Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ ПРИ ДОКАЗАТЕЛЬСТВЕ СТРОЕНИЯ ПРОДУКТОВ ПЕРВИЧНОЙ РЕАКЦИИ АМИНОИНДОЛОВ С Β-КЕТОЭФИРАМИ

Ямашкин С.А. 1 Степаненко И.С. 2 Котькин А.И. 1
1 ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный педагогический институт им. М.Е. Евсевьева»
2 ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева»
Проводятся испытания по выявлению биологической активности продуктов первичной реакции (енаминокетоэфиров и амидов), ряда замещенных аминоиндолов с ?-кетоэфирами. При этом обнаружено, что некоторые из них обладают достаточно высокой антимикробной активностью. Поскольку реакция аминов с ?-кетоэфирами может приводить либо к индолиленаминокетоэфирам, либо к индолиламидам (в ряде случаев к циклическим) необходимо было определиться с наиболее эффективным методом доказательства их структуры. В настоящем сообщении проведен анализ и выявление основных относительных особенностей в поведении индолиленаминов, индолиламидов (циклических и нециклических) под действием электронного удара и возможность использования масс-спектрометрического метода при доказательстве их строения. Спектры получены на масс-спектрометре FINNIGAN MAT. INCOS-50 с прямым вводом образца в ионный источник при энергии ионизации 70 эВ.
замещенные аминоиндолы
?-кетоэфиры
индолиленаминокетоэфиры
индолиламиды
масс-спектрометрический метод
антимикробная активность
1. Алямкина Е.А. Изучение возможности синтеза пирролохинолинов из 5-амино-7-метил-, 5-амино-1,7-диметил-2-фенилиндолов и ?-кетоэфиров / Е.А. Алямкина, О.В. Позднякова, С.А. Ямашкин // Фундаментальные исследования. – 2012. – № 3. – Ч. 2. – С. 441–445.
2. Масс-спектрометрия в органической химии / А.Т. Лебедев. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. – 493 с., ил. – (Методы в химии).
3. Степаненко И.С. Изучение противомикробной активности фторзамещенных пирролхинолинов // И.С. Степаненко, А.И. Котькин, С.А. Ямашкин // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 8. – С. 1406–1410.
4. Степаненко И.С. Противомикробная активность производных 6-амино-5-метил-2-фенил- и 6-амино-1,5-диметил-2-фенилиндолов / И.С. Степаненко, А.И. Котькин, С.А. Ямашкин // Современные проблемы науки и образования: электронный научный журнал. – М.: Академия естествознания, 2015. – Современные проблемы науки и образования. – № 5.
5. Степаненко И.С. Пирролохинолины: перспективный класс соединений с противомикробной активностью / И.С. Степаненко, А.И. Котькин, С.А. Ямашкин // Проблемы медицинской микологии. – 2015. – Т. 17. – № 3. – С. 135–136.
6. Ямашкин С.А. 1,2,3-Триметил-5-аминоиндол в реакциях и ацетоуксусным и этоксиметиленмалоновым эфиром / С.А. Ямашкин, М.А. Юровская // Химия гетероциклических соединений. – 1997. – № 11 – С. 1486-1489.
7. Ямашкин С.А. Синтез функционально замещенных пирроло[2,3-g]- и пирроло[3,2-f]хинолинов из 2-фенил- и 1-метил-2-фенил-5-аминоиндолов / С.А. Ямашкин, Г.А. Романова, И.С. Романова, М.А. Юровская // Химия гетероциклических соединений. – 2003. – № 9. – С. 1354–1363.
8. Ямашкин С.А. Синтез функционально замещенных пирроло[3,2-h]хинолинов из 2,3-диметил-, 1,2,3-триметил-7-аминоиндолов / С.А. Ямашкин, Г.А. Романова, И.С. Романова, М.А. Юровская // Химия гетероциклических соединений. – 2003. – № 8. – С. 1202–1211.
9. Ямашкин С.А. Синтез функционально замещенных пирроло[3,2-f]хинолонов из 6-метил-2-фенил- и 1,6-диметил-2-фенил-5-аминоиндолов / С.А. Ямашкин, Г.А. Романова, М.А. Юровская // Вестник Моск. ун-та. – Сер. 2. Химия. – 2004. – Т.45. – № 1. – С. 6–11.
10. Ямашкин С.А. Синтез метил-, метоксипирроло[3,2-f]хинолонов и их фторированных аналогов из 6-замещенных-5-аминоиндолов / С.А. Ямашкин, Г.А. Романова, М.А. Юровская // Вестник Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. – 2004. – Т. 45. – № 1. – С. 12–18.
11. Ямашкин С.А. О возможности использования 5-, 6-амино-2,3,7-триметил-, 1,2,3,7-тетраметилиндолов в синтезе трифторметилпирролохинолонов / С.А. Ямашкин, Е.А. Орешкина, М.А. Юровская // Вестник Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. – 2005. – Т. 46. – № 6. – С. 382–387.
12. Ямашкин С.А. Синтез пирроло[2,3-g] – и пирроло[3,2- f]хинолинов из 5-амино-2,3-диметил- и 1,2,3- триметилиндолов и 4,4,4-трифторацетоуксусного эфира / С.А. Ямашкин, Г.А. Романова, Е.А. Орешкина, Н.В. Жукова // Химия гетероциклических соединений. – 2006. – № 1. – С. 86–96.
13. Ямашкин С.А. О возможности использования 6-амино-2,3-диметил-5-метокси (метил)- и 6-амино-5- метокси(метил)-1,2,3- триметилиндолов в синтезе пирроло[2,3 – f]хинолинов / С.А. Ямашкин, Е.А. Орешкина, И.С. Романова, М.А. Юровская // Химия гетероциклических соединений. – 2006. – № 1. – С. 97–103.
14. Ямашкин С.А. Синтез замещенных пирроло[3,2-f]хинолинов из 5-аминоиндолов и ацетоуксусного эфира / С.А. Ямашкин, Н.В. Жукова, И.С. Романова // Химия гетероциклических соединений. – 2007. – № 1. – С. 80–89.
15. Ямашкин С.А. Изучение реакции 2,3-диметил-, 1,2,3 -триметил-6- аминоиндолов с 4,4,4-трифторацетоуксусным эфиром / С.А. Ямашкин, Е.А. Орешкина, М.А. Юровская // Вестник Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. – 2007. – Т. 48. – № 2. – С. 125–129.
16. Ямашкин С.А. Синтез пирроло[2,3-h]хинолинов из 2,3-диметил- и 1,2,3- триметил-4-аминоиндолов / С.А. Ямашкин, Е.А. Орешкина, Н.В. Жукова // Химия гетероциклических соединений. – 2007. – № 8. – С. 1234–1242.
17. Ямашкин С.А. Изучение реакций 4-амино -1-метил-2-фенилиндола с ?-кетоэфирами // С.А. Ямашкин, Е.А. Алямкина, О.В. Позднякова // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 10(часть 11). – С. 2456–2446.
18. Ямашкин С.А. Синтез пирроло[3,2-f]хинолинов из 2,5-диметил-,1,2,5-триметил-6-аминоиндолов и ?-кетоэфиров / С.А. Ямашкин, О.В. Позднякова, М.А. Юровская // Вестник московского университета. – 2014. – Сер. 2. Химия – Т. 55. – № 1. – С. 36–42.
19. Ямашкин С.А. Изучение реакции 5-амино-6-метил-, 5-амино-1,6-диметил-2-фенилиндолов с метиловым эфиром ацетоуксусной кислоты и последующей гетероциклизации продуктов их взаимодействия / С.А. Ямашкин, Е.А. Алямкина // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 3. – С. 59–63.

Реакции аминоиндолов с β-кетоэфирами могут протекать как с участием сложноэфирной группы, так и карбонильной с образованием либо индолиленаминоэфиров, либо индолиламидов или тех и других. Изучены реакции различно замещенных бензаминоиндолов с ацетоуксусным и трифторацетоуксусным эфирами в одинаковых условиях [1–18].

При этом для решения проблемы доказательства структуры продуктов реакции помимо спектров ЯМР приводились некоторые данные масс-спектральных характеристик. Поскольку наши исследования имели чисто синтетическую направленность, характер масс-спектрального распада не обсуждался.

Нами начаты испытания на биологическую активность полученных на основе аминоиндолов и бета-кетоэфиров енаминов и амидов [15–18]. При этом для доказательства строения исследуемых соединений наиболее удобным, на наш взгляд, является использование масс-спектрометрического метода.

В настоящем сообщении проводится анализ и выявление основных отличительных особенностей в поведении полученных нами индолиленаминов, индолиламидов под действием электронного удара и возможности использования данного метода при доказательстве их строения.

Одним из направлений диссоциативной ионизации енаминов 1-20 является элиминирование из молекулярного иона (М+) молекулы этилового спирта с образованием иона Ф, который, вероятнее всего, является молекулярным ионом соответствующего пирролохинолона, образующегося в условиях масс-спектральной съемки либо термически, либо под действием электронного удара.

Согласно приведенным в табл. 1 данным это направление распада является определяющим и хорошо согласуется с экспериментальными материалами о зависимости реакционной способности при проведении термической циклизации енаминов в зависимости от характера и расположения заместителей в бензольном и пиррольном кольцах индола. Все сказанное подтверждает схему масс-спектрального распада енаминоэфиров с участием бензольного кольца индола как основную. Образующийся ион Ф пирролохинолина устойчив к действию электронного удара.

pic_8.wmf

pic_9.wmf

Свершенно по иному протекает масс-спектральный распад амидов 21-28, полученных из аминоиндолов и β-кетоэфиров. Основным направлением диссоциативной ионизации является элиминирование от молекулярного иона (М+) молекулы соответствующего дикетена с образованием молекулярного иона аминоиндола Ф1.

Образующийся ион аминоиндола исходя из интенсивности пика (100 %, см. табл. 2) стабилен к действию электронного удара, как и все ароматические амины [19].

Таблица 1

Значение Јотн в % для молекулярных М+ и фрагментных ионов Ф в масс-спектрах соединений 1-20

Соединения

Масс-спектр, m/z (Јотн, %)

№ п/п

NH

R

R1

R2

R3

R4

M+

Ф

1

5-NH

H

Me

Me

CF3

H

326 (100)

280 (70)

2

5-NH

Me

Me

Me

CF3

H

340 (100)

294 (67)

3

5-NH

H

Me

Me

CF3

6-Me

340 (100)

294 (51)

4

5-NH

Me

Me

Me

CF3

6-Me

354 (82)

308 (100)

5

5-NH

Me

Me

Me

CF3

6-OMe

370 (100)

324 (50)

6

5-NH

H

Ph

H

CF3

H

374 (100)

328 (82)

7

5-NH

H

Ph

H

Me

6-Me

334 (68)

288 (60)

8

5-NH

Me

Ph

H

Me

6-Me

348 (100)

302 (50)

9

5-NH

H

Ph

H

CF3

6-Me

388 (93)

342 (100)

10

5-NH

Me

Me

Me

Me

6-Me

300 (100)

254 (46)

11

5-NH

Me

Me

Me

Me

6-OMe

316 (100)

270 (24)

14

7-NH

H

Me

Me

Me

H

272 (100)

226 (80)

15

7-NH

Me

Me

Me

Me

H

286 (87)

240 (100)

16

6-NH

Me

Me

Me

Me

7-OMe

316 (100)

270 (71)

17

6-NH

Me

Me

Me

Me

H

286 (59)

240 (100)

18

6-NH

H

Me

Me

CF3

H

326 (87)

280 (100)

19

6-NH

Me

Me

Me

CF3

H

340 (36)

294 (100)

20

6-NH

Me

Me

Me

Me

H

316 (53)

270 (100)

Таблица 2

Значения Јотн в % для молекулярных M+ и фрагментных ионов Ф1 в масс-спектрах соединений 21-28

Соединения

Масс-спектр, m/z (Јотн, %)

№ п/п

NH

R

R1

R2

R3

R4

M+

Ф1

21

4-NH

H

H

H

Me

H

292 (50)

208 (100)

22

5-NH

H

Me

Me

CF3

7-Me

312 (29)

174 (100)

23

5-NH

Me

Me

Me

CF3

7-Me

326 (22)

188 (100)

24

6-NH

H

Me

Me

CF3

7-Me

312 (11)

174 (100)

25

6-NH

Me

Me

Me

CF3

7-Me

326 (11)

188 (100)

26

6-NH

H

Me

Me

CF3

5-OME

328 (23)

190 (100)

27

6-NH

Me

Me

Me

CF3

5-OME

342 (19)

204 (100)

28

6-NH

H

Me

Me

CF3

H

312 (29)

174 (100)

Коренным образом в условиях электронного удара отличается поведение изомерных циклических амидов, образование которых нами обнаружено для ряда амининдолов. Основным направлением масс-спектрального распада амидов 29-35 является элиминирование от М+ трифторметильного радикала с образованием устойчивого иона Ф2 протонированного пирролохинолиндиона.

pic_10.wmf

Таблица 3

Значение Јотн в % для молекулярных М+ и фрагментных ионов Ф в масс-спектрах соединений 29-36

Соединения

Масс-спектр, m/z (Јотн %)

№ п/п

NH

R

R1

R2

R3

R4

M+

Ф2

29

4-NH

Me

Me

Me

CF3

H

312 (27)

243 (100)

30

4-NH

H

Ph

H

CF3

H

346 (36)

277 (100)

31

6-NH

H

Me

Me

CF3

H

298 (86)

229 (100)

32

6-NH

H

Me

Me

CF3

7-OCH3

328 (55)

259 (100)

33

6-NH

Me

Me

Me

CF3

7-OCH3

342 (83)

273 (100)

34

6-NH

H

Me

Me

CF3

5-CH3

312 (44)

243 (100)

35

6-NH

H

Ph

H

CF3

5-CH3

360 (98)

291 (100)

36

7-NH

H

Me

Me

CF3

H

298 (47)

229 (100)

Основные масс-спектральные данные приведены в табл. 3.

Из приведенных данных по масс-спектрам соединений 1-36, выделенных в результате первичной реакции β-кетоэфиров (ацетоуксусного и трифторуксусного), можно судить о строении образующихся продуктов. Предположены основные схемы распада, по которым можно строго отличить енаминоэфиры 1-20, нециклические амиды 21-28, циклические амиды 29-36. Обнаруженные закономерности для соединений, образованных аминоиндолами, можно использовать и для идентификации аналогичных производных других ароматических аминов.

Масс-спектры получены на масс-спектрометре FINNIGAN MAT. INCOS-50 с прямым вводом образца в ионный источник при энергии ионизации 70 эВ и приведены в процитированных работах.


Библиографическая ссылка

Ямашкин С.А., Степаненко И.С., Котькин А.И. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ ПРИ ДОКАЗАТЕЛЬСТВЕ СТРОЕНИЯ ПРОДУКТОВ ПЕРВИЧНОЙ РЕАКЦИИ АМИНОИНДОЛОВ С Β-КЕТОЭФИРАМИ // Успехи современного естествознания. – 2016. – № 2. – С. 76-79;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=35792 (дата обращения: 18.10.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074