DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.29870

The study of 2-acetylaminotoluene ozonolysis in acetic ACID

Андрій Генрійович Галстян

Abstract


The kinetics and mechanism of ozone reaction with 2-aminotoluene and its acylated derivative in acetic acid were studied in order to determine the possibility of obtaining 2-aminobenzoic acid.

It is shown that the 2-aminotoluene ozonolysis reaction in acetic acid solution runs at high speed, and preferably on the free electron pair of the amino group to form mainly resinous compounds; oxidation products by the methyl group of the substrate are not formed under these conditions. The ozone attack direction changes towards oxidation of the methyl group and the aromatic ring by N-acylation of the amino group. 2-Acetylaminotoluene reacts with ozone to form mainly degradation products of the aromatic ring - aliphatic peroxides (80.7%), and oxidation products by the methyl group - 2-acetylaminobenzaldehyde at early stages and at deeper stages - 2-aminobenzoic acid (14.0%), which if necessary can easily be hydrolyzed to the corresponding 2-aminobenzoic acid.

Ozone is consumed in the reaction in two ways: non-chain ozone consumption mechanism prevails at temperatures of up to 20°C, and chain ozone consumption along with non-chain is observed at higher temperatures.

These data will be useful to develop a method of catalytic oxidation of 2- acetylaminotoluene by ozone to the corresponding benzoic acid.


Keywords


ozonolysis; 2-acetylaminotoluene; ozone; acetic acid; oxidation; 2- acetylaminobenzaldehyde; 2-aminobenzoic acid

References


Dayson, G., Mey, P. (1964). Himiya sinteticheskih lekarstvennyih veschestv. Mir, 128–140.

Elderfield, R. C., Covey, I. S., Geiduschek, J. B., Meyer, W. L., Ross, A. B., Ross, J. H. (1958). Synthesis of potential anticancer agents. I. Nitrogen mustards derived from P-N,N-bis(2-chloro-ethyl)-aminobenzaldehyde. The Journal of Organic Chemistry, 23, 1749–1753. doi: 10.1021/jo01105a047

Ventkataraman, K. (1957). Himiya sinteticheskih krasiteley. Vol. 2. Himiya, 821.

Razumovskiy, S. D. Galstyan, G. A., Tyupalo, M. F. (2000). Ozon ta yogo reaktsIYi z alIfatichnimi spolukami. SUDU, 318.

Galstyan, A. G. Sedyih, A. A., Bushuеv, A. S., Tarasenko, A. I. (2006). Okislenie metilfenolov i metilanilinov ozonom v brede uksusnogo angidrida. «Advanced Science in Organic chemistry». Sudak, 147.

Bailey, P. S. (1982). Ozonation in organic chemistry. Nonolefinic Compounds. Vol. 2. N-Y. L. Academic Press, 497.

Hon, Y. S. Wong, Y. C. (2005). Synthetic applications of the amine-base treatment in the ozonolysis of substituted-allyl silyl ethers or -allyl esters via a novel ene-diol type rearrangement. Tetrahedron, 46, 8, 1365–1368. doi: 10.1016/j.tetlet.2004.12.135

Hon, Y. S., Wu, K. C. (2003). Polymer-supported tertiary amine in organic synthesis: a useful reagent in the conversion of alkenes to carbonyl compounds via the corresponding ozonides. Tetrahedron, 59 (4), 493–498. doi: 10.1016/s0040-4020(02)01558-2

Galstyan, G. A. (1992). Reaktsii ozona s alkilbenzolami v zhidkoy faze. Zhurn. fiz. Him, 66 (4), 875–878.

Gurevich, L. V. Karachevtsev, G. V., Kondratov, V. N. (1974). Energiya razryiva himicheskih svyazey. Potentsialyi ionizatsii i srodstvo k elektronu. Mir, 351.

Wei, W., Cheng, Y., Dong, W. (2003). Design and syntheses of efficient and thermally stable diamino chromofhores for NLO application. Arkivoc., 2, 59–69.

Veygand, K. Hilgetag, G. (1967). Metodyi eksperimenta v organicheskoy himii. Himiya, 994.

Galstyan, A. G., Tyupalo, N. F., Andreev, P. Yu. (2003). Kinetika i mehanizm okisleniya 4-nitrotoluola ozonom v rastvore uksusnoy kislotyi v prisutstvii metallbromidnogo katalizatora. Kinetika i kataliz, 44 (1), 91–94.

Galstyan, A. G., Sedyih, A. A. (2006). Okislenie p-krezola ozonom v uksusnom angidride. Zhurn. prikl. Himii, 79 (1), 125–128.

Baryishnikov, S. V., Medvedev, R. B., Fialkov, Yu. Ya. (1986). Vyichislitelnaya matematika v himii i himicheskoy tehnologi. Vischa shkola, 456.

Emanuel, N. M. (1969). Uspehi himii organicheskih perekisnyih soedineniy i autookisleniya. Himiya, 495.

Zaharov, I. V., Galetiy, Yu. V. (1978). Mehanizm i parametryi okisleniya alkilaromaticheskih uglevodorodov v prisutstvii ionov kobalta i broma. Neftehimiya, 18 (4), 615–621.

Emanuel, N. M., Denisov, E. T., Mayzus, Z. K. (1965). Tsepnyie reaktsii okisleniya uglevodorodov v zhidkoy faze. Nauka, 375.

Komissarov, V. D., Komissarova, I. N. Farrahova, G. K., Denisov, E. T. (1979). Tsepnoe razlozhenie ozona v sisteme CH3CHO-O3-O2. Izv. AN SSSR. Ser. him., 6, 1205–1212.


GOST Style Citations


1. Дайсон, Г. Химия синтетических лекарственных веществ [Текст] / Г. Дайсон, П. Мей. – М.: Мир, 1964. – С. 128–140.

2. Elderfild, R. C. Synthesis of potential anticancer agents. I. Nitrogen mustards derived from P-N,N-bis(2-chloro-ethyl)-aminobenzaldehyde [Text] / R. C. Elderfield, I. S. Covey, J. B. Geiduschek, W. L. Meyer, A. B. Ross, J. H. Ross // The Journal of Organic Chemistry. – 1958. – Vol. 23, Issue 11. – P. 1749–1753. doi: 10.1021/jo01105a047 

3. Венткатараман, К. Химия синтетических красителей. Т. 2. [Текст] / К. Венткатараман. – Л.: Химия, 1957. –– 821 с.

4. Разумовський, С. Д. Озон та його реакції з аліфатичними сполуками [Текст] / С. Д. Разумовський, Г. А. Галстян, М. Ф. Тюпало. – Луганськ : СУДУ, 2000. – 318 с.

5. Галстян, А. Г. Окисление метилфенолов и метиланилинов озоном в среде уксусного ангидрида [Текст] : матер. межд. симп. / А. Г. Галстян, А. А. Седых, А. С. Бушуєв, А. И. Тарасенко // Advanced Science in Organic chemistry. – Судак, 2006. – С. 147.

6. Bailey, P. S. Ozonation in organic chemistry. Nonolefinic Compounds. Vol. 2. [Тext] / P. S. Bailey. – N-Y. L. Academic Press, 1982. – 497 р.

7. Hon, Y. S. Synthetic applications of the amine-base treatment in the ozonolysis of substituted-allyl silyl ethers or -allyl esters via a novel ene-diol type rearrangement [Text] / Y. S. Hon, Y. C. Wong // Tetrahedron. – 2005. – Vol. 46, Issue 8. – P. 1365–1368. doi: 10.1016/j.tetlet.2004.12.135 

8. Hon, Y. S. Polymer-supported tertiary amine in organic synthesis: a useful reagent in the conversion of alkenes to carbonyl compounds via the corresponding ozonides [Text] / Y. S. Hon, K. C. Wu // Tetrahedron. – 2003. – Vol. 59, Issue 4. – P. 493–498. doi: 10.1016/s0040-4020(02)01558-2 

9. Галстян, Г. А. Реакции озона с алкилбензолами в жидкой фазе [Текст] / Г. А. Галстян // Журн. физ. хим. – 1992. – Т. 66, № 4. – С. 875–878.

10. Гуревич, Л. В. Энергия разрыва химических связей. Потенциалы ионизации и сродство к электрону [Текст] / Л. В. Гуревич, Г. В. Карачевцев, В. Н. Кондратов. – М.: Мир, 1974. – 351 с.

11. Wei, W. Design and syntheses of efficient and thermally stable diamino chromofhores for NLO application [Text] / W. Wei, Y. Cheng, W. Dong // Arkivoc. – 2003. – Vol. 2. – P. 59–69.

12. Вейганд, К. Методы эксперимента в органической химии [Текст] / К. Вейганд, Г. Хильгетаг. – М.: Химия, 1967. – 994 с.

13. Галстян, А. Г. Кинетика и механизм окисления 4-нитротолуола озоном в растворе уксусной кислоты в присутствии металлбромидного катализатора [Текст] / А. Г. Галстян, Н. Ф. Тюпало, П. Ю. Андреев // Кинетика и катализ. – 2003.– Т. 44, № 1. – С. 91–94.

14. Галстян, А. Г. Окисление п-крезола озоном в уксусном ангидриде [Текст] / А. А. Седых, А. Г. Галстян // Журн. прикл. химии. – 2006. – Т. 79, № 1. – С. 125–128.

15. Барышников, С. В. Вычислительная математика в химии и химической технологи  [Текст] / С. В. Барышников, Р. Б.Медведев, Ю. Я. Фиалков. – Киев: Вища школа, 1986. – 456 c.

16. Эмануэль, Н. М. Успехи химии органических перекисных соединений и аутоокисления [Текст] / Н. М. Эмануэль. – М.: Химия, 1969. – 495 c.

17. Захаров, И. В. Механизм и параметры окисления алкилароматических углеводородов в присутствии ионов кобальта и брома [Текст] / И. В. Захаров, Ю. В. Галетий // Нефтехимия. – 1978.– Т. 18, № 4. – С. 615–621.

18. Эмануэль, Н. М. Цепные реакции окисления углеводородов в жидкой фазе [Текст] / Н. М. Эмануэль, Е. Т. Денисов, З. К. Майзус. – М.: Наука, 1965. – 375 c.

19. Комиссаров, В. Д. Цепное разложение озона в системе CH3CHO-O3-O2[Текст]/ В. Д. Комиссаров, И. Н. Комиссарова, Г. К .Фаррахова, Е. Т. Денисов // Изв. АН СССР. Сер.хим. – 1979. – № 6. – С. 1205–1212.







Copyright (c) 2014 Андрей Генриевич Галстян

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN (print) 1729-3774, ISSN (on-line) 1729-4061