БЕНЗОТРИАЗОЛПРОИЗВОДНЫЕ ДИФЕНИЛАМИНА – НОВЫЕ АБСОРБЕРЫ УФ ИЗЛУЧЕНИЯ
Аннотация
С целью разработки УФ поглотителей с улучшенным коэффициентом экстинкции проведена функционализация ранее синтезированных УФ абсорберов - 1-(2-аминофенил)-1Н- и 2-(2-аминофенил)-2Н-бензотриазолов в реакции ароматического нуклеофильного замещения с нитрогалогенаренами с последующим восстановлением полученных нитродифениламинов. Подобраны условия проведения этих реакций, позволяющие синтезировать целевые продукты с высоким выходом. В результате осуществлен синтез 10 новых производных дифениламина, содержащих 1Н- или 2Н-бензотриазольные циклы. Структура полученных полифункциональных соединений установлена с помощью 1Н, 13С ЯМР-спектроскопии и масс-спектрометрии высокого разрешения. Отнесение сигналов протонов сделано на основании данных 2D 1H-1H NOESY спектров. Записаны электронные спектры поглощения синтезированных 2-нитро- и 2-аминодифениламинов в диапазоне сканирования 200-700 нм. Все полученные дифениламины значительно эффективнее поглощали УФ излучение в средневолновом диапазоне, чем исходные 1-(2-аминофенил)-1Н- и 2-(2-аминофенил)-2Н-бензотриазолы. Способность абсорбировать средневолновое УФ излучение зависело как от комбинации различных заместителей в соединении, так и от структуры бензотриазола. Среди изученных дифениламинов наибольшее значение коэффициента молярной экстинкции в области 280-315 нм имели 2-замещенные дифениламины, содержащие 2Н-бензотриазольный цикл. При этом подобные 2-нитродифениламины были эффективнее соответствующих 2-нитропроизводных. В отличие от исходных бензотриазольных производных первичных аминов практически все дифениламины имели максимумы поглощения в длинноволновой области УФ спектра. В то же время ряд дифениламинов полученных на основе 2-(2-аминоарил)-2H-бензотриазола, были менее эффективными УФ-А абсорберами. Варьирование природы заместителей, например, замена нитрогруппы на аминогруппу и трифторметильной на этоксикарбонильную, позволяло увеличивать коэффициент молярной экстинкции вещества в длинноволновой области спектра.
Для цитирования:
Бегунов Р.С., Хлопотинин А.И. Бензотриазолпроизводные дифениламина – новые абсорберы УФ излучения. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 5. С. 112-120. DOI: 10.6060/ivkkt.20256805.7200.
Литература
Zolkin A.L., Galanskiy S.A., Kuzmin A.M. Perspectives for use of composite and polymer materials in aircraft construction. IOP Conf. Ser.: Mat. Sc. Eng. 2021. V. 1047. N 1. P. 1-7. DOI: 10.1088/1757-899X/1047/1/012023.
Startsev O., Krotov A., Mashinskaya G. Climatic ageing of organic fiber reinforced plastics: water effect. Int. J. Polym. Mat. Polym. Biomat. 1997. V. 37. N 3-4. P. 161-171. DOI: 10.1080/00914039708031483.
Oladele I.O., Omotosho T.F., Adediran A.A. Polymer‐based composites: an indispensable material for present and future applications. Int. J. Polym. Sci. 2020. N 1. P. 1-12. DOI: 10.1155/2020/8834518.
Lu T., Solis-Ramos E., Yi Y., Kumosa M. UV degradation model for polymers and polymer matrix composites. Polym. Deg. Stab. 2018. V. 154. P. 203-210. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2018.06.004.
Wypych G. Handbook of UV degradation and stabilization. Elsevier. 2020. 518 p.
Rabek J.F. Polymer photodegradation: mechanisms and experimental methods. Springer Science & Business Me-dia. 2012. 664 p.
Bracco P., Costa L., Luda M. P., Billingham N. A review of experimental studies of the role of free-radicals in polyethylene oxidation. Polym. Deg. Stab. 2018. V. 155. P. 67-83. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2018.07.011.
Lu T., Solis-Ramos E., Yi Y. B., Kumosa M. Synergistic environmental degradation of glass reinforced polymer composites. Polym. Deg. Stab. 2016. V. 131. P. 1-8. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2016.06.025.
Muzata T.S., Gebrekrstos A., Orasugh J.T., Ray S.S. An overview of recent advances in polymer composites with improved UV‐shielding properties. J. App. Polym. Sci. 2023. V. 140. N 14. P. 1-31. DOI: 10.1002/app.53693.
El-Hiti G.A., Ahmed D.S., Yousif E., Al-Khazrajy O.S., Abdallh M., Alanazi S.A. Modifications of polymers through the addition of ultraviolet absorbers to reduce the aging effect of accelerated and natural irradiation. Polymers. 2021. V. 14. N 1. P. 1-16. DOI: 10.3390/polym14010020.
Huang Z., Ding A., Guo H., Lu G., Huang X. Construction of nontoxic polymeric UV-absorber with great re-sistance to UV-photoaging. Sci. Rep. 2016. V. 6. N 1. P. 1-12. DOI: 10.1038/srep25508.
Pospíšil J., Nešpurek S. Photostabilization of coatings. Mechanisms and performance. Prog. Polym. Sci. 2000. V. 25. N 9. P. 1261–1335. DOI: 10.1016/S0079-6700(00)00029-0.
Paul B.K., Guchhait N. A computational insight into the photophysics of a potent UV absorber Tinuvin P: Critical evaluation of the role of charge transfer interaction and topological properties of the intramolecular hydrogen bonding. Comp. Theor. Chem. 2011. V. 966. N 1-3. P. 250-258. DOI: 10.1016/j.comptc.2011.03.011.
Cui Z., Li X., Wang X., Pei K., Chen W. Structure and properties of N-heterocycle-containing benzotriazoles as UV absorbers. J. Mol. Struct. 2013. V. 1054. P. 94-99. DOI: 10.1016/j.molstruc.2013.09.045.
Merrill J.R., Bennet R.G. Influence of Intramolecular Hydrogen Bonding on Electronic De-excitation in Ami-dophenylbenzotriazoles. J. Chem. Phys. 1965. V. 43. N 4. P. 1410-1414. DOI: 10.1063/1.1696934.
Begunov R.S., Khlopotinin A.I., Lobanova L.V., Vorontsov S.M., Savina L.I., Danilova A.S. New UV absorbers based on N-(2-aminoaryl)benzotriazoles. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 11. P. 86-94. DOI: 10.6060/ivkkt.20246711.7070.
Hoang D.Q., Gaidar S.M., Konoplev V.E., Le D.M., Buy N.F., Fam C.T. Synthesis and properties of 4-((benzotria-zole-1-yl)(phenyl)methyl)morpholine. Chem-ChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 2. P. 39-49. DOI: 10.6060/ivkkt.20226502.6474.
Begunov R.S., Fakhrutdinov A.N., Sokolov A.A., Savina L.I., Bashkov N.E. 1H NMR spectral characteristics of pyrido[1,2-a]benzimidazole and its derivativese. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 5. P. 43-53. DOI: 10.6060/ivkkt.20246705.6971.
Elliot M.S., Smith F.J., Fraser A.M. Synthetic procedures yielding targeted nitro and nitroso derivatives of the propellant stabilisers diphenylamine, N‐Methyl‐4‐nitroaniline, and N, N′‐Diethyl‐N,N′‐diphenylurea. Propellants Explos. Pyrotech. 2000. V. 25. N 1. P. 31-36. DOI: 10.1002/(SICI)1521-4087(200001)25:1<31::AID-PREP31>3.0.CO;2-Z.
Li H., Guan A., Huang G., Liu C. L., Li Z., Xie Y., Lan J. Design, synthesis and structure–activity relationship of novel diphenylamine derivatives. Bioorg. Med. Chem. 2016. V. 24. N 3. P. 453-461. DOI: 10.1016/j.bmc.2015.09.032
Bogdanova D.M., Savina L.I., Begunov R.S. Orientation of benzophenone dinitro derivatives mono-reduction. Ot Khim. K Tekh. Shag za Sagom. 2023. V. 4. N 1. P. 117-123 DOI: 10.52957/27821900_2023_01_117.
Sharafi-Kolkeshvandi M., Nematollahi D., Nikpour F., Salahifar E. Electrochemical synthesis of 1-N-phenyl-4-(sulfonyl)benzene-1,2-diamine derivatives: a mild and regioselective protocol. New J. Chem. 2016. V. 40. N 6. P. 5442-5447. DOI: 10.1039/C5NJ03514G.
Boszczyk W., Latowski T. Photochemical reactions of primary aromatic amines with chloromethanes in solution. II. The products and mechanisms of partial reactions of aniline in tetrachloromethane, chloroform and dichloro-methane. Z. Naturforsch. B. 1989. V. 44. N 12. P. 1589-1592. DOI: 10.1515/znb-1989-1221.
