ПЕРСУЛЬФАТНОЕ ОКИСЛЕНИЕ 2-АМИНОПИРИДИНА
Аннотация
Реакции персульфатного окисления (Эльбса и Бойленда-Симса), довольно широко используемые для получения гидроксипроизводных фенолов и ароматических аминов, отличаются мягкими условиями проведения реакции, селективностью и не требуют защиты лабильных функциональных групп. Разработанный модифицированный персульфатный метод окисления привел к получению широкого круга биологически активных соединений, в частности, производных пиридина и анилина. В данной работе разработан эффективный способ получения 2-амино-3-гидроксипиридина и 2-амино-5-гидроксипиридина окислением 2-аминопиридина персульфатом аммония в щелочной среде с получением промежуточных соединений, кислотный гидролиз которых приводит к целевым продуктам. Оптимальные условия – температуру, мольное соотношение реагентов, продолжительность, подбор и количество катализатора – установлены в предварительных лабораторных экспериментах. В качестве катализатора использовались фталоцианины различных переходных металлов, при внесении которых выход целевых продуктов существенно возрастает. Суммарный выход смеси соединений, взятый по исходному соединению 2-аминопиридина, в присутствии установленного экспериментальным путем количества фталоцианина кобальта достигает 83%. Также высокую каталитическую активность показали фталоцианины железа (II) и железа (III). Конверсия исходного соединения 2-аминопиридина составляет 100% при продолжительности реакции окисления 15 ч. Индивидуальность полученных целевых продуктов контролировали с помощью тонкослойной хроматографии, в качестве элюента использовали систему EtOH:NH4OH = 4:1, проявители – йодная камера, раствор нингидрина. Выделение продуктов проводилось методами осаждения, с последующей фильтрацией и перекристаллизацией из горячего этанола. Для установления структур и характеристики полученных соединений использовались физико-химические методы анализа – спектроскопия ядерно-магнитного резонанса 1H и 13C, масс-спектрометрия, чистота продукта установлена с помощью метода газо-жидкостной хроматографии.
Для цитирования:
Гилимханова А.А., Хазимуллина Ю.З., Гимадиева А.Р., Мустафин А.Г. Персульфатное окисление 2-аминопиридина. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2026. Т. 69. Вып. 2. С. 104-110. DOI: 10.6060/ivkkt.20266902.7284.
Литература
Ling Y., Hao Z.Y., Liang D., Zhang C.L., Liu Y.F., Wang Y. The expanding role of pyridine and dihydro-pyridine scaffolds in drug design. Drug Des. Develop. Therapy. 2021. V. 15. P. 4289-4338. DOI: 10.2147/DDDT.S329547.
Pennington L.D., Moustakas D.T. The necessary nitrogen atom: A versatile high-impact design element for multiparameter optimization. J. Med. Chem. 2017. V. 60. N 9. P. 3552–3579. DOI: 10.1021/acs.jmedchem.6b01807.
Prudel C., Huwig K., Kazmaier U. Stereoselective Allylic Alkylations of Amino Ketones and Their Application in the Synthesis of Highly Functionalized Piperidines. Chem. Eur. J. 2020. V. 26. P. 3181–3188. DOI: 10.1002/chem.202000051.
O’Hagan D. Pyrrole, pyrrolidine pyridine, piperidine, azepine and tropane alkaloids. Nat. Prod. Rep. 2000. V. 17. N 5. P. 435-46. DOI: 10.1039/a707613d.
Khazimullina Yu.Z., Gimadieva A.R. Synthesis and antiradical activity of conjugates of uracil derivatives with amino acids. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 2. P. 36-44 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236602.6652.
Vitaku E., Smith D.T., Njardarson J.T. Analysis of the structural diversity, substitution patterns, and frequency of nitrogen heterocycles among US FDA approved pharmaceuticals. J. Med. Chem. 2014. V. 57. N 24. P. 10257–10274. DOI: 10.1021/jm501100b.
Berman, E. J. The Elbs & Boyland-Sims Oxidations: Reac-tions of Peroxydisulfate-An Updated Literature Survey. Mini-Rev. Org. Chem. 2021. V. 18. P. 621-625. DOI: 10.2174/1570193x17999200813153655.
Elbs K.J. Ueber Nitrohydrochinon. Prakt. Chem. 1893. V. 48. P. 179–185. DOI: 10.1002/prac.18930480123.
Khazimullina Yu.Z., Zagretdinova G.V., Gilimkhanova A.A., Gimadieva A.R., Mustafin A.G., Sharafutdinov V.M. Persulfate oxidation of phenol with formation of hydroquinone. Material balance. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2025. V. 68. N 12. P. 113-118 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20256812.7236.
Boyland E., Manson D., Sims P. The preparation of o-aminophenyl sulphates. J. Chem. Soc. 1953. V. 0. P. 3623. DOI: 10.1039/jr9530003623.
Zhao D., Liao X., Yan X., Huling S., Chai T., Tao X. Effect and mechanism of persulfate activated by different methods for PAHs removal in soil. J. Hazard. Mater. 2013. V. 15. P. 228-235. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2013.03.056.
Gordon A. J., Ford R. A. The chemist’s companion: a handbook of practical data, techniques, and references. John Wiley & Sons, Inc. 1976. 544 p.
Weygand-Hilgetag G. Methods of experiment in organic chemistry. M.: Khimiya. 1968. 455 p. (in Russian).
Frog B.N., Pervov A.G. Water treatment. M.: ASV. 2015. 512 p. (in Russian).
Aleksanyan K.G., Stokolos O.A., Zaitseva Y.N., Solodova E.V., Belysheva D.A., Botin A.A. Synthesis of transi-tion metal phthalocyanines and their application as additives to lubricants. NefteGasoKhimiya. 2018. V. 3. P. 44-48 (in Russian).
Kluson P., Drobek M., Zsigmond A., Baranyi J., Bata P., Zarubova S., Kalaji A. Environmentally friendly phthalo-cyanine catalysts for water decontamination—Non-photocatalytic systems. Appl. Catal. B: Environ. 2009. V. 91. P. 605-609. DOI: 10.1016/j.apcatb.2009.06.033.
Pereira Monteiro C.J., Ferreira Faustino M.A., Pinho Morgado Silva Neves M.d.G., Quialheiro Simoes M.M., Sanjust E. Metallophthalocyanines as Catalysts in Aerobic Oxidation. Catalysts. 2021. V. 11. P. 122-158. DOI: 10.3390/catal11010122.
Enikolopyan N.S., Bogdanova K.A., Askarov K.A. Metal complexes of porphine and azaporphine compounds as catalysts for oxidation reactions with molecular oxygen. Russ. Khim. Red. 1983. 52. P. 13-26 (in Russian). DOI: 10.1070/rc1983v052n01abeh002794.
Kruid J., Fogel R., Limson J. Unsubstituted metallophthal-ocyanine catalysts for the removal of endocrine disrupting compounds using H2O2 as oxidant. Environ. Sci. Pollut. Res. 2018. V. 25. P. 32346-32357. DOI: 10.1007/s11356-018-3215-4.
Gimadieva A.R., Khazimullina Yu.Z., Abdrakhmanov I.B., Mustafin A.G. A procedure for preparing effective immuno-modulators and antioxidants: 5-hydroxy-6-methyluracil and 5-hydroxy-1,3,6-trimethyluracil. Russ. J. Appl. Chem. 2022. V. 95. N 3. P. 436-441. DOI: 10.1134/S1070427222030144.
Gimadieva A.R., Khazimullina Y.Z., Abdrakhmanov I.B., Mustafin A.G. Phthalocyanine-catalyzed oxidation of phenol with ammonium persulfate. Izv. RAN. Ser. Khim. 2023. N 72. V. 10. P. 2372-2376 (in Russian). DOI: 10.1007/s11172-023-4035-3.
Gimadieva A.R., Khazimullina Yu.Z., Gilimkhanova A.A., Mustafin A.G. Oxidation of Aniline Under Modified Boyland-Sims Conditions. Current Org. Chem. 2025. DOI: 10.2174/0113852728396301250709210814.
Gimadieva A.R., Gordeev D.N., Salikhov Sh.M., Ab-dullin M.F., Mukhafin A.G. Synthesis and spectral characteristics of 2-aminopyridine oligomerization products formed under the action of ammonium persulfate. Butlerov. Soob-shch. 2024. V. 79. N 7. P. 31-42 (in Russian). DOI: 10.37952/ROI-jbc-01/24-79-7-31.
