2 Фазылов С. д., 1 Mуравлева л. Е



Pdf көрінісі
Дата14.10.2018
өлшемі62.33 Kb.
#87909

СОВРЕМЕННЫЕ НАУКОЕМКИЕ ТЕХНОЛОГИИ   №9, 2014

59



 

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ 

УДК 547.94

рЕАкцИИ окИСлЕнИя АнАБАзИнА И Его ПроИзводных

1

Бакирова р.Е., 

2

Фазылов С.д., 

1

Mуравлева л.Е.,

 2

нуркенов о.А., 

2

животова т.С., 

2

Сатпаева ж.Б., 

3

жакупова А.н., 

2

Аринова А.Е.

1

Карагандинский государственный медицинский университет, Караганда; 

2

Институт органического синтеза и углехимии РК, Караганда; 

3

Инновационный Евразийский университет, Павлодар, е-mail: iosu8990@mail.ru

Представлены  литературные  результаты  исследования  реакции  окисления  анабазина  и его  произво-

дных в условиях конвекционной, электрохимической и микроволновой активации с применением различ-

ных окислителей. Показано влияние природы окислителей и условий реакции на характер и направления 

окисления молекулы анабазина. 

ключевые слова: анабазин, никотиновая кислота, окисление

rEaCTiONS Of OXidaTiON Of aNaBaziN aNd hiS dEriVaTiVES

1

Bakirova R.E., 

2

fazylov S.D., 

1

Muravlyeva L.E., 

2

Nurkenov O.A., 

2

Zhivotova A.N., 

2

Satpaeva Z.B., 

3

Zhakupova A.N., 

2

Arinova A.E. 

1

Institute of organic synthesis and coal chemistry of the Republic of Kazakhstan, Karaganda; 

2

Karaganda State Medical University, Karaganda; 

3

Innovative Euroasian university, Pavlodar, е-mail: iosu8990@mail.ru

This article presents the literary reserach results of reaction of аnabazine oxidation and its derivatives in the 

conditions of convectional, electrochemical and microwave activation with application of various oxidizers. The 

influence of the nature of oxidizers and reaction conditions on character and the direction of oxidation of a molecule 

of anabazine is shown.

Keywords: anabasine, nicotinic acid, oxidation

В  настоящее  время  синтетические 

трансформации  природных  соединений 

прочно  вошли  в число  ведущих  направле-

ний  фармацевтической  науки.  это  связа-

но  с уникальной  структурой  и биологиче-

скими  свойствами  растительных  веществ, 

синтезируемых  в результате  сложных  био-

химических  процессов  жизнедеятельности 

растений.  Изменяя  структуру  природных 

веществ можно получить новые, порой уни-

кальные лекарственные препараты, которые 

оказываются в десятки раз более эффектив-

ными  и менее  токсичными  биоактивными 

веществами, чем исходные субстраты.

Одним  из  перспективных  в плане  мо-

дификации  строения  соединений  является 

известный  алкалоид  анабазин,  широко  ис-

пользовавшийся в 1930-1960 гг. как мощное 

инсектицидное  средство  против  различных 

вредителей  сельскохозяйственных  культур. 

Анабазин  был  первым  алкалоидом,  выде-

ленным  из  растительного  сырья  anabasis 

aphylla в бывшем Советском Союзе в 1922г. 

Ядовитые  и лекарственные  свойства  анаба-

зина давно были известны местному населе-

нию. Так, например, порошком, полученном 

из стебля, присыпали раны; отваром корней 

лечили туберкулез. Отваром растения поль-

зовались  для  уничтожения  личинок,  заво-

дящихся  в ранах  животных.  В начале  60-х 

годов  в связи  с появлением  высокоэффек-

тивных и быстродействующих фосфорорга-

нических  инсектицидов,  анабазин  сульфат 

был снят с производства [1, 8]. 

Анабазин (C

10

H

13



N

2

) является структур-



ным изомером известного алкалоида нико-

тина, сходен с ним не только по химической 

природе,  но  и по  физиологическим  свой-

ствам.  Строение  анабазина  соответствует 

a-пиперидинил-b-пиридину,  т.е.  характери-

зуется наличием в молекуле пиперидиново-

го фрагмента со вторичной аминофункцией 

и пиридинового  фрагмента  с характерным 

для  него  ароматической  делокализацией 

электронной  плотности,  которые  в целом 

и определяют  особенности  реакционной 

способности алкалоида анабазина (7). 

Процесс  окисления  является  одним  из 

интересных  реакций  изучения  химической 

модификации  анабазина.  В 1931 году  Оре-

хов  А.П.  и Меньшиков  Г.П.  [9]  окислили 

анабазин с применением марганцовокисло-

го калия и получили никотиновую кислоту 

(2),  являющуюся  основным  компонентом 

витамина РР.



MODERN HIGH TECHNOLOGIES   №9, 2014

60



 

CHEMICAL SCIENCES 

Для  нахождения  оптимального  спосо-

ба  синтеза  никотиновой  кислоты  Матвеев 

В.В. [4] окислял анабазин концентрирован-

ной серной кислотой и кислородом воздуха 

в присутствии  различных  катализаторов 

(металлический селен, ртуть, сернокислый 

висмут, осмиевая кислота, пятиокись вана-

дия).  Результаты  исследований  показали, 

что  в изученных  условиях  лучшим  ката-

лизатором  является  металлический  селен. 

Наибольший  выход  никотиновой  кислоты 

при этом составил 77,5 %.

В работе [9] приведены данные по син-

тезу  никотиновой  кислоты  из  доступного 

технического  анабазина  (смесь  сульфатов 

анабазина и лупинина). Показано, что окис-

ление смеси анабазина и лупинина азотной 

кислотой  имеет  ряд  преимуществ  перед 

окислением анабазина перманганатом, хотя 

при этом образуются нитраты никотиновой 

и лупининовой кислот, но разделение их не 

представляет особых затруднений благода-

ря их различной растворимости в воде. Вы-

ход никотиновой кислоты от исходной сме-

си составляет около 74 %, или около 26 % от 

технического анабазин-сульфата.

Также в работе [9] приведены данные по 

окислению анабазина (1) и N-метиланабазина 

(3)  с применением  селенистого  ангидрида. 

При окислении анабазина селенистым анги-

дридом  процесс  не  протекает,  несмотря  на 

проведение  процесса  в жестких  условиях. 

N-метиланабазин  (3)  в этих  условиях  окис-

ляется  до  анабазина  (1)  через  образование 

неустойчивого  промежуточного  продукта – 

N-карбоновой  кислоты  (4),  которая  легко 

расщепляется  с выделением  углекислого 

газа. Также было установлено, что ядра пир-

ролидина и пиперидина устойчивы по отно-

шению к селенистому ангидриду.

Следует 

также 


отметить, 

что 


N-метиланабазин  подвергается  электрохи-

мическому  окислению  с образованием  ни-

котиновой кислоты (выход 15 %).

Известно, что перекись водорода, а так-

же ее комплексное соединение с мочевиной 

гидропирит,  способны  окислять  алкилбен-

золы до соответствующих алкилбензойных 

кислот.  В работе  [2]  описано  окисление 

анабазина  (1)  действием  30 %-й  Н

2

О



2

 в ук-


сусной  кислоте.  Показано,  что  реакция 

протекает окислением и пиридиновой и пи-

перидиновой  частей  алкалоида  анабази-

на  с образованием  продукта –  Ру-N-окиси 

δ-оксимино-δ-(пиридил-3)валериановой 

кислоты (5). 

При  действии  10 %-й  Н

2

О



2

 в водном 

растворе  окисляется  только  пипериди-

новое  кольцо  анабазина  с образованием 

δ-оксимино-δ-(пиридил-3)валериановой 

кислоты (6).

Нами [10-12] изучена реакция окисления 

анабазина  30 %-ным  раствором  перекиси 

водорода  в среде  ледяной  уксусной  кисло-

ты  в условиях  МВ-облучения.  Установле-

но, что продуктом окисления анабазина (1) 

в изученных условиях является Ру-N-окись 

δ-оксимино-δ-(пиридил-3)-валериановой 

кислоты (5). Реакция проводилась в различ-

ных  условиях  с варьированием  мощности 

и времени облучения. Установлено, что при 

оптимальных  значениях –  мощность  облу-


СОВРЕМЕННЫЕ НАУКОЕМКИЕ ТЕХНОЛОГИИ   №9, 2014

61



 

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ 

чения 70 Вт, время облучения от 20 до 30 минут, 

достигается наибольший выход конечного про-

дукта (65 %), сопоставимый с выходом в клас-

сических  условиях.  Явным  преимуществом 

проведения  реакции  окисления  анабазина 

в условиях микроволновой активации является 

значительное  сокращение  времени  реакции – 

с 24 часов  по  классической  методике  [11]  до 

30 минут в условиях микроволновой активации.

Нами  установлено,  что  соединение  (5) 

образуется  также  при  окислении  диана-

базинилметана  (7)  30 %  раствором  пере-

киси  водорода  в среде  ледяной  уксусной 

кислоты  при  микроволновой  активации 

реакционной  смеси  (мощность  излучения 

70 Вт)  [9,  10].  Видимо,  действие  перекиси 

водорода в условиях МВ-облучения приво-

дит  к разрушению  метиленового  мостика 

в (7)  с последующим  окислением  молеку-

лы  анабазина  с образованием  Ру-N-окиси 

δ-оксимино-δ-(пиридил-3)-валериановой 

кислоты (5).

Авторы  работы  [5]  подвергли  окисле-

нию  N-бензоиланабазин  (8)  марганцово-

кислым  калием  для  получения  анабазона 

(11).  В результате  им  удалось  выделить  не-

активную  d-бензоиламино-d-(b’-пиридил)

валерьяновую  кислоту  (9).  Нагревание  ее 

с соляной  кислотой  приводит  к отщепле-

нию  бензоильной  группы  и образованию 

неустойчивой 

d-амино-d-(b’-пиридил)ва-

лерьяновой  кислоты  (10),  которая  легко 

переходит  в лактам  a-(b’-пиридил)-a-пипе- 

ридон (11).

В  работе  [9]  описан  синтез  py-

N-окиси 

анабазина 

(13) 

действием 



перекиси  водорода  в уксусной  кис-

лоте  на  N-бензоиланабазин  (8)  с после-

дующим  элиминированием  ацильного  

остатка. 



MODERN HIGH TECHNOLOGIES   №9, 2014

62



 

CHEMICAL SCIENCES 

Синтезированная 

py-N-окись 

N-бензоиланабазина  (12)  гидролизовалась 

до  py-N-окиси  анабазина  (13),  при  мети-

лировании  которой  формальдегидом  и му-

равьиной кислотой или йодистым метилом 

образуется  py-N-окись  N-метиланабазина 

(14). Из этих данных следует, что наличие 

заместителя у атома азота пиперидинового 

цикла  препятствует  расщеплению  пипери-

динового кольца.

Меньшиков Г.П. и др. [6] окисляли йодме-

тилат  N-бензоиланабазина  (15)  железосинеро-

дистым  калием  и получили  соответствующее 

производное N-метиланабазона (16), при омы-

лении  которого  образуется  N-метиланабазон 

(17). Соединение (17) при взаимодействии с пя-

тихлористым фосфором отщепляет хлористый 

метил и образует 2-хлоранабазин (18). Послед-

ний при окислении марганцовокислым калием 

образует 2-хлорникотиновую кислоту (19).

В  дальнейшем  авторы  [6]  при  изучении 

окисления  йодметилата  N-метиланабазина 

(20)  в вышеуказанных  условиях  получи-

ли  N,N’-диметиланабазон  (21)  и N-метил-a-

хлоранабазин (22), последний с метилатом на-

трия образует N-метил-a-метоксианабазин (23). 

Из данных, представленных в работе [6] 

следует, что при окислении соединений (15) 

и (20), имеющих заместитель у атома азота 

в пиперидиновом фрагменте, его окисления 

также не происходит.

Таким  образом,  анализируя  данные  по 

окислению  анабазина  и его  производных 

различными окислителями и в разных сре-

дах,  можно  сделать  вывод  о том,  что  про-

цесс  окисления  протекает  с сохранением 

пиридинового фрагмента, что обусловлено 

высоким значением энергии делокализации 

пиридинового цикла. Пиперидиновый фраг-

мент, входящий в структуру анабазина и его 

производных,  подвергается  окислению, 

так как неподеленная пара электронов ато-

ма азота в нем, в отличие от неподеленной 

пары электронов атома азота пиридинового 

фрагмента,  не  участвует  в ароматической 

делокализации  электронной  плотности. 

В то  же  время,  присутствие  заместителей 

у атома  азота  в пиперидиновом  фрагменте 


СОВРЕМЕННЫЕ НАУКОЕМКИЕ ТЕХНОЛОГИИ   №9, 2014

63



 

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ 

может  привести  к стабилизации  (дезакти-

вации)  его  неподеленной  пары  электронов 

как за счет электронных, так и стерических 

факторов  в зависимости  от  природы  заме-

стителей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРы

1. Бакирова  Р.Е.,  Фазылов  С.Д.,  Нуркенов  О.А., 

mуравлева Л.Е., Кулаков И.В., Ахметова С.Б., Сатпаева ж.Б. 

Новые  гетероциклические  производные  алкалоида  анаба-

зина и их антимикробные свойства // Успехи современного 

естествознания. – 2014. – №5. –С.20-24.

2. Гольдфарб Я.Л., Акашев Ф.Д., Зворыкина В.К. Окис-

ление анабазина перекисью водорода // Известия АН СССР. 

Сер. хим. – 1962. – № 12. – С. 2209-2212.

3. Гольдфарб  Я.Л.,  Алашев  Ф.Д.,  Зворыкина  В.К.  По-

лучение py-N-окиси анабазина // Известия АН СССР. Сер. 

хим. – 1964. – № 12. – С. 2241-2242.

4. Матвеев  В.В.  Об  окислении  анабазина //  журн.  об-

щей химии. – 1947. – Т. 17. – С. 482.

5. Меньшиков Г.П., Лоссик М., Орехов А.П. Окисление 

N-бензоиланабазина  марганцовокислым  калием //  хим.-

фарм. промышленность. – 1934. – № 6. –3-6.

6. Меньшиков Г.П., Григорович А.А., Орехов А.П. Ис-

следование  алкалоидов  anabasis  aphylla  l. //  хим.-фарм. 

промышленность. – 1935. – № 2. – С.15-18.

7. Садыков А.С. химия алкалоидов anabasis aphilla. – 

Ташкент: Изд-во АН УзССР, 1956. – 160 c.

8. Орехов  А.П.  химия  алкалоидов. –  М.:  изд-во  АН 

СССР, 1955. – 865с.

9. Орехов  А.П.,  Меньшиков  Г.П. //  Бюлл.  НИхФИ. – 

1931. – № 1. – С. 12-15.

10. Satpaeva J.B., Nurkenov o.a., fazylov S.d., Bakirova 

r.E. Carbohydrate-containing derivatives of alkaloid anabasine // 

Xth  Symposium  on  the  Shemistry  of  Natural  Compounds,  

21-23 november 2013. – Bukhara. – 364 с.

11. Фазылов  С.Д.,  Мулдахметов  З.М.,  Болдашевс- 

кий А.В. Реакции органического синтеза в условиях микро-

волнового облучения. – Павлодар, 2010. –324 с.

12. хрусталёв  Д.П.,  хамзина  Г.Т.,  Фазылов  С.Д.,  Мул-

дахметов З.М. Микроволновая активация в синтезе N-окисей 

азотсодержащих гетероциклов пиридинового ряда // журнал 

общей химии. – 2008. – Т. 78, № 8. – С. 1342-1343.



Каталог: pdf -> 2014


Достарыңызбен бөлісу:




©stom.tilimen.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет