Помощь студентам в учебе
СИНТЕЗ СУЛЬФАНИЛАМИДОВ НА ОСНОВЕ ПЕРЗАМЕЩЕННЫХ ПАРА- АМИНОФЕНОЛОВ
|
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 10
1.1 Основная информация о сульфаниламидах 10
1.2 Получение сульфаниламидных производных 11
1.3 Реакции характерные для сульфаниламидов 13
1.3.1 Реакции конденсации 13
1.3.2 Реакции диазотирования и азосочетания с фенолами 14
1.3.3 Реакции с участием амидной группы 14
1.3.4 Гидролиз сульфаниламидов 15
1.4 Биологическая активность 16
1.5 Получение нитрозофенолов методами циклоконденсации изонитрозо-
Р-дикетонов и эфиров ацетондикарбоновой кислоты 18
2 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 21
2.1 Доказательства строения полученных 2,6-диалкилоксикарбонил-
3,5диметил-4-аминофенолов 21
2.2 Изучение основности перзамещенных пара-аминофенолов 28
2.2.1 Изучение кислотности 2,6-диалкилоксикарбонил-3,5-диметил-4-
аминофенолов 30
2.3 Реакции сульфамидирования 2,6-диалкилоксикарбонил-3,5-диметил-4-
аминофенолов 32
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 40
3.1 Получение растворителей 40
3.1.1 Абсолютизация этилового спирта 40
3.1.2 Абсолютизация метилового спирта 40
3.1.3 Абсолютизация пропилового спирта 40
3.1.4 Абсолютизация изопропилового спирта 40
3.1.5 Абсолютизация бутилового спирта 40
3.1.6 Абсолютизация изобутилового спирта 40
3.2 Получение ацетондикарбоновой кислоты 41
3.2.1 Получение этилового эфира ацетондикарбоновой кислоты .. 41
3.3 Получение изонитрозоацетилацетона 41
3.4 Получение п-нитрозофенолов 41
3.4.1 Синтез 2,6-диметоксикарбонил-3,5-диметил-4-
нитрозофенола 41
3.4.2 Синтез 2,6-диэтоксикарбонил-3,5-диметил-4-
нитрозофенола 42
3.4.3 Получение 2,6-дипропилоксикарбонил-3,5-диметил-4-
нитрозофенола 42
3.4.4 Получение 2,6-диизопропилоксикарбонил-3,5-диметил-4-
нитрозофенола 43
3.4.5 Получение 2,6-дибутилоксикарбонил-3,5-диметил-4-
нитрозофенола 43
3.4.6 Получение 2,6-диизобутилоксикарбонил-3,5-диметил-4-
нитрозофенола 44
3.5 Восстановление перзамещенных нора-нитрозофенолов 44
3.5.1 Получение 2,6-диметоксикарбонил-3,5-диметил-4-
аминофенола 44
3.5.2 Получение 2,6-ди(этоксикарбонил)-3,5-диметил-4-
аминофенола 44
3.5.3 Получение 2,6-ди(пропилоксикарбонил)-3,5-диметил-4-
аминофенола 45
3.5.4 Получение 2,6-ди(изопропилоксикарбонил)-3,5-диметил-4-
аминофенола 45
3.5.5 Получение 2,6-ди(бутилоксикарбонил)-3,5-диметил-4-
аминофенола 46
3.5.6 Получение 2,6-ди(изобутилоксикарбонил)-3,5-диметил-4-
аминофенола 46
3.6 Определение констант диссоциации сопряженных кислот
перзамещенных нора-аминофенолов 47
3.6.1 Определение констант кислотности 2,5-диалкилоксикарбонил-
3,5- диметил-4-аминофенолов 50
3.7 Сульфамидирование перзамещенных аминофенолов 54
3.7.1 Сульфамидирование 2,6-диметилоксикарбонил-3,5-диметил-
4-аминофенола 54
3.7.2 Сульфамидирование 2,6-диэтилоксикарбонил-3,5-диметил-4-
аминофенола 55
3.7.3 Сульфамидирование 2,6-дипропилоксикарбонил-3,5-диметил-
4-аминофенола 55
3.7.4 Сульфамидирование 2,6-диизопропилоксикарбонил-3,5-
диметил-4-аминофенола 56
3.7.5 Сульфамидирование 2,6-дибутилоксикарбонил-3,5-диметил-4-
аминофенола 56
2,6- дибут 57
3.7.6 Сульфамидирование 2,6-диизобутилоксикарбонил-3,5-
диметил-4-аминофенола 57
3.8 Изучение бактериостатической активности на бактериальных тест-
культурах
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ НИР
4.1 Общие положения
4.1.1 Классификация НИР
4.1.2 Экономические аспекты исследовательской части дипломной работы 59
4.1.3 Организация исследований 59
4.2 Расчёт затрат на выполнение НИР 60
4.2.1 Классификация затрат в калькуляции себестоимости 60
4.2.2 Расчет затрат на сырье и вспомогательные материалы 60
4.2.2 Расчет энергетических ресурсов 63
4.2.3 Расчет затрат на оплату труда 64
4.2.4 Расчет амортизации основных фондов 65
4.2.5 Расчет затрат по статье «Прочие расходы» («Накладные
расходы») 67
4.2.6 Сводные затраты на выполнение научно-исследовательской работы 68
4.2.7 Выводы и заключения 68
5 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ РАБОТЫ 69
5.1 Безопасность работы 69
5.1.1 Анализ опасных и вредных факторов при проведении работы 69
5.2 Общая характеристика используемых веществ и
материалов 70
5.3 Организационные мероприятия 72
5.4 Противопожарная безопасность в лаборатории 73
5.4.1 Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности 73
5.4.2 Требования пожарной безопасности к помещениям 74
5.5 Основные запреты для помещений лабораторий: 74
5.6.1 Во время использования электроустановок запрещено 74
5.5.2 Порядок действия при пожаре 75
5.6 Определение необходимого количества первичных средств
пожаротушения 75
5.6.1 Первичные средства пожаротушения: 75
5.7 Экологическая безопасность 76
5.8 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 80
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 10
1.1 Основная информация о сульфаниламидах 10
1.2 Получение сульфаниламидных производных 11
1.3 Реакции характерные для сульфаниламидов 13
1.3.1 Реакции конденсации 13
1.3.2 Реакции диазотирования и азосочетания с фенолами 14
1.3.3 Реакции с участием амидной группы 14
1.3.4 Гидролиз сульфаниламидов 15
1.4 Биологическая активность 16
1.5 Получение нитрозофенолов методами циклоконденсации изонитрозо-
Р-дикетонов и эфиров ацетондикарбоновой кислоты 18
2 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 21
2.1 Доказательства строения полученных 2,6-диалкилоксикарбонил-
3,5диметил-4-аминофенолов 21
2.2 Изучение основности перзамещенных пара-аминофенолов 28
2.2.1 Изучение кислотности 2,6-диалкилоксикарбонил-3,5-диметил-4-
аминофенолов 30
2.3 Реакции сульфамидирования 2,6-диалкилоксикарбонил-3,5-диметил-4-
аминофенолов 32
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 40
3.1 Получение растворителей 40
3.1.1 Абсолютизация этилового спирта 40
3.1.2 Абсолютизация метилового спирта 40
3.1.3 Абсолютизация пропилового спирта 40
3.1.4 Абсолютизация изопропилового спирта 40
3.1.5 Абсолютизация бутилового спирта 40
3.1.6 Абсолютизация изобутилового спирта 40
3.2 Получение ацетондикарбоновой кислоты 41
3.2.1 Получение этилового эфира ацетондикарбоновой кислоты .. 41
3.3 Получение изонитрозоацетилацетона 41
3.4 Получение п-нитрозофенолов 41
3.4.1 Синтез 2,6-диметоксикарбонил-3,5-диметил-4-
нитрозофенола 41
3.4.2 Синтез 2,6-диэтоксикарбонил-3,5-диметил-4-
нитрозофенола 42
3.4.3 Получение 2,6-дипропилоксикарбонил-3,5-диметил-4-
нитрозофенола 42
3.4.4 Получение 2,6-диизопропилоксикарбонил-3,5-диметил-4-
нитрозофенола 43
3.4.5 Получение 2,6-дибутилоксикарбонил-3,5-диметил-4-
нитрозофенола 43
3.4.6 Получение 2,6-диизобутилоксикарбонил-3,5-диметил-4-
нитрозофенола 44
3.5 Восстановление перзамещенных нора-нитрозофенолов 44
3.5.1 Получение 2,6-диметоксикарбонил-3,5-диметил-4-
аминофенола 44
3.5.2 Получение 2,6-ди(этоксикарбонил)-3,5-диметил-4-
аминофенола 44
3.5.3 Получение 2,6-ди(пропилоксикарбонил)-3,5-диметил-4-
аминофенола 45
3.5.4 Получение 2,6-ди(изопропилоксикарбонил)-3,5-диметил-4-
аминофенола 45
3.5.5 Получение 2,6-ди(бутилоксикарбонил)-3,5-диметил-4-
аминофенола 46
3.5.6 Получение 2,6-ди(изобутилоксикарбонил)-3,5-диметил-4-
аминофенола 46
3.6 Определение констант диссоциации сопряженных кислот
перзамещенных нора-аминофенолов 47
3.6.1 Определение констант кислотности 2,5-диалкилоксикарбонил-
3,5- диметил-4-аминофенолов 50
3.7 Сульфамидирование перзамещенных аминофенолов 54
3.7.1 Сульфамидирование 2,6-диметилоксикарбонил-3,5-диметил-
4-аминофенола 54
3.7.2 Сульфамидирование 2,6-диэтилоксикарбонил-3,5-диметил-4-
аминофенола 55
3.7.3 Сульфамидирование 2,6-дипропилоксикарбонил-3,5-диметил-
4-аминофенола 55
3.7.4 Сульфамидирование 2,6-диизопропилоксикарбонил-3,5-
диметил-4-аминофенола 56
3.7.5 Сульфамидирование 2,6-дибутилоксикарбонил-3,5-диметил-4-
аминофенола 56
2,6- дибут 57
3.7.6 Сульфамидирование 2,6-диизобутилоксикарбонил-3,5-
диметил-4-аминофенола 57
3.8 Изучение бактериостатической активности на бактериальных тест-
культурах
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ НИР
4.1 Общие положения
4.1.1 Классификация НИР
4.1.2 Экономические аспекты исследовательской части дипломной работы 59
4.1.3 Организация исследований 59
4.2 Расчёт затрат на выполнение НИР 60
4.2.1 Классификация затрат в калькуляции себестоимости 60
4.2.2 Расчет затрат на сырье и вспомогательные материалы 60
4.2.2 Расчет энергетических ресурсов 63
4.2.3 Расчет затрат на оплату труда 64
4.2.4 Расчет амортизации основных фондов 65
4.2.5 Расчет затрат по статье «Прочие расходы» («Накладные
расходы») 67
4.2.6 Сводные затраты на выполнение научно-исследовательской работы 68
4.2.7 Выводы и заключения 68
5 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ РАБОТЫ 69
5.1 Безопасность работы 69
5.1.1 Анализ опасных и вредных факторов при проведении работы 69
5.2 Общая характеристика используемых веществ и
материалов 70
5.3 Организационные мероприятия 72
5.4 Противопожарная безопасность в лаборатории 73
5.4.1 Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности 73
5.4.2 Требования пожарной безопасности к помещениям 74
5.5 Основные запреты для помещений лабораторий: 74
5.6.1 Во время использования электроустановок запрещено 74
5.5.2 Порядок действия при пожаре 75
5.6 Определение необходимого количества первичных средств
пожаротушения 75
5.6.1 Первичные средства пожаротушения: 75
5.7 Экологическая безопасность 76
5.8 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 80
Основным приоритетом для государств всего мира является поддержание здоровья своих граждан. Для этого в настоящее время разработаны и успешно введены в практику огромное количество лекарственных препаратов. Однако, вследствие адаптации микроорганизмов, их биологически активное действие на организм человека снижается. Поэтому в настоящее время ведется активный синтез новых соединений, обладающих подобным действием.
Новые вещества чаще всего синтезируют на основе молекул, которые обладают биологически активным действием. К ним относятся аминофенолы, аминопиразолы, а также многие другие.
Среди производных гетероциклических аминов существует ряд эффективных лекарственных препаратов, таких как антипирин, анальгин и другие лекарственные препараты. Поэтому новые производные на их основе продолжают привлекать внимание химиков синтетиков по всему миру, которые занимаются поиском новых биологически активных веществ.
Представителями таких веществ являются соединения на основе п- аминофенола. Такие соединения проявляют свойства эффективных
антисептиков и анальгетиков, применяемых при воспалениях и головной боли.
Эти вещества синтезируют из п-хлорнитробензола. В реакцию вступает этанол в присутствии гидроксида калия и оксида марганца (IV). В ходе данной реакции образуется нитроэфир, который затем восстанавливают до аминоэфира. После, проводят реакцию ацилирования и получают N-(4- этоксифенил)ацетамид.
Различные заместители, находящиеся в кольце аминофенола, усиливают их биологически активные свойства. От них зависит проголонгированность, а также механизм действия на организм человека. Но, как правило, аминофенолы не используют в свободном виде. Чаще всего это различные производные. Введение заместителей, а в особенности гетероциклов при аминогруппе изменяет свойства аминофенолов. Примером таких соединений являются сульфаниламидные производные.
Сульфаниламиды - группа синтезированных соединений, предназначенных для лечения заболевания, вызванных, главным образом, действием бактерий.
Первое упоминание об их практическом применении в медицинской практике относят к 1930 годам. Именно благодаря представителям этой группы соединений, а именно белому стрептоциду удалось снизить летальность при таких заболеваниях, как воспаления легких, сепсис, а также многих других. Наиболее активное их применение пришлось на годы Второй мировой войны, в результате чего удалось спасти множество жизней.
Данные соединения были открыты случайно в 1908 году химики в поисках новых красителей синтезировали п-аминобензолсульфамид, который благодаря своим свойствам вошел в широкое применение в производстве красок для ткани. И только через 26 лет ученый фармоколог Г. Домагк, исследовал свойства и доказал его действия на мышей.
После этого началось активное изучение остальных азокрасителей, созданных на основе стрептоцида.
Сам же н-аминобензолсульфамид вышел из употребления в 1930 году из- за своей токсичности для организма человека. С этого момента, начался активный синтез новых соединений, основой которых являлись белый или красный стрептоцид.
Однако, с изобретением пенициллина и других антибиотиков число используемых сульфаниламидов сократилось, но так или иначе они и в настоящее время находят свое прямое применение в медицине.
На сегодняшний день известны тысячи подобных соединений, однако используются из них не более 20.
Исходя из этого была сформулирована цель и задачи работы.
Цель работы: Получение новых сульфаниламидов на основе 2,6- диалкилоксикарбонил-3,5-диметил-4-аминофенолов.
Задачи:
1 Получить 2,6-диэтоксикарбонил-3,5-диметил-4-нитрозофенолы
методом циклизации эфиров ацетондикарбоновой кислоты с изонитрозоацетилацетона;
2 Восстановить полученные перзамещенные нитрозофенолы до соответствующих перзамещенных аминофенолов дитионитом натрия;
3 Определить кислотные и основные свойства и вычислить константы диссоциации сопряженных кислот перзамещенных нара-аминофенолов и константы кислотной диссоциации аминофенолов.
4 Провести реакцию сульфамидирования 2,6-диэтоксикарбонил-3,5- диметил-4-аминофенолов на основе полученных данных;
5 Доказать строение всех полученных новых соединений с использованием современных спектральных методов анализа.
Новые вещества чаще всего синтезируют на основе молекул, которые обладают биологически активным действием. К ним относятся аминофенолы, аминопиразолы, а также многие другие.
Среди производных гетероциклических аминов существует ряд эффективных лекарственных препаратов, таких как антипирин, анальгин и другие лекарственные препараты. Поэтому новые производные на их основе продолжают привлекать внимание химиков синтетиков по всему миру, которые занимаются поиском новых биологически активных веществ.
Представителями таких веществ являются соединения на основе п- аминофенола. Такие соединения проявляют свойства эффективных
антисептиков и анальгетиков, применяемых при воспалениях и головной боли.
Эти вещества синтезируют из п-хлорнитробензола. В реакцию вступает этанол в присутствии гидроксида калия и оксида марганца (IV). В ходе данной реакции образуется нитроэфир, который затем восстанавливают до аминоэфира. После, проводят реакцию ацилирования и получают N-(4- этоксифенил)ацетамид.
Различные заместители, находящиеся в кольце аминофенола, усиливают их биологически активные свойства. От них зависит проголонгированность, а также механизм действия на организм человека. Но, как правило, аминофенолы не используют в свободном виде. Чаще всего это различные производные. Введение заместителей, а в особенности гетероциклов при аминогруппе изменяет свойства аминофенолов. Примером таких соединений являются сульфаниламидные производные.
Сульфаниламиды - группа синтезированных соединений, предназначенных для лечения заболевания, вызванных, главным образом, действием бактерий.
Первое упоминание об их практическом применении в медицинской практике относят к 1930 годам. Именно благодаря представителям этой группы соединений, а именно белому стрептоциду удалось снизить летальность при таких заболеваниях, как воспаления легких, сепсис, а также многих других. Наиболее активное их применение пришлось на годы Второй мировой войны, в результате чего удалось спасти множество жизней.
Данные соединения были открыты случайно в 1908 году химики в поисках новых красителей синтезировали п-аминобензолсульфамид, который благодаря своим свойствам вошел в широкое применение в производстве красок для ткани. И только через 26 лет ученый фармоколог Г. Домагк, исследовал свойства и доказал его действия на мышей.
После этого началось активное изучение остальных азокрасителей, созданных на основе стрептоцида.
Сам же н-аминобензолсульфамид вышел из употребления в 1930 году из- за своей токсичности для организма человека. С этого момента, начался активный синтез новых соединений, основой которых являлись белый или красный стрептоцид.
Однако, с изобретением пенициллина и других антибиотиков число используемых сульфаниламидов сократилось, но так или иначе они и в настоящее время находят свое прямое применение в медицине.
На сегодняшний день известны тысячи подобных соединений, однако используются из них не более 20.
Исходя из этого была сформулирована цель и задачи работы.
Цель работы: Получение новых сульфаниламидов на основе 2,6- диалкилоксикарбонил-3,5-диметил-4-аминофенолов.
Задачи:
1 Получить 2,6-диэтоксикарбонил-3,5-диметил-4-нитрозофенолы
методом циклизации эфиров ацетондикарбоновой кислоты с изонитрозоацетилацетона;
2 Восстановить полученные перзамещенные нитрозофенолы до соответствующих перзамещенных аминофенолов дитионитом натрия;
3 Определить кислотные и основные свойства и вычислить константы диссоциации сопряженных кислот перзамещенных нара-аминофенолов и константы кислотной диссоциации аминофенолов.
4 Провести реакцию сульфамидирования 2,6-диэтоксикарбонил-3,5- диметил-4-аминофенолов на основе полученных данных;
5 Доказать строение всех полученных новых соединений с использованием современных спектральных методов анализа.
В ходе проведенной работы были получены шесть перзамещенных пара-нитрозофенолов, которые были восстановлены до соответствующих аминофенолов реакцией восстановления дитионитом натрия.
Проведено изучение основности и кислотности синтезированы перзамещенных нара-аминофенолов. На основании полученных данных были подобраны условия для проведения реакции сульфамидирования. В результате, были получены шесть ранее неизвестных сульфаниламидных производных 2,6- диалкилоксикарбонил-3,5-диметил-4-аминофенолов. Строение впервые
полученных соединений было доказано с использованием современных методов анализа.
Помимо этого, был произведен расчет экономических затрат на оборудование, аренду помещения, химических реактивов, вспомогательных материалов, а также затраты на оплату труда.
В заключении, произведен анализ опасных и вредных факторов при выполнении научно исследовательской работы. Приведены основные требования безопасности при работе в лаборатории: пожарная, электрическая безопасность. Также рассмотрены экологичность работы и безопасность в чрезвычайных ситуациях.
Проведено изучение основности и кислотности синтезированы перзамещенных нара-аминофенолов. На основании полученных данных были подобраны условия для проведения реакции сульфамидирования. В результате, были получены шесть ранее неизвестных сульфаниламидных производных 2,6- диалкилоксикарбонил-3,5-диметил-4-аминофенолов. Строение впервые
полученных соединений было доказано с использованием современных методов анализа.
Помимо этого, был произведен расчет экономических затрат на оборудование, аренду помещения, химических реактивов, вспомогательных материалов, а также затраты на оплату труда.
В заключении, произведен анализ опасных и вредных факторов при выполнении научно исследовательской работы. Приведены основные требования безопасности при работе в лаборатории: пожарная, электрическая безопасность. Также рассмотрены экологичность работы и безопасность в чрезвычайных ситуациях.