Исследование процессов получения азотосодержащих гетероциклов из полупродукта утилизации некондиционного топлива — 1,1-диметил-2-метиленгидразона
https://doi.org/10.32362/2410-6593-2026-21-3-304-321
Аннотация
Цели. Ввести полупродукт утилизации непригодного к использованию ракетного топлива — 1,1-диметил-2-метиленгидразона (ДМГ) в синтез пирролохинолинов(пиридинов), потенциально применимых в медицине. Провести реакции МДГ с тетрацианоэтилированными кетонами (ТЦК) на основе ацетона, метилэтилкетона, циклогексанона, 4-пропилциклогексанона, 2-метилциклогексанона. Исследовать перспективы увеличения выходов целевых продуктов путем осуществления тех же синтезов при микроволновом излучении и с использованием ультразвукового реактора.
Методы. ТЦК были получены из тетрацианоэтилена (ТЦЭ) и соответствующего кетона в диоксане, ацетоне или этаноле, под катализом концентрированных кислот — соляной или серной. Пирролохинолины(пиридины) синтезированы из ДМГ и соответствующего ТЦК в этилацетате с каталитическими количествами щелочи. Синтезы проводились на магнитной мешалке при стадартных условиях, в ультразвуковом реакторе производства «Вологда» (Россия) и в микроволновой печи UWave-2000 марки Sineo (Sineo Microwave Chemistry Technology Co., Китай). Протекание реакции и чистоту продуктов контролировали методом тонкослойной хроматографии на пластинах Sorbfil (Sorbfil, Россия). Присутствие ТЦЭ в реакционной смеси определяли пробой на гидрохинон. Температуры плавления и разложения определены на приборе OptiMelt MPA100 (OptiMelt, США). Структуры идентифицированы методами инфракрасной спектроскопии на приборе ФСМ-1202 (СпектроЛаб, Россия), ядерно-магнитного резонанса 1Н и 13С в диметилсульфоксиде d6 на спектрометре Bruker AVANCE 400 WB (Bruker Corporation, США), масс-спектроскопии с использованием квадрупольного времяпролетного масс-спектрометра AB SCIEX TripleTOF 5600 (AB SCIEX PTE. Ltd., Сингапур) и квадрупольного газового хромато-масс-спектрометра GCMS-QP2020 NX (Shimadzu, Германия).
Результаты. Разработаны надежные методики получения пирролопиридинов на основе ацетона и метилэтилкетона без осмола в условиях ультразвукового перемешивания и микроволнового излучения (МВИ) со значительным увеличением выходов. Достигнута наивысшая степень конверсии ДМГ в пирролохинолин из циклогексанона с выходом целевого продукта 92% за наименьший промежуток времени 2 мин при МВИ. Однако для производных 4-пропилциклогексанона и 2-метилциклогексанона подобные модификации синтезов не привели к желаемым результатам, в первом случае наблюдалось уменьшение выходов в сравнении со стандартными условиями, во втором — лишь незначительное увеличение.
Выводы. Ультразвуковое перемешивание и МВИ эффективны в конверсии ДМГ в пирролопиридины на основе алифатических ТЦК и нерезультативны для пирролохинолинов на основе 4-пропилциклогексанона и 2-метилциклогексанона. Высокий выход пирролохинолина на основе циклогексанона (92%) позволяет рассматривать перспективы внедрения быстропротекающей при действии МВИ реакции ДМГ и ТЦК на основе циклогексанона в производство.
Об авторах
О. Е. НасакинРоссия
Насакин Олег Евгеньевич, д.х.н., профессор, заведующий кафедрой органической и фармацевтической химии
428015, г. Чебоксары, Московский пр., д. 15
Scopus Author ID 7003347143
ResearcherID M-7563-2019
Конфликт интересов:
The authors declare no conflicts of interest
Е. С. Иванова
Россия
Иванова Елизавета Сергеевна, аспирант, преподаватель, кафедра органической и фармацевтической химии
428015, г. Чебоксары, Московский пр., д. 15
Scopus Author ID 57997554900
ResearcherID ODJ-8030-2025
Конфликт интересов:
The authors declare no conflicts of interest
О. С. Королевская
Россия
Королевская Оксана Сергеевна, аспирант, преподаватель, кафедра органической и фармацевтической химии
428015, г. Чебоксары, Московский пр., д. 15
Конфликт интересов:
The authors declare no conflicts of interest
С. Ю. Васильева
Россия
Васильева Светлана Юрьевна, преподаватель, кафедра физической химии и высокомолекулярных соединений
428015, г. Чебоксары, Московский пр., д. 15
Конфликт интересов:
The authors declare no conflicts of interest
Ы. Кадыров
Россия
Кадыров Ыхтыяр, аспирант, кафедра органической и фармацевтической химии
428015, г. Чебоксары, Московский пр., д. 15
Конфликт интересов:
The authors declare no conflicts of interest
Список литературы
1. Ivanova E.S., Maryasov M.A., Andreeva V.V., Osipova M.P., Vasilieva T.V., Eremkin A.V., Lodochnikova O.A., Grishaev D.Yu., Nasakin O.E. Treatment of Substandard Rocket Fuel 1,1-Dimethylhydrazine via Its Methylene Derivative into Heterocycles Based on Pyrrolo-[3,4c]Quinolines, Cyclododeca[b]piran and Pyrrole. Int. J. Mol. Sci. 2023;24(17):13076. https://doi.org/10.3390/ijms241713076
2. Nasakin O.E., Ivanova E.S., Maryasov M.A., Andreeva V.V., Karpov S.V., Lodochnikova O.A., Grishaev D.Yu. 3,3,4,4-Tetracyanoalkanones as expedient reagents for utilization of N,N-dimethylhydrazine. Mendeleev Commun. 2023;33(6): 856–857. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2023.10.039
3. Nasakin O.E., Ivanova E.S., Andreeva V.V., Maryasov M.A., Lodochnikova O.A. Method of the preparation of pyrrolo[3,4-c]quinolines: RF Pat. RU 2802332 C1. Publ. 24.08.2023.
4. Ivanova E.S., Osipova M.P., Vasilieva T.V., Eremkin A.V., Markova S.A., Zazhivihina E.I., Smirnova S.A., Mitrasov Y.N., Nasakin O.E. The Recycling of Substandard Rocket Fuel N,N-Dimethylhydrazine via the Involvement of Its Hydrazones Derived from Glyoxal, Acrolein, Metacrolein, Crotonaldehyde, and Formaldehyde in Organic Synthesis. Int. J. Mol. Sci. 2023;24(14):17196. https://doi.org/10.3390/ijms242417196
5. Herdy J.R. Marshall Enriched Storable Oxidizer (MESO) for Space Power, Propulsion, and Thermal System Applications. In: Aiaa Aviation Forum and Ascend 2025. 4044:2025. https://doi.org/10.2514/6.2025-4044
6. Devos C., Bampouli A., BrozziE., StefanidisG.D., DusselierM., Van Gerven T., Kuhn S. Ultrasound mechanisms and their effect on solid synthesis and processing: a review. Chem. Soc. Rev. 2025;54(1):85–115. https://doi.org/10.1039/d4cs00148f
7. Dong Z., Delacour C., Mc Carogher K., Udepurkar A.P., Kuhn S. Continuous Ultrasonic Reactors: Design, Mechanism and Application. Materials. 2020;13(2):344. https://doi.org/10.3390/ma13020344
8. Markić F., Smokrović K., Stulić V., Pleslić S., Zadravec M., Vukušić Pavičić T., Maltar-Strmečki N. Understanding of free radicals induced by ultrasonication and their effects on antioxidative capacity and microbial quality in tomato juice. In: 10th Regional Biophysics Conference & 15th International Summer School of Biophysics: Book of abstracts. Split: Hrvatsko Biofizičko Društvo: 2024. P. 77–77.
9. Kolesnikov S.V. General Information about Fuel – 1,1 Dimethylhydrazine. In: Kolesnikov S.V. Okislenie nesimmetrichnogo dimetilgidrazina (geptila) i identifikatsiya produktov ego prevrashcheniya pri prolivakh (Oxidation ofAsymmetric Dimethylhydrazine (Heptil) and Identification ofIts Transformation Products in Straits): Monograph. Novosibirsk: SibAK; 2014. P. 1–13 (in Russ.). ISBN 978-5-4379-0359-9
10. Kappe C.O., Stadler A., Dallinger D. Microwave Processing Techniques. In: Microwaves in Organic and Medicinal Chemistry. Methods and Principles in Medicinal Chemistry. 2012. Ch. 4. P. 83–150. https://doi.org/10.1002/9783527647828.ch4
11. Semenov N.N. Tsepnye reaktsii (Chain Reactions). Moscow: Nauka; 2004, 392 p. (In Russ.). ISBN 5-02-033059-0
12. Dodonov V.A., Grishin D.F. Peculiarities of polymerization of some vinyl monomers on organoelement initiators in the presence of hydroquinone. Vysokomolekulyarnye Soedineniya. Seriya B. 1993;35(1):47–49 (in Russ.). https://elibrary.ru/bihssh
Дополнительные файлы
|
|
1. 1H NMR spectrum of 3a (3-Amino-5-(dimethylamino)-1-oxo-4,5,6,7,8,9-hexahydro-1H-pyrrolo[3,4-c]quinoline-3a,9b-dicarbonitrile ) (400 MHz, DMSO-d6, 298 K) | |
| Тема | ||
| Тип | Исследовательские инструменты | |
Посмотреть
(26KB)
|
Метаданные ▾ | |
Рецензия
Для цитирования:
Насакин О.Е., Иванова Е.С., Королевская О.С., Васильева С.Ю., Кадыров Ы. Исследование процессов получения азотосодержащих гетероциклов из полупродукта утилизации некондиционного топлива — 1,1-диметил-2-метиленгидразона. Тонкие химические технологии. 2026;21(3):304-321. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2026-21-3-304-321
For citation:
Nasakin O.E., Ivanova E.S., Korolevskaya O.S., Vasilieva S.Yu., Kadyrov Y. Research in processes of the nitrogen-containing heterocycles obtaining from intermediate of the off-spec fuel disposal — 1,1-dimethyl-2-methylenehydrazone. Fine Chemical Technologies. 2026;21(3):304-321. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2026-21-3-304-321
JATS XML






















