СИНТЕЗ И СВОЙСТВА МЕТИЛОВЫХ ЭФИРОВ 3,5-ДИМЕТИЛЦИКЛОАЛКИЛ-4-ГИДРОКСИФЕНИЛПРОПИОНОВОЙ КИСЛОТЫ
Аннотация
Проведено исследование и разработан метод синтеза пространственно-затрудненных фенолов циклоалкилированием метилового эфира 4-гидроксифенилпропионовой кислоты 1-метилциклопентеном, 1- и 3-метилциклогексеном в присутствии катализатора КУ-23 (модификация 10/60 (ГОСТ 20298)) с радиусом пор – 250-600 Å. Определены оптимальные условия проведения циклоалкилирования метилового эфира 4-гидроксифенилпропионовой кислоты метилцикленами в присутствии катализатора КУ-23 (температура 100-110 ºС, продолжительность реакции 5-6 ч, мольное соотношение эфира к циклену 1:2, количество катализатора – 10% на взятый эфир), при которых достигаются наибольшие значения выходов и селективности целевого продукта. При этих условиях выходы целевых продуктов составляют 69,8-72,5% от теории на взятый эфир, а селективность – 89,6-94,3% по целевому продукту. Химические структуры синтезированных метиловых эфиров 3,5-дициклоалкил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты были подтверждены спектральными методами анализа, чистота и фракционный состав – хроматографическими методами анализа, для соединений определены физико-химические показатели, молекулярная масса и проведен элементный анализ. Для процессов каталитического циклоалкилирования метилового эфира 4-гидроксифенилпропионовой кислоты метилцикленами составлен материальный баланс. Синтезированные метиловые эфиры 3,5-дициклоалкил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты были испытаны в качестве стабилизаторов для полиуретанового полимера. Эфиры добавляли во время синтеза полиуретанового полимера, затем из смеси полимера и эфира готовили пленки, которые подвергали свето- и теплостарению при температуре 150 °С в течение 6 ч, облучению УФ-лучами – 40 ч. На основании проведенных испытаний установлено, что метиловый эфир 3,5-ди-(1-метилциклогексил)-4-гидроксифенилпропионовой кислоты может быть рекомендован к использованию в качестве термостабилизатора полиуретанового полимера и лицевых покрытий для искусственных кож на его основе.
Для цитирования:
Нагиева М.В., Расулов Ч.К. Синтез и свойства метиловых эфиров 3,5-диметилциклоалкил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 6. С. 85-93. DOI: 10.6060/ivkkt.20236606.6777.
Литература
Anderson K.W., Ikawa T., Tundel R.E., Buchwald S.L. The Selective Reaction of Aryl Halides with KOH: Syn-thesis of Phenols, Aromatic Ethers, and Benzofurans. J. Am. Chem. Soc. 2006. V. 128. P. 10694–10695. DOI: 10.1021/ja0639719.
Eckstein S., Hintermeier P.H., Olarte M.V., Liu Y., Baráth E., Lercher J.A. Elementary steps and reaction pathways in the aqueous phase alkylation of phenol with ethanol. J. Catal. 2017. V. 352. P. 329–336. DOI: 10.1016/j.jcat.2017.06.002.
Sakurai S., Kano T., Maruoka K. Cu-catalyzed O-alkylation of phenol derivatives with alkylsilyl peroxides. Chem. Commun. 2021. V. 57. P. 81-84. DOI: 10.1039/d0cc07305a.
Cuadros S., Rosso C., Barison G., Costa P., Kurbasic M., Bonchio M. The Photochemical Activity of a Halo-gen-Bonded Complex Enables the Microfluidic Light-Driven Alkylation of Phenols. Org. Lett. 2022. V. 24. P. 2961-2966. DOI: 10.1021/acs.orglett.2c00604.
Xu W., Miller S.J., Agrawal P.K., Jones C.W. Zeolite topology effects in the alkylation of phenol with propyl-ene. Appl. Catal. A: Gen. 2013. V. 459. P. 114–120. DOI: 10.1016/j.apcata.2013.03.019.
Rank C.K., Özkaya B., Patureau F.W. HBF4- and AgBF4-Catalyzed ortho-Alkylation of Diarylamines and Phenols. Org. Lett. 2017. V. 21. N 17. P. 6830–6834. DOI: 10.1021/acs.orglett.9b02470.
Xie J., Zhuang W., Zhang W., Yan N., Zhou Y., Wang J. Construction of Acid-Base Synergetic Sites on Mg-bearing BEA Zeolites Triggers the Unexpected Low-Temperature Alkylation of Phenol. ChemCatChem. 2017. V. 9. N 6. P. 1076–1083. DOI: 10.1002/cctc.201601127.
Yang Y., Guo W., Zhang L. Synthesis of mesoporous silica-included heteropolyacids materials and the utiliza-tion for the alkylation of phenol with cyclohexene. Micropor. Mesopor. Mater. 2018. V. 261. P. 214-219. DOI: 10.1016/j.micromeso.2017.11.018.
Chukicheva I.Y., Fedorova I.V., Koroleva A.A., Kuchin A.V. Alkylation of Phenol And Hydroquinone by Prenol in the Presence of Organoaluminum Catalysts. Chem. Natural Comp. 2018. V. 54. N 1. Р. 1-6. DOI: 10.1007/s10600-018-2245-y.
Hajipour A.R., Karimi H. Zirconium phosphate nano-particles as a remarkable solid acid catalyst for selective solventfree alkylation of phenol. Chin. J. Catal. 2014. V. 35. N 7. P. 1136–1147. DOI: 10.1016/s1872-2067(14)60060-7.
García-Sánchez T., Mora-Vergara I., Molina-Velasco D.R., Henao-Martínez A.J., Baldovino-Medrano G.V. Key Factors During the Milling Stage of the Seed-assisted and Solventfree Synthesis of MFI and Catalytic Behavior in the Alkylation of Phenol with Tert-butyl Alcohol. ChemCatChem. 2021. V. 13. N 16. P. 3713–3730. DOI: 10.1002/cctc.202100479.
Wu W., Zeng X., Li H., Lai X., Li F., Guo J. Synthesis and Characterization of A Novel Macromolecular Hindered Phenol Antioxidant and Its Thermo-Oxidative Ag-ing Resistance for Natural Rubber. J. Macromolec. Sci. Pt. B. 2014. V. 53. N 7. P. 1244-1257. DOI: 10.1080/00222348.2014.901871.
Yang T., Xiao P., Zhang J.M., Jia R., Nawaz H., Chen Zh., Zhang J. Multifunctional cellulose ester containing hindered phenol groups with freeradical-scavenging and UV-resistant activities. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2019. V. 11. N 4. P. 4302–4310. DOI: 10.1021/acsami.8b15642.
Manteghi A., Ahmadi S., Arabi H. Polyolefin elastomer grafted unsaturated hindered phenol esters: synthesis and antioxidant behavior. Design. Monom. Polym. 2016. V. 19. N 6. P. 569-576. DOI: 10.1080/15685551.2016.1187442.
Tukhvatullin R.F., Kolchina G.Yu., Movsumzade E.M., Mamedova P.Sh., Babaev E.R. Synthesis and study of geometry and electronic density of sterically hindered phenols used as antioxidant additives to lubricating oils. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2018. V. 61. N 4-5. P. 84-92 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.20186104-05.5659.
Ma R., Zhang X., Liu C., Wu W. Hindered phenol-mediated damping of polyacrylate rubber: effect of hy-drogen bonding strength on the damping properties. J. Polym. Eng. 2019. V. 39. N 7. P. 642–652. DOI: 10.1515/polyeng-2018-0378.
Haydarli G.Z., Naghiyeva M.V., Aghamaliyev Z.Z., Salmanova Ch.K., Rasulov Ch.K. Synthesis of 2-hydroxy-3[3(4)-metylcyclogexen-3-yl-isopropyl]-5-methylacetophenones. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 3. P. 100-106 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226503.6512.
Zhang G., Li H., Antensteiner M., Chung T.C.M. Synthesis of Functional Polypropylene Containing Hindered Phenol Stabilizers and Applications in Metallized Polymer Film Capacitors. Macromolecules. 2015. V. 48. N 9. P. 2925-2934. DOI: 10.1021/acs.macromol.5b00439.
Turkovic V., Engmann S., Tsierkezos N., Hoppe H., Ritter U., Gobsch G. Long-Term Stabilization of Organic Solar Cells Using Hindered Phenols as Additives. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2014. V. 6. N 21. P. 18525-18537. DOI: 10.1021/am5024989.
Yehye W.A., Rahman N.A., Ariffin A., Abd Hamid S.B., Alhadi A.A., Kadir F.A., Yaeghoobi M. Under-standing the chemistry behind the antioxidant activities of butylated hydroxytoluene (BHT): A review. Eur. J. Med. Chem. 2015. V. 101. P. 295-312. DOI: 10.1016/j.ejmech.2015.06.026.
Agamaliyev Z.Z., Abbasov V.M., Rasulov Ch.K., Nazarov I.G., Rzaeva N.Sh., Nagiyeva M.V. Synthesis of spatially-hindered methylcycloalkylphenols and some peculiarities of their aminomethylation reactions by ami-noethylnonylimidazoline. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2019. V. 62. N 2. P. 17-24 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196202.5786.
