книги из ГПНТБ / Ошкая В.П. Нингидриновые реакции

52 ГЛ. I . ХИМИЯ НИНГИДРИНА И НИНГИДРИНОВАЯ РЕАКЦИЯ

Поэтому часто после первого акта — нуклеофильного замеще­ ния — нингидриновая реакция в зависимости от структуры аминного компонента может протекать в различных направлениях и давать продукты разных структур.

Особую группу вторичных аминов, оказывающих большое влияние на строение продукта реакции с нингидрином, представ­ ляют циклические амины. Нингидрин с пиперидином при не­ большом нагревании в спиртовой среде образует бесцветный продукт, которому Граоман и Арним [154] приписали структуру 2,2-дипиперидилиндандиона-1,3 (93). Джонсон и Мак-Колдин [155] подтвердили ее.

Если 2,2-дипиперидилиндандион-1,3 в толуольном растворе на­ гревать с уксусным ангидридом или реакцию нингидрина с пипе­ ридином проводить в уксусной кислоте, то образуются фиолето­ вые кристаллы красителя [154, 155].

Д'-2-Алкилпиперидены после их разделения хроматографией на бумаге с нингидриновым реагентом в уксусной кислоте окра­ шиваются в желтый цвет. Обработка желтых соединений щелоч­ ными растворами приводит к углублению окраски [156].

Структурный аналог пиперидина — морфолин при нагрева­ нии в спиртовой среде дает бесцветные кристаллы 2-окси-2-мор- фолиноиндандиона-1,3 (94) [55].

Нагревание пятичленного имина пирролидина с нингидрином в уксусной кислоте приводит к получению красного красителя, в образовании которого участвуют две молекулы нингидрина (95) [155].

Производные вторичного амина пиррола, одновременно пред­ ставляющие также ароматические системы, с нингидрином по

2-Метилиндол с нингидрином дает 2-окси-2-(2'-метилиндолил- 3')индандион-1,3, который при обработке бромистым водородом отщепляет воду и переходит в синий краситель — 2-(2'-метил- индолилиден-3')индандион-1,3 [157]. Можно предположить, что аналогичная реакция протекает и при взаимодействии нингид­ рина с индиканом. Окрашивание продукта реакции в темнокрасный цвет используется для определения индикана в моче [160] и крови [161].

Следует отметить, что в зависимости от условий проведения реакции нингидрина с производными пиррола и индола могут быть получены и другие соединения [157]. Особенности наблюда­ ются и в реакциях нингидрина с ароматическими аминами, из которых лучше всего изучены анилин и его производные. При взаимодействии нингидрина с анилином Руэман получил оран­ жевый продукт, который не подвергал элементарному анализу [4]. Тот же продукт, содержащий два остатка анилина на один остаток нингидрина, был получен Маубащером [134]. Реакция проводилась в водном растворе при комнатной температуре; об­ суждались две структурные формулы продукта реакции (102, 103) [134].

®Jc® осЬо> о*:^

В реакции нингидрина и анилина в водном растворе в моляр­ ных отношениях 1 : 1 был получен 2-окси-2-анилиноиндандион- 1,3 (104) [162]. Моно- и дизамещенные продукты нингидрина, только другой структуры, в зависимости от условий реакции, можно получить из я-хлоранилина. В водном растворе образу­ ется желтый 2-окси-2-(«-хлоранилино)индандион-1,3 [162], а в более концентрированном растворе, содержащем 2 мол хлор-

Таким образом был синтезирован ряд производных индено[2,1-6]- индола (ПО).

110

Хотя продукты взаимодействия нингидрина и производных анилина общей структуры (109) теоретически могут изолиро­ ваться, как это наблюдается в нингидриновой реакции арома­ тических аминов, приведенное ниже превращение, как энерге­ тически невыгодное, не протекает.

111

Так как соединение 1 1 1 с разрушенной ароматичностью не об­ разуется, не протекает и его расщепление до 2-аминоиндандиона- 1,3, а следовательно, не может синтезироваться пурпур Руэмана. Таким образом, с анилином и другими ароматическими ами­ нами нингидриновая реакция не протекает, точнее, протекает только первый этап этой реакции — нуклеофильное замещение и образование 2-окси-2-ариламиноиндандионов-1,3 (112).

о

о

112

Аналогично анилину с нингидрином реагирует 2-аминопири- дин; образуется 2-окси-2-(а-пиридил)индандион-1,3 [162].

Нингидриновая реакция очень подробно на примерах несколь­ ких сотен аминов, принадлежащих к различным классам, изу­ чена в работах Неузила с соавторами [114, 148—152, 165—168]. Эти и другие их труднодоступные работы представляют громад­ ный необобщенный материал. Данные о реакциях нингидрина трудно обобщить потому, что часто амины одного и того же ряда и группы реагируют по-разному в зависимости от неболь-

ших изменений в замещающих радикалах и условиях проведе­ ния реакции. Так, например, в хорошо изученном ряде циклопропиламина фенилциклопропиламины с нингидрином реаги­ руют с образованием пурпура Руэмана, но циклопропиламин и его 2-амил- и 2-гексилпроизводные дают желтый продукт типа оснований Шиффа [165].

Во взаимодействии о-фенилендиамина с нингидрином участ­ вуют обе аминогруппы, образуя гетероциклическую систему — 11-оксоиндено[1,2-6]хиноксалин (ИЗ) [4, 162, 169].

Впоследнее время нингидрин конденсирован с рядом произ­ водных 2,3-диаминопиридинов. Таким путем синтезировано боль­ шое число 6Н-6-кетоиндено([1,2-Ь]пиридо[3,2-е])пиразинов (114),

где Ri, R2 и R3 соответственно равны Н; СН 3 ; CI; Вг; ОН; SH [170]. В работе [170] подробно изучены физические и химические, свойства бензоиленпиредопиразинов и их способность ингибировать рост злокачественных опухолей.

Врезультате нагревания водного раствора нингидрина с цитозином протекает реакция замыкания нового пятичленного цикла (116) [171].

О? Н 2

о' R

По этой схеме с нингидрином реагируют цитидин (1156) и нуклеотиды цитидина (115в, где X — фосфат или 2/ ,3/ -циклофосфат рибофуранозила). Реакция протекает уже при комнатной темпе­ ратуре или при небольшом нагревании в нейтральной среде. Продукты реакции (116), структура которых доказана, сравни­ тельно устойчивы даже в щелочной среде. Авторы предлагают

•58 ГЛ. I . ХИМИЯ НИНГИДРИНА И НИНГИДРИНОВАЯ РЕАКЦИЯ

нингидрин для модификации остатков цитозина, цитидина и цитидинфосфатов в нуклеиновых кислотах [171].

С целью изучения возможностей применения нингидрина для модификации пуриновых компонентов нуклеиновых кислот была проведена реакция нингидрина с гуанином, гуанозином и дезоксигуанозином [172]. В результате продолжительного нагревания упомянутых компонентов при 60° с почти количественным выхо­ дом был изолирован аддукт нингидрина и гуанина (117, 118).

«Структура этих интересных производных пурина тщательно до­ казана с помощью химических реакций и данных УФ-, ИК- и ЯМР-спектров [172]. Невыясненным осталось расположение бензоиленового радикала по отношению к пуриновому циклу — формы 117 и 118 соответственно.

Как видно из работ [170—172], производными 2,3-диаминопи- ридина, цитозина и гуанина исчерпываются все гетероцикличес­ кие диамины, которые в результате конденсации с нингидрином образуют новые гетероциклические системы.

В реакциях нингидрина с первичными *и вторичными алифати­ ческими аминами, бензиламинами и другими аминосоединени­ ями образуется пурпур Руэмана, что используется для колори­ метрического определения аминов. Как видно из вышеизложен­ ного, циклические ароматические и ряд других аминов образуют другие хромофоры, которые также могут быть использованы для аналитических целей [164]. Кроме колориметрического определе­ ния отдельных аминов можно отметить идентифицирование ами­ нов смесей после их хроматографического разделения [142, 147, 173, 174]. Некоторые авторы [175] предлагают шире использо­ вать цветные реакции, которые нингидрин дает в безводных рас­ творителях, таких, как ледяная уксусная кислота и др. Нингид­ рин в реакции с креатином [176] и 5-окситриптамином или серотонином и некоторыми другими производными индола образует флюоресцирующие соединения [177, 178]. Эти реакции использу­ ются для определения небольших количеств креатина, серото-