основанного на постадийном формировании в молекуле хромофорной системы (цвет) и биофорной составляющей (фунгицидность). На наш взгляд этот метод является более гибким и позволяет более эффективно решать целевую задачу.

В работе изучены два варианта схем синтеза целевых азосоединений.

Первая схема включает следующие стадии синтеза: азосочетание диазокомпоненты, содержащей в арильном радикале нитрогруппу с разнообразными метиленактивными соединениями; формирование биофорного фрагмента (синтез гетероцикла) циклизацией с участием функциональных групп гидразоносоединения; восстановление нитрогруппы в арильном фрагменте полученного азосоединения; формирование хромофорной системы в результате последовательных реакций диазотировнаия и азосочетания.

N02

30 а-в

Ы^9Н20,На0Н,1°

+ V ы / ^

е.- 31 а-^

N02

Ш2

ын2

33-37

НС], 0°С

2. Аг-Н

я*

'ы

Аг

Где: ЗОа11 = Н,4-Ж)2;б11 = 2-ОСНз,4-Ш2;в Я = 3-ОСН3,5-Ы02; 31 а V =Х = СОСНз; 6 У = С0СН3, X = СООЕ1; в У-СЫ,Х = СОШ2; 32 а Я = Ш2; б Я = С0СН2СЫ

сн.

33 4-Ш2И = Н, Н« =

Н,С

* ~ НЯ ~ 34 4-Ш2. Я = 2-0СН3, Не! = 35

Н3С

9нз сн3

N 35 4-ЫН2 Я = Н, Не! -«^^м

СН)

363-Ш2 Я = 5-0СН3 Не!

сн3

37 4-ЫН2> Я = Н, Не! =

ш2 он

сн3

Р11

СН3 СНз сн3

XX ус (л

/-VI Т ГЫ1 ,1..

В работе в качестве метиленактивных соединений были выбраны пентан-2,4-дион 31а, ацетоуксусный эфир 316, амид циануксусной кислоты 31в, а в качестве аминов - п-нитроанилин 30а, 2-метокси-4-нитроанилин 306, З-метокси-5-нитроанилин ЗОв.

Следует отметить, что в литературе долгое время предметом обсуждения была структура соединений полученных конденсацией солей диазониев с соединениями, содержащими активированные группы СН2: азо или гидразо-форма.

|2 н я2

азо-форма гидразо-форма

В настоящее время общепринятой считается гидразо-форма, полученные нами данные на примере 3-[(3-метокси-5-нитрофенил)-гидразоно]-пентан-2,4-диона методом РСА (рис. 1) согласуются с этой точкой зрения.

Рис.1 РСА 3-[(3-метоксн-5-юггрофенш1)-пщразош>]-пен1ан-2,4-диона

Восстановлением нитрогруппы в гетарилазосоединениях сульфидом натрия в щелочной среде при температуре 60°С в течение 1 часа, нами были получены

соответствующие неописанные ранее аминосоединения 33-37 с хорошими выходами.

В аналогичных условиях нами в азосоединениях 28, 29 так же была восстановлена нитрогруппа.

28,29

Na2S,9H20, NaOH, l-80°c

38,39

l)NaN02,HCl

sAfl-*™

Где: 38 R, = H, 4-NH2; 39 R, = 5-OCH3,3-NH2

Гетарилазоариламины 33-39 легко диазотируются в стандартных условиях с образованием соответствующих солей диазониев, для чего берут свежеприготовленные водные суспензии гидрохлоридов исходных аминов, которые получали нагреванием исходных аминов в водном растворе соляной кислоты до растворения и последующим охлаждением.

Полученные соли гетарилазоарилдиазониев были вовлечены in situ в реакции азосочетания с рядом промышленно выпускаемых промежуточных продуктов. Выбор азокомпонентов был определен поставленной задачей синтеза азокрасителей для всех типов волокон с широким колористическим диапазоном.

Кислотные красители. Для получения серии кислотных красителей в качестве азокомпонентов были выбраны: R-соль (динатриевая соль 2-нафтол-3,6-дисульфокислоты) и Аш-кислота (мононатриевая соль 1,8-аминонафтол-3,6-дисульфокислоты). На основании указанных азокомпонентов и солей диазония полученных из аминов 33-39 синтезировано и охарактеризовано 8 азосоединений с максимумом поглощения в области 490-550 нм.

Прямые красители. Два прямых красителя были получены при использовании в качестве азокомпоненты - 4-аминобензоил-И-кислоты (7-(4-амино-бензоиламино)-4-гидроксинафталин-2-сульфокислота) и Алой-кислоты (5,5'-диокси-2,2'-динафтилкарбамид-7,7'-дисульфокислота), а в качестве диазосотавляющей амин - 33 с максимумом поглощения в области 512-563 нм.

Дисперсные красители. Для получения серии дисперсных красителей в качестве компонентов были выбраны (3-нафтол и амины 33-39; 1-фенил-З-

метилпиразол-5-он и амины 33-35, 37; п-крезол и амин 33; метилфлороглюцин (МФГ) и амины 33,39. Таким образом, было получено 15 азосоединений с максимумом поглощения в интервале 370-520 нм.

Анализ ЭСП синтезированных азосоединений позволил выявить характер и уровень влияния заместителей на положение, и интенсивность характеристических полос поглощения, что открывает возможность конструирования целевых продуктов с заданными свойствами.

Вторая схема включает следующие стадии синтеза: азосочетание диазокомпоненты, содержащей в арильном радикале нитрогруппу с разнообразными метиленактивными соединениями; восстановление нитрогруппы в арильном фрагменте полученного азосоединения; формирование хромофорной системы в результате последовательных реакций диазотирования и азосочетания и, на заключительной стадии, формирование биофорного фрагмента (синтез гетероцикла).

Например, полученное и охарактеризованное по такой схеме азосоединение 40, можно рассматривать как дисперсный краситель для крашения волокон синтетической природы и придания им фунгицидных свойств.

2. Исследование возможности использования синтезированных азосоединений для колорирования текстильных материалов.

Кислотными красителями, синтез которых описан выше, были окрашены образцы полипептидного волокна (шерсть). Окраски полученных образцов имеют яркие глубокие цвета и широкую цветовую гамму от желтого до фиолетового.

Для упрочнения окрасок, полученных с помощью кислотных красителей, проводили дополнительное хромирование окрашенных образцов.

Крашение двумя прямыми красителями целлюлозного материала осуществляли в условиях стандартного крашения прямыми красителями.

Дисперсными красителями и металлокомплексами 20-22 окрашено полиамидное волокно (капрон) в стандартных условиях. Окраски

полученных образцов имеют яркие глубокие цвета и широкую цветовую гамму от желтого до фиолетового.

Полученные окрашенные образцы тканей исследовали на устойчивость к сухому и мокрому трению ГОСТ 9733.27-83, мокрой обработке ГОСТ 9733.4-83 (MS ISO Ю5С05) и к действию света ГОСТ 9733.0-83 ISO 105-В02:1994(Е) в испытательной лаборатории КЦ «Полисерт» (Институт Химической физики им. Н.Н. Семенова РАН) на приборе «Ксенотест 150С». Устойчивость окраски образцов к трению и мокрым обработкам оценивалась по 5-ти бальной шкале серых эталонов, к действию света - по 8-ми бальной шкале.

Образцы, окрашенные кислотными красителями, имеют высокую устойчивость к сухому трению (5 баллов), среднюю устойчивость к мокрому трению (3-4 баллов) и удовлетворительную к мокрым обработкам (1-2 баллов), что характерно для данного класса красителей.

Для красителей красной гаммы на основе пиразол-5-онов дополнительное хромирование позволяет резко повысить устойчивость окраски к физико-химическим воздействиям (от 1-2 балов до 5). В случае красителей желтой гаммы на основе того же самого пиразол-5-она хромирование позволяет повысить устойчивость к сухому и мокрому трению, устойчивость к поту и стирке остается умеренной.

Образцы, окрашенные дисперсными красителями, имеют высокую устойчивость к сухому и мокрому трению, мокрым обработкам (4-5 баллов).

Образцы окрашенной шерстяной и поликапроамидной ткани показали удовлетворительную устойчивость к действию света (1-3 баллов), наилучший результат показали образцы поликапроамида окрашенные металлокомплексами 20-22 (7 баллов).

3. Фунгицидная активность синтезированных соединений и окрашенных ими образцов текстильных материалов.

В настоящем исследовании мы изучили фунгицидные свойства ряда синтезированных соединений и образцов, окрашенных ими текстильных материалов, а также мы предприняли попытку выявить взаимосвязь между строением и уровнем проявляемой ими фунгицидной активности.

Испытания на фунгициднуто активность проведены в центре биологического контроля лаборатории микрофильмирования и реставрации документов РГАНТД по ГОСТ 9.048-75.

В качестве тест-культур использовали микромицеты часто встречающиеся на текстильных материалах и вызывающие как механические, так и химические разрушения волокон: Aspergillus niger (Teigh), Ulocladium ilicis (Thom), Chaetomium globosum (Kunze), Aspergillus flavus (Link), Pénicillium chrysogeniim (Thom), Ulocladium atrum (Preuss).

Биологические испытания соединений проводили методом "дисков", который позволяет обеспечить прямой контакт исследуемого вещества и тест-культуры.

Контролем служили тест-культуры, выращенные в таких же условиях, но без добавления испытуемых соединений. На третьи сутки оценивали характер роста грибов по 6-ти бальной системе в соответствии с процентными показателями торможения роста (таблица 1).

Анализ фунгицидной активности синтезированных соединений показал, что, несмотря на небольшой массив полученных данных, можно выделить некоторые моменты, позволяющие проводить прогноз вероятного уровня и характера биологической (фунгицидной) активности.

Так, с большой долей вероятности можно ожидать, что бисазосоединения, содержащие в молекуле 3,5-диметилпиразольны'й или метилпиразолоновый циклы будут проявлять активность относительно всех изученных тест-объектов на уровне 60-80%. В то же время, если в молекуле имеется замещенный по положению 1 пиразолон, то активность составляет, как правило, 0-20%

Высокой активностью выделялись азосоединения, содержащие хелатирующий фрагмент (ОН группу в о-положении к азогруппе).

Хорошая активность (80%) отмечена для азосоединений, содержащих в молекуле фрагмент барбитуровой кислоты, хотя этот факт не всегда находит подтверждение.

К сожалению не удалось обнаружить ярко выраженной корреляции между фунгицидной активностью индивидуальных соединений и окрашенных ими образцов текстильных материалов.

Таблица 1. Характеристика развития тест-культур в присутствии фунгицидов

Однако и здесь была обнаружена определенная закономерность. Если в молекуле азосоединения присутствует одна или две сульфогруппы, то такое соединение имеет, как правило, невысокую активность. Однако это активность существенно (в 1,5-2 раза) возрастала на окрашенном материале.

Как и следовало ожидать, комплексы красителей с металлами проявили более высокую фунгицидную активность, в сравнении с исходными красителями. Однако, металлокомплексные красители на поликапроамидном волокне не проявили ожидаемой фунгицидной активности.

4. Компьютерный скрининг биологической активности некоторых синтезированных соединений

В настоящей работе для прогноза спектра биологической активности синтезированных соединений была применена система PASS (Prediction of Spectra Biological Activity for Substances) прогнозирующая по структурной формуле химического вещества 900 видов биологической активности.

Фунгицидная активность Характеристика развития тест-культур

0% 5 - обильный рост мицелия, спороношение есть

20% 4 - ограниченный рост мицелия, подавленное спороношение

40% 3 - подавленный рост мицелия

60% 2 - паутинистый мицелий

80% 1 - полное подавление роста

100% 0 - полное подавление роста, образование зоны подавления роста

Оценка фармакологической активности синтезированных в работе соединений показала, что определенный интерес для проведения испытаний представляют исходные соединения (прекурсоры): пиразолоны и моноазосоединения (33-39), содержащие заведомо фармакофорные фрагменты: пиразольные, пиразолоновые, пиримидиновые, индольные.

Для этих соединений прогнозируются с вероятностью более 70% такие виды активности как: нейропротекторная, антиишемическая, ангиоксилитическая, антитромбоцитопеническая, антиоксидантная и др.

Переходя к оценке активности полученных целевых бисазосоединений, можно сделать вывод, что наращивание хромофорной цепи резко снижает прогнозируемый уровень активности. Протестированные соединения заслуживают внимание по суш лишь как антитромбоцитопенические препараты и в пяти случаях, когда в молекулах имеется 3,5-диметилпиразольный фрагмент, а в хромофорную систему входят фрагменты р-нафтола, 1-фенил-З-метилпиразол-5-она, метилфлороглюцина, п-крезола - весьма вероятна кишечная противовосполительная активность.

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что на селективность взаимодействия арил(гетарил)гидразинов с ацетоуксусным эфиром - образование гидразона или пиразолона, существенное влияние оказывают электронные эффекты заместителей в арильном(гетарильном) радикале замещенного гидразина и на основе полученных результатов оптимизированы методики синтеза замещенных пиразолонов.

2. Изучены различные подходы (алгоритмы) синтеза азосоединений, обладающих биологической (фунгицидной) активностью и предложена поэтапная схема, включающая стадии создания хромофорного и биофорного фрагментов азокрасителя.

3. Впервые показано, что 2-оксииндол может быть успешно использован в синтезе азокрасителей для текстильных материалов.

4. Разработаны методики синтеза и наработаны образцы 56 -неописанных ранее соединений разнообразного строения, представляющих интерес в качестве полупродуктов в синтезе красителей, а также перспективных азокрасителей для колорирования текстильных материалов.

5. Анализ результатов испытаний синтезированных соединений, а также окрашенных с их использованием образцов тканей на фунгицидную активность выявил ряд зависимостей, позволяющих «конструировать» структурную формулу целевого красителя с необходимыми свойствами.

Основное содержание работы отражено в публикациях:

1. Кузнецов Д.Н., Ручкина А. Г., Кобраков К. И. Синтез 1-Арил(гетарил)пиразол-5-онов и азопиразолов на их основе. // Химия гетероциклических соединений. 2011, №4, с. 539-547

2. Кузнецов Д.Н., Ручкина А.Г., Глотова М.О., Кобраков К.И Красители на основе 4-аминофенилазо-3,5-диметилпиразола: синтез и свойства // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология 2011 54(8), с. 90-94

3. Kuznetsov D.N., Ruchkina, Kobrakov K.I., Dmitrieva M.B., Glotova M.O. Design, synthesis and investigation of properties of fungicidal dyes // Proceedings of higher education institutes. Textile industry technology 2011, №7 (336) p 7177

4. Кузнецов Д.Н., Ефименков Р.Г., Алафинов А.И., Ручкина А.Г., Кобраков К.И. Синтез новых азопиразолов и исследование их в качестве перспективных красителей. Сборник научных трудов, выполненных по итогам конкурса грантов молодых исследователей «ГРАНТ 2008», МТУ им. А.Н.Косыгина, Москва, 2009 г., с. 16-20

5. Кузнецов Д.Н, Кобраков К.И, Ручкина А.Г. Новые кислотные красители с повышенной свето- и биостойкостью. Межвузовская научно-техническая конференция аспирантов и студентов «Молодые ученые -развитию текстильной и легкой промышленности» (Поиск-2004). Тезисы докладов. Иваново 2004г., с. 145-146

6. Кузнецов Д.Н., Кобраков К.И, Ручкина А.Г., Феоктистов М.К. Синтез и химические превращения солей диазония на основе функциональнозамещенных анилинов. Всероссийская научно-техническая конференция «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль-2005). Тезисы докладов. МГТУ им. А.Н. Косыгина, Москва, 2005г., с. 160-161

7. Кузнецов Д.Н., Кобраков К.И, Ручкина А.Г. Влияние структуры заместителя в пиразолсодержащих азокрасителях на эксплуатационные характеристики окрашенных ими материалов. Материалы 58-й межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые КГТУ - производству». Тезисы докладов, КГТУ, Кострома, 2006 г., с.120

8. Кузнецов Д.Н., Ручкина А.Г. -Синтез и свойства пиразолоновых азокрасителей с различными заместителями в положение 1. Пятая всероссийская научная студенческая конференция «Текстиль XXI века». Тезисы докладов. МГТУ им. А.Н. Косыгина, Москва, 2006 г., с. 55

9. Кузнецов Д.Н., Ручкина А.Г.Феоктистов М.К. Новые пиразолоновые азокрасители для окраски синтетических и натуральных полиамидных волокон. Международная научно-техническая конференция «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль-2006). Тезисы докладов. МГТУ им. А.Н. Косыгина, Москва, 2006 г., с. 136

10. Кузнецов Д.Н., Кобраков К.И., Ручкина А.Г. Синтез и свойства пиразолов, содержащих в положение 1 функциональнозамещенные арильные радикалы. Материалы 59-й межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые

КГТУ - производству». Тезисы докладов, КГТУ, Кострома, 2007 г., с. 182183

11. Кузнецов Д.Н., Феоктистов М.К., Ручкина А.Г., Кобраков К.И. Поиск эффективных азокрасителей, обладающих фунгацидными свойствами в ряду производных пиразола. Сборник статей международной научно-технической конференции студентов, магистрантов и аспирантов «Молодежь - производству». Тезисы докладов, Витебск, 2006 г., с. 73-74

12. Кузнецов Д.Н., Феоктистов М.К., Кобраков К.И. Поиск биоцидных красителей в ряду структурноподобных пиразолсодержащих азосоединений. Всероссийская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности» Дни науки 2007, Тезисы докладов, С-Петербург, 2007г., с. 124-125

13. Кузнецов Д.Н., Феоктистов М.К. Синтез и свойства азопиразолов, содержащих биофорные группы. Шестая всероссийская научная студенческая конференция «Текстиль XXI века». Тезисы докладов, МГТУ им. А.Н.Косыгина, Москва, 2007 г., с. 68-69

14. Кузнецов Д.Н., Ручкина А.Г., Ежов Д.И., Белякова Ю.А Некоторые особенности синтеза пиризол-5-онов и их использование в синтезе азокрасителей. Межвузовская научно-техническая конференция аспирантов и студентов «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс-2008). Тезисы докладов. Иваново, 2008 г., с. 146-147

15. Кузнецов Д.Н., Ручкина А.Г. Влияние структуры в ряду пиразолоновых красителей на светопрочность окраски поликапроамида. Международная научно-техническая конференция «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль-2008). Тезисы докладов. МГТУ им. А.Н. Косыгина, Москва, 2008г., с. 167

16. Кузнецов Д.Н., Кобраков К.И., Ручкина А.Г., Пыркова М.В., Соловьев H.A. Эксплуатационные и фунгицидные свойства некоторых новых азокрасителей, синтезированных на основе пиразол-5-онов. Материалы 60-й межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые КГТУ - производству». Тезисы докладов, КГТУ, Кострома, 2008 г., с. 21

17. Кузнецов Д.Н., Кобраков К.И., Ежов Д.И. Синтез 1-(2-мегокси-5-ни1рофенил)-3-метилпиразол-5-она и изучение свойств азокрасителей на его основе. Всероссийская научно-техническая конференция «Текстиль XXI века». Тезисы докладов, МГТУ им. А.Н.Косыгина, Москва, 2008 г., с. 57-58

18. Кузнецов Д.Н., Кобраков К.И., Ручкина А.Г., Пыркова М.В. Исследование фунгицидных свойств серии новых азокрасителей на основе пиразол-5-нов. III Международная научно-технической конференция «Достижения текстильной химии - в производство» («Текстильная химия -2008 »). Тезисы докладов, ИГХТУ Иваново, 2008 г., с. 79-80

19. Кузнецов Д.Н., Коньков С.А., Кобраков К.И., Моисеев И.К. Свойства некоторых новых азокрасителей, синтезированных на основе 1-(1-адамантил)бутан-1,3-диона. Материалы 61-й межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые КГТУ - производству». Тезисы докладов, КГТУ, Кострома,

2009г., с. 21

20. Кузнецов Д.Н., Кобраков К.И., Ручкина А.Г., Глотова М.О. Синтез производных нафто[1,2-с]пиразоло[5,1-е][1,2,4]триазина и использование их в качестве красителей текстильных материалов. Всероссийская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности» Дни науки 2009, Тезисы докладов, С-Петербург, 2009 г., с. 36-37

21. Кузнецов Д.Н., Кобраков К.И., Ручкина А.Г., Ежов Д.И., Глотова М.О. Синтез и некоторые химические свойства 5-аминопиразолов. Восьмая всероссийская научная студенческая конференция «Текстиль XXI века». Тезисы докладов, МГТУ им. А.Н.Косыгина, Москва, 2009 г., с. 72

22. Кузнецов Д.Н., Глотова М.О., Ручкина А.Г. Новые гетероциклические аминоазосоединения в качестве диазокомпонента в синтезе азокрасителей. Межвузовская научно-техническая конференция аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (Поиск-2010). Иваново, 2010 г., с. 100-101

23. Кузнецов Д.Н., Алафинов А.И., Кобраков К.И., Ушкаров В.И. Синтез и исследование свойств перспективных полиазокрасителей и пигментов, на основе метилфлороглюцина (МФГ) - продукта химической трансформации тротила. Межвузовская научно-техническая конференция аспирантов и студентов «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс-2010). Тезисы докладов. Иваново, 2010г., с. 84-85

24. Кузнецов Д.Н., Глотова М.О., Ручкина А.Г. Синтез и исследование свойств новых полиазокрасителей на основе 4-аминофенилазопиразола. Девятая всероссийская научная студенческая конференция «Текстиль XXI века». Тезисы докладов, МГТУ им. А.Н.Косыгина, Москва, 2010 г., с. 53

25. Кузнецов Д.Н., Агапов Г.А. Получение и фунгицидная активность продуктов азосочетания 3-метил-4-фенил-7Я-5-аминопиразола с метиленактивными соединениями. XVII Международная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов» Тезисы докладов, МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, 2010 г., элекгоон. опт диск (DVDROM). '

26. Кузнецов Д.Н., Целикова Г.А., Глотова М.О., Сутягин М.Н. Кобраков К.И. Новые эффективные азокрасители для колорирования текстильных материалов на основе оригинальных ароматических аминов, возобновляемого растительного сырья и продуктов модификации техногенных отходов (тротила). X Всероссийская выставка научно-технического творчества молодежи НТТМ-2010, Тезисы докладов, ВВЦ, Москва, 2010 г., с. 162

27. Кузнецов Д.Н., Ручкина А.Г., Глотова М.О., Кобраков К.И. Новые полиазокрасители на основе 4-аминофенилазо-3,5-диметилпиразола. Международная научно-техническая конференция «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль-2010). Тезисы докладов. МГТУ им. А.Н. Косыгина, Москва, 2010 г., с. 97

28. Кузнецов Д.Н., Глотова М.О., Ручкина А.Г., Кобраков К.И.

Синтез азот(кислород)содержащих полициклических структур на основе реакции арил(гетарил)аминов с метиленактивными соединениями. III Международная конференция "Химия гетероциклических соединений", посвященная 95-летию со дня рождения профессора Алексея Николаевича Коста. Тезисы докладов, МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, 2010 г., с. 118

29. Кузнецов Д.Н., Агапов Г.А., Ручкина А.Г., Кобраков К.И. Моделирование и синтез азокрасигелей содержащих развитую хромофорную систему и биофорные фрагменты и исследование их свойств. Всероссийская конференция с элементами научной школы для молодежи «Актуальные проблемы органической химии» Тезисы докладов. КГТУ, Казань, 2010г., с

30. Кузнецов Д.Н., Агапов Г.А., Ручкина А.Г. Синтез новых биоцидных азокрасигелей на основе 4-тиазолинона Межвузовская научно-техническая конференция аспирантов и студентов «Молодые ученые -развитию текстильной и легкой промышленности» (Поиск-2011) Иваново 2011г., с. 111-112.

31. Кузнецов Д.Н., Глотова М.О., Ручкина А.Г. Изучение биологической активности новых полиазокрасителей. Десятая всероссийская научная студенческая конференция «Текстиль XXI века». Тезисы докладов, МГТУ им. А.Н.Косыгина, Москва, 2011 г., с.58

32. Кузнецов Д.Н., Агапов Г.А., Ручкина А.Г., Кобраков К.И. Синтез биоцидных красителей на основе метилен-бис-(4-оксо-2-тиазолинила-2). Десятая всероссийская научная студенческая конференция «Текстиль XXI века». Тезисы докладов, МГТУ им. А.Н.Косыгина, Москва 2011г., с. 59

33. Кузнецов Д.Н., Кобраков К.И., Ручкина А.Г., Дмитриева М.Б., Глотова М.О. Реализация стратегии синтеза биоцидных азокрасигелей. Международная научно-практическая конференция «Нано, био, информационные технологии в текстильной и легкой промышленности» («Текстильная химия - 2011»), Иваново, 2011 г.

Подписано в печать 11.11.11 Формат бумаги 60x84/16 Бумага множ. Усл.печ.л. 1,25 Заказ 348 Тираж 80 ФГБОУ ВПО «МГТУ им. А.Н. Косыгина», 119071, Москва, ул. Малая Калужская, 1

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата химических наук, Кузнецов, Дмитрий Николаевич

Введение.

1. Литературный обзор. Использование красителей с биоцидными свойствами.

1.1 Полиметиновые красители.

1.2 Азокрасители.

1.2.1 Применение фенолов, нафтолов, салициловой кислоты и ее анилидов для получения биоцидных азокрасителей.

1.2.2 Применение гетероциклических соединений для получения биоцидных азокрасителей.

1.2.3 Биологическая активность комплексов азокрасителей с металлами.

1.3 Арилметановые красители.

1.4 Ариламиновые красители.

1.5 Антрахиноновые красители.

1.6 Азометиновые красители.

1.7 Биоцидные красители других классов.

1.7.1 Полициклохиноновые красители.

1.7.2 Индигоидные красители.

1.7.3 Макрогетероциклические красители.

2. Обсуждение результатов.

2.1 Синтез фунгицидных азокрасителей на основе 1-арил(гетарил)

З-метилпиразол-5-онов.

2.1.1 Синтез 1-арил(гетарил)пиразол-5-онов.

2.1.2 Синтез пиразол-5-онов, содержащих фрагмент экранированного фенола.

2.1.3 Синтез азопиразолонов на основе полученных пиразол-5-онов

2.2 Синтез азосоединений на основе тригидроксипиримидина (барбитуровой кислоты) и 2-оксииндола.

2.3 Синтез фунгицидных красителей постадийным формированием хромофорной и биофорной составляющих молекулы.

2.3.1 Синтез фунгицидных красителей по схеме I.

2.3.2 Синтез фунгицидных красителей по схеме II.

2.4 Исследование возможности использования синтезированных азосоединений для колорирования текстильных материалов

2.4.1 Определение оптимальных условий крашения волокон асосоединениями 76 и 92.

2.4.2 Крашение текстильных материалов синтезированными азосоединениями.

2.4.3 Испытания окрашенных образцов к физико-химическим воздействиям.

2.5 Фунгицидная активность синтезированных соединений и окрашенных ими образцов текстильных материалов.

2.6 Компьютерный скрининг биологической активности некоторых синтезированных соединений.

3. Экспериментальная часть.

Выводы.

Введение диссертация по химии, на тему "Разработка методов синтеза и исследование свойств биоцидных гетарилсодержащих азосоединений"

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- синтезирована серия Ы-арил(гетарил)пиразол-5-онов в качестве потенциальных биофорных фрагментов целевых азосоединений;

- разработаны методики синтеза и получены неописанные ранее азопиразолоны разного строения;

- с использованием предложенных альтернативных схем получены образцы 47 азокрасителей различного строения; исследована возможность использования синтезированных азосоединений в качестве перспективных красителей для тканей из волокон различного строения;

- исследована фунгицидная активность синтезированных соединений, а также окрашенных с их помощью образцов ткани и выявлена зависимость типа и уровня активности от строения молекулы; проведен компьютерный скрининг химико-фармацевтической активности синтезированных соединений и определены перспективные области их биологических испытаний.

Научная новизна.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на следующих научно-технических мероприятиях: Межвузовские научно-технические конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые -развитию текстильной и легкой промышленности». (Поиск-2004; 2010, 2011), Иваново; Международные научно-технические конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль-2005, 2006, 2008, 2010), Москва; Межвузовские научно-технические конференции молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые КГТУ -производству» (2006, 2007, 2008, 2009), Кострома; Всероссийские научные студенческие конференции «Текстиль XXI века» (2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011), Москва; Международная научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов «Молодежь - производству» (2006 г.), Витебск; Всероссийские научно-технические конференции студентов и аспирантов

Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности» (Дни науки 2007, 2009), С-Петербург; Межвузовские научно-технические конференции аспирантов и студентов «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс-2008, 2010), Иваново; Международные научно-технические конференции «Достижения текстильной химии - в производство» («Текстильная химия» 2008, 2011), Иваново; XVII Международная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов» (2010 г.), Москва; X Всероссийская выставка научно-технического творчества молодежи НТТМ-2010, Москва; III Международная конференция "Химия гетероциклических соединений", посвященная 95-летию со дня рождения профессора Алексея Николаевича Коста (2010 г.), Москва; Всероссийская конференция с элементами научной школы для молодежи «Актуальные проблемы органической химии» (2010 г.), Казань

Заключение диссертации по теме "Органическая химия"

Выводы

1. Установлено, что на селективность взаимодействия арил(гетарил)гидразинов с ацетоуксусным эфиром - образование гидразона или пиразолона, существенное влияние оказывают электронные эффекты заместителей в арильном(гетарильном) радикале замещенного гидразина, и на основе полученных результатов оптимизированы методики синтеза замещенных пиразолонов.

2. Изучены различные подходы (алгоритмы) синтеза азосоединений, обладающих биологической (фунгицидной) активностью, и предложена поэтапная схема, включающая стадии создания хромофорного и биофорного фрагментов азокрасителя.

4. Разработаны методики синтеза и наработаны образцы 56 неописанных ранее соединений разнообразного строения, представляющих интерес в качестве полупродуктов в синтезе красителей, а также перспективных азокрасителей для колорирования текстильных материалов.

Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Кузнецов, Дмитрий Николаевич, Москва

1. Minghua Ma, Gang Sun Antimicrobial cationic dyes. Part 3: Simultaneous dyeing and antimicrobial finishing of acrylic fabrics // Dyes and Pigments. 2005. 66. p. 33-41

2. Вирник А.Д. Придание волокнистым материалам антимикробных свойств М., ЦИНТИлегпром, 1972. 64 с.

3. Степанов Б.И. Введение в химию и технологию органических красителей. М.: Химия 1984. 349 с.

4. Гордон П., Грегори П. Органическая химия красителей, пер. с англ. под ред. Г. Н. Ворожцова, М., 1987. 344 с.

5. Пат. JP 67014918 Japanese.

6. Пат. FR 1448707, France. Procédé de préparation d'un composé du 2, 4, 5-trichlorophénol / заявитель Parke davis & со; опубл. 18.03.1966;

7. Пат. WO 2004010761, English. Pesticidal cyanine dye derivatives / Rosen David, Zhang у Larry; Henrie Robert; заявитель Fmc corp; опубл. 02.05.2004;

8. Пат. US 3245874, United States. Cyanine dyes as an agricultural bactericide / Yuzo Seto; заявитель Konishiroku photo ind; опубл. 12.04.1966;

9. Пат. RO 75092, Romania. Colorants 4-oxo-4H-l-benzopyrano-3-dimethylecianiques nonsimetriques et procédé d'obtenir / Panea loan, Chiorean Vasile; заявитель Panea loan, Chiorean Vasile; опубл. 30.09.1980;

10. E1-Maghraby M. A., Khalafallah A. K., Hassan M. E., Soleiman H. A.

11. Synthesis and biological activity ofpyrazolo3,4-d.-8-amino-l-azaquinoxaline dimethine cyanine dyes //J.Chin.Chem.Soc. 1988. 35. p. 5356.

12. H A Shindy, AIM Koraiem, A K Khalafallah & H A Soleiman Newcyanine dyes from 4, 9-dioxopiperidino2,3-g.-l,2,3,4,6,7,8,9octahydroquinolinoquinone // Indian Journal of Chemistry. 2001. 40B. p. 426429.

13. A I M Koraiem, A K Khalafallah, H A Soleiman Synthesis and spectral behaviour of some novel biheterocyclic metal complexes cyanine dyes // Asw.Sc.Tech.Bull. 2002., 21. p. 36-47

14. H.A. Shindy, M.A. El-Maghraby, Fayez M. Eissa Synthesis, photosensitization and antimicrobial activity of certain oxadiazine cyanine dyes // Dyes and Pigments. 2006. 70. p. 110-116

15. B. N. Jha, R. K. Jha,b D. Kumari Jha' & S. N. Jhad Synthesis, Visible Absorption, Photosensitisation and Antimicrobial Activity of Some Butadienochromophoric Chain-Substituted Asymmetric Cyanines // Dyes and Pigments 1990. 13. p. 135-154

16. R. M. Abd El-Aal, A. I. M. Koraierm Synthesis, Absorption Spectra Studies and Biological Activity of Some Novel Conjugated Dyes // Journal of the Chinese Chemical Society. 2000, 47. p. 389-395

17. R.M. Abd El-Aala, M. Younis Synthesis and antimicrobial activity of certain novel monomethine cyanine dyes // Dyes and Pigments 2004. 60. p. 205-214

18. E.Chang, E.E. Congdon,N.S. Honson, K.E. Duff, J. Kuret Structure-activity relationship of cyanine tau aggregation inhibitors // J. Med. Chem. 2009. 52(11). p. 3539-3547.

19. Curry compound kills cancer cells. 2009. URL: http://www.ccrc.ie/news-and-awards/140?task=view (дата обращения: 25.01.2011).

20. S. Han, Y. Yang Antimicrobial activity of wool fabric treated with curcumin // Dyes and Pigments 2005. 64. p. 157-161

21. Мельников H.H. Пестициды. Химия, технология и применение М.: Химия 1987. 712 с.

22. Сафонова Т.С. Пути развития химии лекарственных веществ. М., Знание 1978. 64 с.

23. Ibrahim М. A. Awad Synthesis of Some New Azosulphonamides Based on Salicylic Acid and Thiosalicylic Acid, and Having Antibacterial and Antifungal Activity // Dyes and Pigments 1991.17 p. 123-139

24. AH A. Abdel Hafez, Ibrahim M. A. Awad Azo-Dyes Related to 5-sulphonylpipiperidino and /or Morpholino-8-Quinolinol // Dyes and Pigments 1992. 20 p. 197-209

25. Ibrahim M. A. Awad Synthesis and application of novel sulpha drugs based on quinoxaline-2-one and/or quinoxaline-2-thione // Journal of Chemical Technology & Biotechnology. 1992. 53(3) p. 227-236

26. Пат. GB 442884, English. Azo compounds and their application and compositions containing the same / заявитель DU PONT; опубл. 17.02.1936

27. Пат. US 2904544, United States. Polynuclear nitrogen containing compounds and process of making same / Carboni Rudolph А; заявитель DU PONT; опубл. 15.09.1959;

28. Shen Liu , Jiang Ma , Defeng Zhao Synthesis and characterization of cationic monoazo dyes incorporating quaternary ammonium salts //Dyes and Pigments 2007. 75 p. 255-262

29. Krishna L. Bock, Mendel Trachtman, Charles W. Bock N-hydroxy-monomethoxy-4-aminoazobenzenes: a computational study // Dyes and Pigments 2001. 48 p. 197-207

30. Ashish Garg, Krishna L. Bhat, Charles W. Bock Mutagenicity of aminoazobenzene dyes and related structures: a QSAR/QPAR investigation // Dyes and Pigments 2002. 55. p. 35-52

31. Meltem Sarioglu, Ulusoy Bali The removal of C.I. Basic Red 46 in a mixed methanogenic anaerobic culture //Dyes and Pigments 2007. 74. p. 223-229

32. Carolyn I. Pearce , James T. Guthrie , Jonathan R. Lloyd Reduction of pigment dispersions by Shewanella strain J18 143 //Dyes and Pigments 2008. 76. p. 696-705

33. Safia Moosvi, Xama Kher, Datta Madamwar Isolation, characterization and decolorization of textile dyes by a mixed bacterial consortium JW-2 // Dyes and Pigments. 2007. 74. p. 723-729

34. Ушкаров В.И., Кобраков К.И., Алафинов А.И., Шевелев С.А., Шахнес А.Х., Метилфлороглюцин доступный полупродукт для синтеза азокраистелей // Химическая технология. 2006. 8 с. 5-8

35. Ушкаров В.И., Кобраков К.И., Алафинов А.И., Шевелев С.А., Шахнес А.Х., Станкевич Г.С. Красители на основе метилфлороглюцина для химических волокон // Химические волокна. 2006. 3 с. 8-10

36. M.Nopitsh, Milliand //Textilberichte, 1953. 78. p. 644 -753

37. Кобраков К.И., Алексанян К.Г., Станкевич Г.С., Орлов В.Ю., Бегунов Р.С., Бродский И.И. Синтез и свойства аналогов бензидиновых красителей на основе диаминов ряда бензофенона // Текстильная промышленность (Научный альманах) 2007. 4 с. 24-28

38. Козлова С.Е. Исследования в области придания антимикробных свойств шерстяным материалам: Дис. к.х.н. наук, Москва.: 1972 г.

39. Пат. FR 2436161, France. Halogen-containing azo dyes / заявитель TSNII SCHERSTJANOJ PROMY; опубл. 11.04.1980;

40. Грукова О.П., Кобраков К.И., Станкевич Г.С., Шахнес А.Х., Шевелев А.С. Синтез азокрасителей на основе 2,4,6-тринитротолуола и 1,3,5-тринитробензола // Химическая технология 2003. 7 с. 12-13

41. Грукова О.П., Кобраков К.И., Станкевич Г.С., Неборако О.Ю. Поиск новых эффективных красителей для химических волокон // Химические волокна 2005. 2 с. 5-7

42. Penchev A, Simov D, Gadjev N. Diazotization of 2-amino-6-methoxybenzothiazole at elevated-temperature // Dyes and Pigments 1991. 16(1) p. 77-81;

43. Peters AT, Gbadamosi NMA. 5,6-(6,7-)Dichlorobenzothiazolylazo dyes for synthetic-polymer fibers // Dyes and Pigments 1992.18(2) p. 115-23;

44. Kraska J, Sokolwska-Gajda J. Synthesis and properties of monoazo disperse dyes derived from 3-amino-5-nitro2,l.benzisothiazole // Dyes and Pigments 1987. 8(5) p. 345-52;

45. Sokolwska-Gajda J. Synthesis and properties of some disperse dyes derived from 3-amino-5-nitro2,l.benzisothiazole and alkyl esters of N-benzyl-Nphenyl-b-alanine // Dyes and Pigments 1991. 15(4) p. 239-45

46. Somari Giri, Awadhesh Kumar Mishra. Fungicidal and molluscicidal activity of some 3-Substituted 4-Hydroxycoumarin derivatives // J. Agric. Food Chem. 1904. 32. p. 759-762

47. Helal M. H., Elgemeie G. H., Masoud D. M. Preparation and characterization of novel methylsulfanylpyrazolopyrimidines as heterocyclic dyes from ketene dithioacetals // Pigment & Resin Technology. 2007. 36(5). p. 306-311

48. Karci Fikret, Demircali Aykut Synthesis of disazopyrazolol,5-a.pyrimidines // Dyes and Pigments. 2007. 74(2). p. 288-297

49. Tsai Pi Chen, Wang Ing Jing A facile synthesis of some new pyrazolol,5-a.pyrimidine heterocyclic disazo dyes and an evaluation of their solvatochromic behavior // Dyes and Pigments. 2007. 74(3). p. 578-584

50. Fathy N. M., El-Said M. K., El-Bazza Z. E., Faddah L. M. Behavior of 3,5-diaminopyrazoles towards activated double bond systems: novel synthesis of pyrazolol,5-a.pyrimidines // Egyptian Journal of Pharmaceutical Sciences. 1992. 33(1-2). p. 1-9

51. Hassan Alaa A., Ibrahim Yusria R., Mohamed Nasr K., Mourad Aboul-Fetouh E. Reaction of tetracyanoethylene with arylazoaminopyrazoles via charge-transfer complexation // Journal fuer Praktische Chemie (Leipzig). 1990. 332(6). p. 1049-1053

52. Fikret Karci , Nesrin Seener, Mustafa Yama3, Izzet Seener, Aykut Demireah The synthesis, antimicrobial activity and absorption characteristics of some novel heterocyclic disazo dyes //Dyes and Pigments 2009. 80 p. 47-52

53. Seferoglu Z, Ertan N, Yilmaz E, Uraz G. Synthesis, spectral characterisation and antimicrobial activity of new disazo dyes derived from heterocyclic coupling components // Coloration Technology 2008. 124(1) p. 27-35

54. Amin S.A., Abdou L.A., Kamel H. Relation between the rotproofing properties and chemical structure of some reactive compounds and theirchromophorie derivatives // Textile research journal. 1974. 44(8) p. 568-573; 1975. 45(1). p. 67-75

55. Тошходжаев H.A., Кобраков К.И., Швехгеймер Г.А., Балабанова JI.B.

56. Синтез и некоторые свойства красителей на основе 6-замещеных 2,3,5-трихлорпиридина // Известие Вузов. Химия и химическая технология. 1995. Т. 36., №3, с. 97-101

57. Кобраков К.И., Кондратков В.Т., Станкевич Г.С., Дмитриева М.Б. Защита текстильных материалов из волокон различных типов от биоповреждений с помощью специальных красителей // Химические волокна. 1999. 4. с. 38-40,

58. Пат. US 20090074821, United States. Colorants based n-halamines compositions and method of making and using / Sun Yuyu; заявитель University of Texas; опубл. 19.03.2009

59. Пат. WO 2009039180, English. Colorants based n-halamines compositions and method of making and using / Sun Yuyu, Luo Jie; заявитель Univ Texas; опубл. 26.03.2009;

60. Рыбина И.И. Синтез и исследование свойств производных 3,5-дихлорпирид-2-илгидразина. Дис. канд. хим. наук. Москва. - 2001. 158

61. Феоктистов М.К., Станкевич Г.С., Кобраков К.И., Дмитриева М.Б., Бродский И.И., Бегунов Р.С. Синтез и исследование свойства азокрасителей, содержащих биофорные группы // Известие вузов. Технология текстильной промышленности. 2007 Зс с. 65-67

62. Феоктистов М.К., Станкевич Г.С., Кобраков К.И., Зволинский В.И., Бормашева К.М., Моисеев И.К., Орлов В.Ю., Яковлева О.Ю., Бегунов

63. Р.С. Новые пиразолсодержащие азокрасители для поликапроамида: синтез и свойства // Химические волокна. 2008. 2 с. 3-7

64. Швехгеймер М.-Г.А., Кондрашова Н.Н. Синтез азосоединений, содержащих ядро хинолин-4-карбоновой кислоты // Доклады РАН. Москва 2003.391(2) с. 207-211

65. Розова З.С. Водоупорно-гнилостная пропитка крашением // Текстильная промышленность. 1941.10. с. 20-21

66. Самсонова С.А. Заместители в противогнилостной пропитке // Текстильная промышленность. 1943.8. с. 15-17,

67. Мальцева Т.А. Разработка методов получения модифицированных целлюлозных волокон и тканей, обладающих антимикробными свойствами. Дис. к.х.н., Москва., 1965г.

68. Козинда З.Ю. «Исследование в области модификации белковых волокон» Дис. канд. хим. наук. Москва. - 1965. 170 с.

69. Хазанов Г.И. Усовершенствование технологии отделки технических сукон, используемых в прессовой части бумагоделательных машин. Дис. к.х.н, Москва., 1987г.

70. Дайсон Г., Мей П.Химия синтетических лекарственных средств. М.: Мир 1964. 289 с.

71. Л. Ф. Федосова // Труды ЦНИДИ, 1950, с. 138.

72. Пат. JP 2005009065, Japanese. Bactericidal/antibacterial textile product and method for manufacturing the same / Toyoshima Satoru; Watanabe Masayasu; Yamada Masayuki; заявитель Daiken Iki Kk; опубл. 13. 01.2005

73. Balabanova M., Popova L., Tchipeva R. Dyes in dermatology // Disease-A-Month. 2004. 50(6). pp. 270-279

74. URL: http://www.vetmag.nl/catalog/description/7obiect id=l68 (дата обращения: 25.01.2011).

75. URL: http://zoomir.spb.ru/fishes/zoomir/konditsionery/malahitovyi-zelenyi.html (дата обращения: 25.01.2011).

76. G. Orosa and T. Cserharti Use of principal component analysis and a spectral mapping technique for the evaluation of the antifungal activity of anthracene-based synthetic dyes // SAR and QSAR in Environmental Research. 2009. 20(3-4). p. 379-391

77. Крылов Ю.Ф., Бобырев B.M. Фармакология. М.: ВУНМЦ МЗ РФ, 1999. 352 с.

78. Вирник А. Д., Щеглова Г. В., Роговин 3. А., Вашков В. И. // Журнал микробиологии, эпидемиологии, иммунологии, 1967, № 5, 110.

79. Снежко. Д.Л., Вирник А. Д., Пестерева Г. Д., Роговин 3. А. //

80. Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1968, № 6, 92,

81. Крылов Ю.Ф., Бобырев В.М. Фармакология. М.: ВУНМЦ МЗ РФ, 1999. 352 с.

82. Беликов В. Г. Учебное пособие по фармацевтической химии. М.: Медицина 1979. 328 с.

83. Химический энциклопедический словарь, под. ред. Кнунянц И. Л., М.: Советская энциклопедия, 1983. с. 331-332

84. Mark Wainwright Phenothiazinium photosensitisers: V. Photobactericidal activities of chromophore-methylated phenothiazinium salts // Dyes and Pigments 2007. 73 p. 7-12

85. Minghua Ma, Yuyu Sun, Gang Sun Antimicrobial cationic dyes: part 1: synthesis and characterization // Dyes and Pigments. 2003. 58. p. 27-35

86. Minghua Ma, Gang Sun Antimicrobial cationic dyes. Part 3: simultaneous dyeing and antimicrobial finishing of acrylic fabrics // Dyes and Pigments 2005. 66 p. 33-41

87. Реестр лекарственных средств. 2004. URL: http://reles.ru/ (дата обращения 25.01.11).

88. Carolina Castillo, Susana Criado, Marta Diaz, Norman A. Garcia

89. Riboflavin as a sensitiser in the photodegradation of tetracyclines. Kinetics, mechanism and microbiological implications // Dyes and Pigments 2007. 72 p. 178-184

90. Rongchun Li, Zhanyong Guo, Pingan Jiang. Synthesis, characterization, and antifungal activity of novel quaternary chitosan derivatives // Carbohydrate Research. 2010. 345 (13). p 1896-1900

91. Пат. WO 2005085189A2, English. Compounds / Gilbert Ian; Sellarajah Shane; заявитель Medical res council; Gilbert ian; Sellarajah shane; опубл. 15.09.2005;

92. Пат. US 2619492, United States. Soluble onium salts of halogenmethylated dibenzanthronyls / Randall David I; заявитель GEN ANILINE & FILM CORP; опубл. 25.11.1952;

93. Пат. US 2061186, United States. Fluorine containing vat dyes / Elton Cole John; заявитель DU PONT; опубл. 06.12.1933;

94. Миронов А. Ф. Фотосенсибилизаторы на основе порфиринов и родственных соединений. Итоги науки и техники. Совр. пробл. лаз. физ. М.: ВИНИТИ, 1990. т. 3. с. 5-62.

95. Голдман М. П. Фото динамическая терапия, пер. с англ. под общей редакцией В. А. Виссарионова, М., 2010. 167 с

96. Mariana В. Spesia, Edgardo N. Durantini Synthesis and antibacterial photosensitizing properties of a novel tricationic subphthalocyanine derivative // Dyes and Pigments 2008. 77 p. 229-237

97. Fasiulla, M.H. Moinuddin Khan, M.N.K. Harish, J. Keshavayya, K.R. Venugopala Reddy Synthesis, spectral, magnetic and antifungal studies on symmetrically substituted metal(II)octaiminophthalocyanine pigments // Dyes and Pigments 2008. 76 p. 557-563,

98. Moinuddin Khan MH, Fasiulla, Harish MNK, Keshavayya J, Venugopala Reddy KR. Synthesis, structural investigation and biological studies on symmetrically substituted 1,8,15,22-tetraiminophthalocyanine pigments. // JTR Chem 2006.13(1) p. 70-80

99. Солдатенков A.T., Колядина H.M., Шендрик И.В. Основы органической химии лекарственных веществ.- М.: Мир, 2003.-103с.

100. Пат. US 4299614, United States. Novel algicidal method utilizing 1,4-diphenyl-3-pyrazolin-5-ones / Beck J.R., Gajewski R.P., заявитель Lilly Eli Co.; опубл. 11.10.1981.

101. Пат. US 4382948, United States. l,3,4-Trisubstituted-2-pyrazolin-5-one fungicides / Kurkov V.P.; заявитель Chevron Res.; опубл. 05.10.1983.

102. Nayak A.P., Mittra A.S. 4,4-Bis-5-pyrazolones and their 4,4-unsaturated products for possible use as fungicides // J. Indian Chem. Soc. 1980. 57(6) p. 643-645

103. Mager P.P., Bohm H., Wilde H., Mann G. Wachs tumshemmung von chlorella vulgaris durch 4-substituierte 3-methyl-l-phenylpyrazoline-5-one derivate in abhangigkeit von der chemischen struktur // Pharmazie. 1980. 35 (12) p. 807-808

104. Лисицин В.Н. Химия и технология промежуточных продуктов.-М.: Химия. 1987. -368 с.

105. Китаев Ю.П., Бузыкин Б.И. Гидразоны.-М.: «Наука», 1974.-415 с.

106. Zhen-Chao. Synthesis of l-(2,4-dinitrophenyl)-3-methyl-4-nitro-5-pyrazolone // J. Nat. Sci., 1959, №2, 35; Chem. Abs., 1963, 59, p. 2795

107. Holla B. S.; Kalluraya B. Studies on nitrofuran heterocycles part III. Synthesis and antibacterial activity of some N-substituted 3-methyl-4-(5-nitro-2-iuriurylidene)-2-pyrazolin-5-ones // Revue Roumaine de Chimie, 1992, 37 (10), p. 1159-1164

108. Хромов-Борисов H.B. Стереоизомерия оксимов и гидразонов // ЖОХ 1955, 25, р. 136; Chem. Abs., 1955, 49, 8257

109. Clarke Р.А., Limon C.R. Attempted synthesis of l-(2,4-dinitrophenyl)-3-methyl-5-pyrazolone // Chemistry & Industry, 1965, 36, p. 1562

110. Lindley John M., McRobbie lan M., Meth-Cohn Otto. Competitive cyclisations of singlet and triplet nitrenes. The l-(2-nitrenophenyl)pyrazoles and related systems // J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1, 1980, p. 982-994

111. Кобраков К.И., Рыбина И.И., Келарев В.И., Королев В.К. Галогенсодержащие пиридины 8. Синтез 3,5-дихлорпиридинов, содержащих в положение 2 пиразольный или пиразолиновый фрагменты // ХГС.-2003.-№6(432).- С.887-883

112. Абу-Аммар Валид Молхем. Моно- и полиядерные гетероциклические соединения с фрагментами экранированного фенола. Синтез и применение: Диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук М., 2007г.-500 с

113. Бочарникова В.А., Кобраков К.И. // Сборник научных трудов аспирантов. Вып. 5. М.: МГТУ. 2002. - с. 5-8.

114. Бочарникова В.А., Дмитриева М.Б., Дубанкова Н.П., Кобраков К.И., Павлов Н.Н. // Изв. Вузов. Технология промышленности. 2003. - № 3. -с. 68-71.

115. Корчагин М.В., Соколова Н.М., Шиканова И.А. Лабораторный практикум по химической технологии волокнистых материалов.-М.: Легкая индустрия, 1976-230с.

116. Базовый лабораторный практикум по химической технологии -волокнистых материалов. Учебник для вузов под ред. Булушевой Н.Е. М., РИО МГТУ, 2000-350с.

117. ГОСТы: 9733.27-83, 9733.4-83, 9733.6-83, 9733.01-83 Методы испытаний устойчивости окрасок к физико-химическим воздействиям. М.: Изд-во Стандартов., 1985.

118. ГОСТ 9.048-75 «Изделия технические. Метод испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов». -М.: Изд-во Стандартов., 1977.

119. Клясова Г. А. Инвазивный аспергиллез легких в гематологической практике // Успехи медицинской микологии, т. 5, гл. 4, с. 96-97.

120. БуроваС. А., Локшина И. М. Редкие микозы возрастающая проблема // Успехи медицинской микологии, т. 5, гл. 4, с. 68-70.

121. Радченко Е.В., Палюлин В.А., Зефиров Н.С. Локальные молекулярные характеристики в анализе количественной связи «структура-активность» // Рос. хим. ж., 2006, т. L, №2, с. 76-85

122. Баренбойм Г.М., Маленков А.Г. Биологически активные вещества. Новые принципы поиска. М.: Наука, 1986.

123. Филимонов Д.А., Поройков В.В. Прогноз спектра биологической активности органических соединений // Рос. хим. ж., 2006, т. L, №2, с. 6675

124. URL: http://www.pharmaexpert.ru/PASSOnline/ (дата обращения: 13.11.2011).