Синтезы соединений ряда хинолина

Это научное направление кафедры органической химии развивалось параллельно с работами по физико-химическому анализу органических систем. Так, Б. И. Ардашев провел обстоятельные исследования в области хинолина и его производных, составившие содержание его докторской диссертации, защищенной в Свердловском политехническом институте в 1957 г.¹. Им была поставлена задача - разработать простые и экономически целесообразные способы синтезов хинолино-вых оснований на базе более детального изучения механизмов реакций их образования.

¹ (Б. И. Ардашев. Исследования в области хинолина и его производных. Диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук. Ростов-на-Дону, 1956.)

Б. И. Ардашев пришел к выводу, что при синтезах хинолинов из ариламинов и альдегидов в первую очередь образуются анилы, и избыток соли ариламина, как правило, увеличивает выход хинолинов. Ариламины, присоединяясь по двойной связи непредельных анилов, уменьшают образование продуктов полимеризации, что способствует увеличению выхода продуктов циклизации.

В отличие от других авторов Б. И. Ардашев изучил механизм образования хинолинов не только с ароматическими моноаминами, но также с диаминами и вторичными аминами. При этом были предложены более обоснованные механизмы реакций синтеза хинолинов. Основываясь на полученных результатах, он дал ряд новых вариантов синтеза хинолинов, в том числе принципиально новый метод их синтеза из алкили-рованных при азоте анилидов и амидинов. Разработка одних модификаций требовала сравнительно несущественных изменений основного способа, например синтеза хинальдиновых оснований из ариламинов и альфа-гликолей; другие же модификации, в частности синтез алкоксихинолинов из алкоксиариламинов, нуждались в более существенных изменениях.

Разработка же методов синтеза лепидиновых оснований потребовала коренных изменений реакции Бейера и была успешно разрешена благодаря детальному исследованию механизма этой реакции и предложенного Ардашевым нового механизма, отличающегося от общепринятого. Это ему дало возможность синтезиронать замещенные при азоте соли N-ариллепидиния, которые до настоящего времени не были известны.

Принципиальное значение имела разработка способов и установление механизма синтезов хинальдиновых оснований из диэтилиденариламинов и анилов непредельных альдегидов типа кротонового или коричного. На основании этих синтезов Б. И. Ардашев изучил механизмы реакций Дебнера-Миллера, Бейера и др.

В отличие от схемы, имевшейся в литературе, была предложена новая схема синтезов хинальдиновых оснований из анилов непредельных альдегидов, подтвержденная экспериментально. Попутно также установлено "переаминирование" непредельных анилов с замещением в ходе реакции менее основного амина более основным. Показано, что акролеин, являясь первым и наиболее активным членом ряда непредельных альдегидов, специфически реагирует с ариламинами, не образуя анилов нормального строения. На этом основано различие в механизмах реакций Скраупа и Дебнера-Миллера.

На примере 12 анилидов Б. И. Ардашевым доказано, что они перегруппировываются в лепидиновые основания под влиянием солянокислого анилина и хлористого цинка. По существу, этот новый способ получения лепидиновых оснований подтверждает правильность идеи, лежащей в основе всей работы, раскрывающей весьма существенную роль избытка соли ароматического амина :в синтезах хинолинов. Было доказано, что из замещенных при азоте алкиланилидов, при избытке хлористоводородной соли ариламина, можно получить лепидин и различные его гомологи. Изучен механизм этой реакции, проходящий через образование амидинов. Новый способ образования лепидиновых оснований до сих пор не был описан в литературе. Около ста новых хинолиновых оснований получено Ардашевым. Некоторые из них представляют интерес для промышленности и медицины.

Работа Б. И. Ардашева имеет теоретическое и практическое значение с точки зрения новых методов синтеза азотистых гетероциклов и исследования механизмов их образования. Разработанный Б. И. Ардашевым совместно с Б. А. Тертовым способ получения лепидина из параформа, ацетанилида и ацетона нашел применение на Союзном государственном заводе красителей. По этому способу завод вырабатывает лепидин.

К этой области исследований относятся работы Б. А. Тертова и В. И. Минкина, выполненные при научном руководстве Б. И. Ардашева.

Б. А. Тертов вел непосредственную разработку способа получения лепидина и его производных из ацетилированных ариламинов, формальдегида и ацетона в присутствии соляной кислоты и хлорного железа. Он показал, что в случае замены ацетона метилэтилкетоном образуются труднодоступные 3,4-диметилхинолин и его гомологи. По этой реакции можно синтезировать лепидин, 3,4-диметилхинолин и их производные. Таким путем им синтезированы не описанные в литературе 3,4,6-триметилхинолин, 3,4,8-триметилхинол1ИН, 3,4,6,8-тетраметалхинолин. В|месте с тем показано, что введение в реакционную среду хлорного железа (окислителя) при проведении реакции Бейера в условиях, предложенных им, выход лепидина и его производных возрастает.

Как было установлено, диариламины с альдегидами и ацетоном при совместной конденсации образуют соли N-ариллепидиния и его производных, при этом выход достигает 15 - 20%. Выяснилось также, что замена ацетона метилэтилкетоном не увеличивает выхода четвертичных солей. По собственному методу Б. А. Тертов синтезировал семь соединений и 8 хинокарбоцианинов, не описанных в литературе.

Обобщение экспериментального материала и его теоретическая интерпретация составили кандидатскую диссертацию Б. А. Тертова¹, которую он успешно защитил в Ростовском университете в 1959 г.

¹ (Б. А. Тертов. Исследования в области лепидина и его производных. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. Ростов-на-Дону, 1958.)

Механизм получения и синтеза некоторых хинолиновых производных составили предмет исследований В. И. Минкина. Он изучил взаимодействие первичных и вторичных ароматических аминов с глицериновым, гидракриловым и 3-фенилглицериновым альдегидами. Как выяснилось, реакция гидракрилового альдегида с ароматическими аминами есть одно из направлений синтеза Скраупа. По модифицированной реакции Скраупа предложен метод получения 6- и 8-алкоксихинолинов. Эта модификация синтеза 6-метоксихинолина в 1958 г. внедрена в производство цианиновых красителей, а в 1959 г. удостоена премии Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева.

В. И. Минкин разработал новый метод синтеза хинальдиновых оснований. Его суть состоит в конденсации ациланилидов с альдегидами. Реакция протекает в присутствии алкоголятов алифатических спиртов. Кроме того, предложен новый способ проведения реакции Дебнера-Миллера с гетероциклическими ароматическими и жирноароматическими аминами. Таким путем В. И. Минкин синтезировал ряд не описанных в литературе производных N-арихинолиния. Он раскрыл механизм каталитических перегруппировок ацетилированных ароматических аминов и дал представление о механизме внутримолекулярной циклизации анилово-этиламиноацетофенона и о-этиламинобензальдегида в производные хинолина.

Кандидатскую диссертацию "Исследование механизма получения и новых способов синтеза некоторых хинальдиновых производных" В. И. Минкин весьма успешно защитил в заседании Ученого совета химического факультета Ростовского университета в 1959 г.¹.

¹ (В. И. Минкин. Исследование механизма получения и новых способов синтеза некоторых хинальдиновых производных. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук, Ростов-на-Дону, 1959.)