ПЕРСУЛЬФАТНОЕ ОКИСЛЕНИЕ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ГЕТЕРОЦИКЛОВ С ОБРАЗОВАНИЕМ ИХ ГИДРОКСИПРОИЗВОДНЫХ
Аннотация
Гидроксипроизводные азотсодержащих гетероциклических соединений широко применяются в органическом синтезе. На их основе синтезирован ряд эффективных препаратов для лечения онкологических заболеваний, туберкулеза, сердечно-сосудистых заболеваний и др. Гидроксипроизводные получают различными методами, включая реакции нуклеофильного замещения, окисления, циклизации. В настоящей работе изучена возможность получения гидроксипроизводных пиридина, хинолина и 3-метилиндола их персульфатным окислением по реакции Эльбса. Реакция окисления пиридина персульфатом аммония протекает достаточно гладко до промежуточного 2-пиридинилсульфата, который в кислой среде превращается в 2-гидроксипиридин. Выход последнего без катализатора 25%, в присутствии фталоцианинов переходных металлов выход пиридинилсульфата увеличивается до 81%, а гидроксипиридина – до 57%. Оптимальная температура 45 °С, количество катализатора 0,1-0,2 % масс. Использование в качестве окислителя бинарной смеси персульфат аммония – пероксид водорода (1:1, моль) позволило повысить выход гидроксипроизводного до 7%. Дальнейшее окисление 2-гидроксипиридина персульфатом аммония привело к 2,5-дигидроксипиридину с выходом 71%. В тех же условиях осуществлено персульфатное окисление хинолина и 3-метилиндола. Окисление хинолина приводит к 3-гидроксихинолину, выход которого без катализатора не превышает 8%, а при добавлении фталоцианина Co(II) в количестве 0,02 % масс. достигает 49%. Окисление бинарной смесью персульфат аммония – пероксид водорода (1:1, моль) незначительно увеличило выход продукта до 53%. При окислении 3-метилиндола с последующим гидролизом в кислой среде образуется 2-гидрокси-3-метилиндол, выход которого при катализе фталоцианином Co(II) составляет 60-62%. Строение полученных соединений установлено спектральными методами и элементным анализом.
Для цитирования:
Хазимуллина Ю.З., Гимадиева А.Р., Шарафутдинов В.М., Мустафин А.Г. Персульфатное окисление азотсодержащих гетероциклов с образованием их гидроксипроизводных. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2026. Т. 69. Вып. 8. С. 52-58. DOI: 10.6060/ivkkt.20266908.7095.
Литература
Joule J., Mills C. Chemistry of Heterocyclic Compounds. M.: Mir. 2004. 728 p. (in Russian).
Tolkachev O.N., Tolkachev V.N., Sheychenko O.P., Fateeva T.V., Semenov A.V., Abizov E.A. Plant prepara-tions based on indole alkaloids: biological activity. Vopr. Biol.Med. Farm. Khim. 2018. V. 21. N 9. P. 3-14 (in Russian). DOI: 10.29296/25877313-2018-09-01.
Palacios F., Aparicio D., Lopez Y., Le los Santos J.M., Ezpeleta J.M. Preparation and Reactions of phosphinyl-1-aza-1,3-butadienes. Synthesis of phosphorylated pyridine and pyrazole derivatives. Tetrahedron. 2006. V. 62. N 6. P. 1095-1100. DOI: 10.1016/j.tet.2005.11.003.
Qi X., Dai L., Park C.M. Cartenoid-mediated N-O bond insertion and its application in the synthesis of pyridines. Chem. Commun. (Camb). 2012. V. 48. N 91. P. 11244-11246. DOI: 10.1039/c2cc36009h.
Falyakhov I.F., Gilmanov R.Z., Khairutdinov F.G., Sharnin G.P., Akhtyamova Z.G. Chemistry of pyridine nitro derivatives. Kazan’: KNITU. 2016. 606 p. (in Russian).
Selimov F.A., Jemilev U.M., Ptashko O.A. Metal-complex catalysis in the synthesis of pyridine bases. M.: Khimiya. 2003. 303 p. (in Russian).
Bugaenko D.I., Karchava A.V., Yurovskaya M.A. Synthesis of Indols: Recent Achievements. Usp. Khim. 2019. V. 88. N 2. P. 99-159 (in Russian). DOI: 10.1070/RCR4844.
Lukewitz E. Pyridine derivatives in the arsenal of medicines. Khim. Heterocyclic Soed. 1995. N 6. P.723-734 (in Russian).
Gurevich P.A., Fedoseev S.V., Grigoreva A.O. Protuberculosis activity of representatives of 3-hydroxy-4-halogenfuro[3,4-c]pyridin-1- (3H) -one and 8-methoxy-1,3,6-trioxo-2,7-diazospiro[4,4]nonene-4-carbonitrile. Vest. Tekhnol. Univer. 2017. V. 23. N 17. P. 22-23 (in Russian).
Zakhavtov A.N., Yasnetsov V.V., Skochilova S.Ya., Mosina L.M., Tarasova G.V., Khaidar D.A., Zakharkin I.A., Parshina A.Yu. Influence of a new 3-hydroxypyridine derivative on the regenerative processes of collagen structures in experimental post-traumatic arthritis. Mezhd. Nauchno-Ossl. Zhurn. 2024. N 6 (144). P. 141-145 (in Russian). DOI: 10/60797/irj.2024.144.141.
Zakhavtov A.N., Yasnetsov V.V., Parshina A.Yu., Zakharkin I.A., Simakin E.A., Budanova A.V. Effectiveness of a new 3-hydroxypyridine derivative in restoring collagen metabolism and connective tissue structures in post-traumatic arthritis in an experiment. Vest. Novykh Med. Tekhnol. 2024. V. 31. N 3. P. 125-129 (in Russian). DOI: 10.24412/1609-2163-2024-125-129.EDH/VIXKMV.
Katunina N.P., Ryleev A.Yu., Shabanov P.D. Antihypoxic activity of new derivatives of pyridine and 3-hydroxypyridine. Obzory Klinik. Farmakol. Lekarstv. Tera-pii. 2011. V. 9. N 1. P. 58-63 (in Russian).
Chirkova Zh.V. Synthesis of N-hydroxyindols. ChemChemTech. [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2017. V. 60. N 4. P. 4-20 (in Russian).
Behrman E.J. The Elbs and Boyland-Sims peroxydisulfate oxidations. Beilstein J. Org. Chem. 2006. V. 2. N 22. P. 1-10. DOI: 10.1186/1860-5397-2-22.
Behrman E.J. The Elbs and Boyland-Sims oxidations: Reactions of Peroxydisulfate-An Updated Literatute Survey (review article). Mini-Rev. Org. Chem. 2021. V. 18. P. 621-625. DOI: 10.2174/1570193X17999200813153655.
Gimadieva A.R., Khazimullina Yu.Z., Abdrakhmanov I.B., Mustafin A.G. Method for obtaining 5-hydroxy-6-methyluracil and 5-hydroxy-1,3,6-trimethyluracil - effective immunomodulators and antioxidants. Zhurn. Prikl. Khim. 2022. V. 95. N 3. P. 382-388 (in Russian). DOI: 10.31857/S0044461822030112.
Gimadieva A.R., Khazimullina Yu.Z., Gilimkhanova A.A., Mustafin A.G. Oxidation of aniline under modified Boyland-Sims conditions. Cur. Org. Chem. 2026. N 7. P. 515-520. DOI: 10.2174/0113852728396301250709210814.
Khazimullina Yu.Z., Zagretdinova G.V., Gilimkhanova A.A., Gimadiyeva A.R., Mustafin A.G., Sharafutdinov V.M. Persulfate oxidation of phenol with the formation of hydroquinone. Material balance. ChemChemTech. [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2025. V. 68. N 12. P. 113-118. DOI: 10.6060/ivkkt.20256812.7236.
Znoyko S.A., Mayzlish V.E., Koifman O.I. Bifunctional Substituted Phthalocyanines. ChemChemTech. [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 1. P. 6-35. DOI: 10.6060/ivkkt.20246701.6859.
Gordon A., Ford R.A. Chemist's Satellite. M.: Mir. 1976. 544 p. (in Russian).
Weigand-Hilgektag G. Methods of Experiment in Organic Chemistry. M.: Khimiya. 1968. 944 p. (in Russian).
