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Boletín de la Sociedad Chilena de Química

versión impresa ISSN 0366-1644

Bol. Soc. Chil. Quím. v.47 n.4 Concepción dic. 2002

http://dx.doi.org/10.4067/S0366-16442002000400008 

SINTESIS DE N,N’-bis-3,5-DI-TER-BUTILSALICILAMIDAS

J. Belmar*, C. Zúñiga, C. Jiménez, J. Saavedra.

Departamento de Química Orgánica, Facultad de Ciencias Químicas;
Universidad de Concepción, Casilla 160-C, Concepción, Chile.jbelmar@udec.cl

(Recibido: Abril 15, 2002 - Aceptado: Junio 3, 2002)

RESUMEN

Se sintetizaron N,N’-bis-3,5-di-ter-butilsalicilamidas tratando N-3,5-di-ter-butil-saliciloiloxisuccinimida con diaminas. Los rendimientos varían entre el 30 y 50%. La reacción ocurre a temperatura ambiente y los productos se purifican fácilmente por cristalización, de manera que el método resulta conveniente a pesar de los rendimientos moderados.

PALABRAS CLAVES: síntesis, amidas, di-ter-butilsalicilamidas, bis-amidas.

SUMMARY

N,N’-bis-3,5-ditertbutylsalicylamides were obtained from N-3,5-di-tert-butylsalicyloyl-oxysuccinimide and different diamines. Yields ranged between 30 and 50% and the reaction takes place at room temperature. The products are easily purified by crystallization rendering the procedure useful despite of the modest yields.

KEY WORDS: synthesis, amides, di-tert-butylsalicylamides, bis-amides.

INTRODUCCION

Existe una gran variedad de aplicaciones para los agentes quelantes (1-3). Entre ellas una de las más antiguas es la extracción por solventes para métodos analíticos o para la hidrometalurgia (4-7). Desde hace algunos años el uso de agentes quelantes parece haber recobrado vigor debido a interesantes aplicaciones en catálisis mediante complejos metálicos (8-14). En esta área el rol del quelante es crítico ya que permite modificar las propiedades de solubilidad de los iones metálicos, haciéndolos por ejemplo solubles en una gran variedad de solventes orgánicos con lo que su utilidad ya deja de estar restringida al medio acuoso resolviéndose los problemas de solubilidad de muchos sustratos orgánicos. Además el ligando permite modular la reactividad del metal (15-16) y, dependiendo de sus características, inducir enantioselección. También se conocen aplicaciones de quelantes para el blanqueo de celulosa (17), medicina (18-20), farmacología (21), modelos de enzimas (22), etc.

La estructura química de los agentes quelantes es muy variada. Debido a su estabilidad, algunas amidas también han sido estudiadas (23-30); en claro contraste con otras funciones químicas, estos ejemplos no abundan. Hace algunos años describimos la síntesis de 3,5-di-terbutilsalicilamidas N,N-disustituídas (31). En el presente trabajo se describe una metodología para la obtención de bis-3,5-di-ter-butilsalicilamidas. El interés en este tipo de estructuras radica en su potencial uso en procesos catalíticos en fase homogénea.

DISCUSION Y RESULTADOS

En los primeros ensayos se hizo reaccionar diaminas con cloruro de 3,5-di-ter-butilsaliciloílo (Esquema 1). Este método fue utilizado por otros autores (23) para obtener bis-amidas, sin embargo, en nuestro caso no resultó adecuado. El cloruro de ácido se preparó al momento de usar y no fue purificado para la reacción con las diaminas. Se eligió este procedimiento puesto que había dado buenos resultados para la obtención de monoamidas del mismo ácido. La baja pureza del cloruro de ácido, junto con su gran reactividad que puede incluso llegar a producir diacilación de algún nitrógeno, deben haber sido las causales de no poder aislar el tipo de compuesto deseado.


ESQUEMA 1

Para la obtención de tris-amidas, se ha descrito el uso de ésteres de N-hidroxisuccinimida que permiten efectuar la acilación del nitrógeno en condiciones muy moderadas y con buenos rendimientos (32), de manera que se estudió la utilización de la metodología para obtener bis-amidas del ácido 3,5-diterbutilsalicílico (Esquema 2). Con este procedimiento se tuvo éxito. Si bien los rendimientos son bajos, alrededor de un 40%, el procedimiento es extremadamente sencillo y la purificación del éster de la succinimida (3) y de las diamidas (4-10) no ofrece dificultad alguna. Otra característica adicional de la síntesis es que 3 puede obtenerse fácilmente en cantidades apreciables y puesto que es estable, no es necesario prepararlo cada vez que se desea obtener una amida, como es el caso de la situación descrita en el esquema 1. Más aún la obtención de 3, que se lleva a cabo a temperatura ambiente en presencia de diciclohexilcarbodiimida, tiene elevado rendimiento. De este modo el método que se describe resulta bastante conveniente para la obtención de bis-amidas a partir diaminas alifáticas. En las mismas condiciones la o-feniléndiamina no reacciona, esto puede atribuirse a su menor nucleofilia.


ESQUEMA 2

El ácido 3,5-diterbutilsalicílico se preparó de acuerdo con el procedimiento descrito anteriormente (31). Este supone la alquilación de salicilato de metilo con alcohol terbutílico en presencia de ácido sulfúrico y posterior hidrólisis en medio básico.

Como conclusión se debe destacar el hecho que el éster de la N-hidroxisuccinimida, 3, es un agente acilante efectivo para la obtención de bis-amidas. Presenta claras ventajas frente al cloruro de 3,5-di-ter-butilsaliciloílo, que es muy difícil de purificar y cuya preparación in-situ solo permite obtener amidas sencillas. Así el procedimiento presentado amplía las posibilidades del ácido 3,5-di-ter-butilsalicílico como precursor de agentes quelantes, hasta la obtención de bis-amidas. Las siete bis-amidas sintetizadas y el precursor 3, son compuestos nuevos.

PARTE EXPERIMENTAL

Los compuestos sintetizados fueron caracterizados por FTIR (Nicolet, Magna 550, pastillas de KBr, los valores de las frecuencias de absorción, n, se expresan en centímetros recíprocos, cm-1), 13C y 1H RMN (Bruker AC 250P; 62.9 y 250 MHz, respectivamente, TMS como estándar interno y CDCl3 como solvente; los valores de desplazamiento químico, d, se expresan en ppm). Los puntos de fusión (en grados Celsius) fueron obtenidos en un microscopio Kofler de platina calentable y no están corregidos. La caracterización se completó con análisis elemental C, H, N (Fisons EA 1108). El compuesto 1,2-propanodiamina se utilizó como mezcla racémica y en el caso de 1,2-ciclehexanodiamina, se empleó una mezcla de los tres diasterómeros; ambos comercialmente disponibles.

Síntesis de N-3,5-di-ter-butilsaliciloiloxisuccinimida (3)

Una mezcla de ácido 3,5-diterbutilsalicílico (20 g; 0,083 mol) y N-hidroxisuccinimida (8,9 g; 0.088 mol) en 450 ml. La mezcla se enfría a 10 ºC y se le agrega gota a gota diciclohexilcarbodiimida (19,5 g; 0,094) disuelta en dioxano seco (400 ml). Terminada la adición, se agita por 24 hrs a temperatura ambiente. La mezcla de reacción se filtra y se elimina el solvente del filtrado. El crudo obtenido se cristaliza desde etanol. Rendimiento 65%; P. F.: 168-170.

Anal. Elem. C19H25NO5: Calc. C, 65,69; H, 7,25; N, 4,03. Exp. C, 65,67; H, 7,23; N, 4,05.

1H RMN: 10,12 (s, 1H, OH), 7,83; 7,76 (s, s, 2H, CH arom.), 2,93 (s, 4H, CH2-C=O), 1,42; 1,31 (s, s, 18H, CMe3).

13C RMN: 169,1 (2C, C=O, imida), 166,3 (1C, C=O, éster), 159,7; 141,5; 137,8; 133,3; 123.4, 107,1 (6C, arom.). 35,2, 34,3 (2C, CMe3), 31,2; 29,2 (6C, CMe3), 25,6 (2C, CH2).

IR: 3285 (OH), 2959 (CH), 1737 (C=O), 1598 (C=C).

Síntesis de bis-amidas, método general.

Se disuelven 1,0 g de 3 (29 mmoles) en 30 ml de acetona y se agrega de una vez una mezcla de diamina (14 mmoles) en 6 ml de trietilamina y 5 ml de agua. La mezcla se agita por 12 h. Luego se vacia sobre hielo y se acidifica con HCl 10%. Se filtra y el sólido se cristaliza desde una mezcla de etanol y agua.

Síntesis de Etano-1,2-bis-3,5-di-ter-butilsalicilamida (4).

Se emplean 1,0 g de 3 (29 mmol) y 0,086 g (14 mmol) de etilendiamina. Rendimiento 30%; P. F: 235-236º.

Anal. Elem.: C32H48N2O4: Calc. C, 73,28; H, 9,23; N, 5,34. Exp. C,73,22; H, 9,25; N, 5,35.

1H RMN: 12,67 (s, 2H, OH), 7,60 (singlete ancho, 2H, NH),7,46; 7,30 (d, d, 2.03 Hz, 4H, arom.),3,71 (s, 4H, CH2N), 1,41; 1,31; (s, s, 36H, CMe3).

13C RMN: 172,8 (2C, C=O), 158,9; 140.2; 138,1; 129,2; 119,7; 112,5 (12C, anillos aromáticos), 40,7 (2C, CH2N), 35,2, 34,3 (2C, CMe3), 31,4; 29,4 (12C, CMe3).

IR: 3335 (OH, NH), 2958 (C-H), 1541 (C=O).

Síntesis de Propano-1,3- bis-3,5-di-ter-butilsalicilamida (5).

Se emplea 1,0 g de 3 (29 mmol) y 0,107 g (14 mmol) de 1,3-propanodiamina. Rendimiento 52%; P.F: 218-220º.

Anal. Elem. C33H50N2O4: Calc. C, 73,57; H, 9,36; N, 5,20. Exp. C, 73,60; H, 9,38; N, 5,25.

1H RMN: 12,73 (s, 2H, OH), 7,49 (d, 2,18 Hz, 2H, arom.), 7,40 (hombro, triplete mal resuelto, 2H, NH), 7,38 (d, 2,18 Hz, 2H, arom.),3,57 (m, 4H, CH2N),1,83 (señal ancha, 2H, CH2 b a N), 1,44; 1,34 (s, s, 36H, CMe3).

13C RMN: 172,0 (2C, C=O), 158,8; 140,1; 138,2; 129,5, 113,0 (12C, arom.), 35,5 (2C, CH2N), 35,2; 34,3 (4C, CMe3), 31,4 (6C, CMe3), 29,5 (1C, CH2 b a N), 29,4 (6C, CMe3).

IR: 3410 (NH), 3369 (OH), 2957 (CH), 1535 (C=O).

Síntesis de Butano-1,4-bis-3,5-di-ter-butilsalicilamida (6).

Se obtiene a partir de 1,0 g de 3 (29 mmol) y 0,126 g (14 mmol) de 1,4-butanodiamina. Rendimiento: 50%; P.F: 248-249.

Anal. Elem. C34H52N2O4: Calc. C, 73,87; H, 9,48; N, 5,06. Exp. C, 73,88; H, 9,48; N, 5,07.

1H RMN: 12,64 (s, 2H, OH), 7,46; 7,19 (d, d, 2,3 Hz, 4H, arom.), 6,76 (triplete ancho poco resuelto, 2H, NH), 3,53 multiplete poco resuelto, 4H, CH2N), 1,75 (señal ancha, 4H, NH2 b a N), 1,42; 1,30 (s, s, 36H, CMe3).

13C RMN: 171,6 (2C, C=O), 158,7; 139,1; 128,8; 119,1; 113,1 (12C, arom.), 39,4 (2C, CH2N), 35,2; 34,3 (4C, CMe3), 26,8 (2C, CH2 b a N).

IR: 3397 (NH, OH), 2956 (CH), 1542 (C=O).

Síntesis de Pentano-1,5-bis-3,5-di-ter-butilsalicilamida (7).

Se utiliza 1 g de 3 (29 mmol) y 0,147 g (14 mmol) de 1,5-pentanodiamina. Rendimiento 55%; P.F: 215-217.

Anal. Elem. C35H54N2O4: Calc. C, 74,17; H, 9,60; N, 4.94. Exp.C, 74,19; H, 9,58; N, 4,92.

1H RMN: 12,69 (s, 2H, OH), 7,45; 7,12 (d, d, 2,28 Hz, 4H, arom.), 6,40 (triplete mal resuelto, 2H, NH), 3,45 (m, 4H, CH2N), 1,71 (m, 4H, CH2 b a N), 1,48 (m, 2H, CH2 g a N), 1,42; 1,30 (s, s, 36 H, CMe3).

13C RMN: 171,3 (2C, C=O), 158,7; 139,9: 138,2; 128,8; 118,9; 113,3 (12C, arom.), 39,6 (2C, CH2N), 35,2; 34,3 (4C, CMe3), 29,3 (2C, CH2 b a N), 24,4 (1C, CH2 g a N).

IR: 3403 (NH, OH), 2958 (CH), 1536 (C=O).

Síntesis de 3,6-Dioxaoctano-1,8-bis-3,5-di-ter-butilsalicilamida (8).

Se obtiene a partir de 1,5 g de 3 (43 mmol) y 0,32 g (21 mmol) de 3,6-dioxa-1,8-octanodiamina. Rendimiento 33%; P. F: 160-162º.

Anal. Elem. C36H56N2O6: Calc. C, 70,55; H, 9,21; N, 4,47. Exp. C, 7,53; H, 9,23; N, 4,55.

1 RMN: 12,67 (s, 2H, OH), 7,45; 7,26 (d, d, 2,03 Hz, 4H arom.), 6,81 (singlete ancho, 2H, NH), 3,67 (singlete ancho, 12 H, CH2N y CH2O), 1,39; 1,29 (s, s, 36H, CMe3).

13C RMN: 171,4 (2C, C=O), 158,8; 139,9; 138,3; 128,8; 119,2; 113,2 (12C, arom.), 70,4; 69,4 (4C, CH2O); 39,5 (2C, CH2N), 35,2; 34,3 (4C, CMe3), 31,5; 29,4 (12C,CMe3).

IR: 3381 (OH, NH); 2957 (CH); 1587 (C=O).

Síntesis de Propano-1,2-bis-3,5-di-ter-butilsalicilamida (9).

Se obtiene a partir de 1 g de 3 (29 mmol) y 0,107 g (14 mmol) de 1,2-propanodiamina. Rendimiento: 25%; P. F: 224-226º.

Anal. Elem. C33H50N2O4: Calc. C, 73,57; H, 9,36; N, 5,20. Exp. C, 73,59; H, 9,37; N, 5,16.

1H RMN: 12,75; 12,60 (s, s, 2H, OH), 7,45 (singlete ancho, 3H, 2H arom. más NH a CH2), 7,35 (d, 6,55 Hz, 2H, NH a a CH), 7,24 (d, 2,48 Hz, 2H arom.), 4,37; 3,72; 3,52 (m, m, m, 3H, CH y CH2), 1,39 (s, 18H, CMe3), 1,35 (d, 6,66 Hz, 3H, Me a N), 1,30 (s, 18H, CMe3).

13C RMN: 172,8; 172,2 (2C, C=O), 158,9; 158,8; 140,1; 138,2; 138,1; 129,2; 129,9; 119,5; 112,5 (12C, arom.), 47,3 (1C, CH a a N), 46,2 (1C, CH2 a a N), 35,2; 34,3 (4C, CMe3), 31,4; 29,3 (12C, CMe3), 18,3 (1C, Me b a N).

IR: 3410 (NH), 3370 (OH), 2957 (CH), 1536 (C=O).

Síntesis de Ciclohexano-1,2-bis-3,5-di-ter-butilsalicilamida (10).

Se obtiene a partir de 1 g de 3 (29 mmol) y 0,165 g (14 mmol) de una mezcla diasteromérica de 1,2-ciclohexanodiamina. Rendimiento 30%; P. F: 263-265º.

Anal Elem. C36H54N2O4: Calc. C, 74,71; H, 9,40; N, 4,84. Exp. C, 74,72; H, 9,42; N, 4,86.

1H RMN: 12.70 (s, 2H, OH), 7.41; 7.19 (d, d, 2,04 Hz, 4H, arom.), 7,11 (singlete ancho, 2H, NH), 3,95 (singlete ancho, 2H, CH), 2,20 (señal ancha, 4H, CH2 b a N), 1,80 (señal ancha 4H, CH2 g a N), 1,37; 1,29 (s, s, 36H, CMe3).

13C RMN: 172,0 (2C, C=O), 158,8; 140,1; 138,0; 129,1; 119,5; 112,6 (12C, C=O), 158,8; 140,1; 138,0; 129,1; 119,5; 112,6 (12C, arom.); 54,3 (2C, C a a N); 35,1; 34,3 (4C, CMe3); 32,1 (2C, CH2 a a N), 31,4; 29,33 (12C, CMe3), 24,6 (2C, CH2 b a N):

IR: 3290 (NH, OH), 3083 (=CH), 2957 (CH), 1548 (C=O).

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo fue financiado por la Dirección de Investigación de la Universidad de Concepción, a través del Proyecto 201.023.026-1.0

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