POLYMETHYLENE DYES FROM 2-METHYLINDOLO(3,2-B)THIAZOLO(5,4-D)QUINOXALINES HAVING SUBSTITUENTS AT THE NITROGEN ATOM OF THE INDOLE RING
Condensation of isatin with N-methylisatin, N-ethyl, N-propyl, N-butyl, N-phenyl, N-benzoyl and 5-nitroisatin with 2-methyl 5,6-diaminobenzthiazole gave 2-methyl-indolo(3,2-b)thiazolo(5,4-d)quinoxalines with a substituted nitrogen atom in the indole ring. When they are heated with alkyltosylates, q...
Saved in:
| Date: | 2024 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry
2024
|
| Online Access: | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/630 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Ukrainian Chemistry Journal |
| Download file: |  |
Institution
Ukrainian Chemistry Journal| _version_ | 1871466024067399680 |
|---|---|
| author | Shulga, Sergii Shulga, Oksana |
| author_facet | Shulga, Sergii Shulga, Oksana |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Sergii Shulga",
"institution": "Prof at Food Chemistry Department of National University of Food Technologies, Kyiv, Ukraine"
},
{
"author": "Oksana Shulga",
"institution": "Prof at Food Examination Department of National University of Food Technologies, Kyiv, Ukraine"
}
] |
| author_sort | Shulga, Sergii |
| baseUrl_str | https://ucj.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T08:23:53Z |
| description | Condensation of isatin with N-methylisatin, N-ethyl, N-propyl, N-butyl, N-phenyl, N-benzoyl and 5-nitroisatin with 2-methyl 5,6-diaminobenzthiazole gave 2-methyl-indolo(3,2-b)thiazolo(5,4-d)quinoxalines with a substituted nitrogen atom in the indole ring. When they are heated with alkyltosylates, quaternary salts are formed from which various cyanine dyes are synthesized: styryls, monomethinecyanines, asymmetric carbocyanines. The absorption maxima of each dye were determined and analyzed, and the results of elemental analysis for Carbon, Hydrogen, and Sulfur were given. The influence of substituents at the nitrogen of the indole ring on the absorption maxima of the synthesized dyes was established. During the transition from methyl to ethyl and further to propyl, butyl, phenyl, and benzoyl, a bathochromic shift of the absorption maximum of the dye is observed by several nanometers (for styrenes 2–6 nm, for monomethinecyanines 1–10 nm and asymmetric carbocyanines 2–7 nm) of the next dye compared to the previous one. The greatest influence of the absorption maxima bathochromic shift of dyes (up to 7 nm) belongs to N-substituents in the phenyl indole ring, benzoyl, and nitro group. The absorption maxima of the obtained cyanine dyes in an acidic environment show a strong bathochromic shift (up to 93 nm) compared to neutral solutions, which can be explained by an increase in the conjugation chain due to the one protonation of the phenazine cycle nitrogen atoms. It can be seen that N-phenyl, N-benzoyl, and the nitro group in the 5-position of the indole ring give the largest bathochromic shift from the analysis of the dyes absorption maxima. Thus, in the presence of phenyl and benzoyl in the indole ring, the absorption maxima are 456 and 460 nm, respectively, against the unsubstituted nitrogen atom in the indole ring at 440 nm. |
| doi_str_mv | 10.33609/2708-129X.90.1.2024.26-37 |
| first_indexed | 2025-09-24T17:43:55Z |
| format | Article |
| fulltext |
26 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2024
УДК 547.97+547.753+547.789:547.863 doi: 10.33609/2708-129X.90.1.2024.26-37
ПОЛІМЕТИЛЕНОВІ БАРВНИКИ З 2-МЕТИЛІНДОЛО(3,2-B)
ТІАЗОЛО(5,4-D)ХІНОКСАЛІНІВ, ЩО МАЮТЬ ЗАМІСНИКИ
У АТОМА АЗОТУ ІНДОЛЬНОГО КІЛЬЦЯ
С. І. Шульга, О. С. Шульга
Національний університет харчових технологій,
вул. Володимирська 68, Київ 01601, Україна
E-mail: shulgasi2015@gmail.com
Конденсацією ізатину N-метилізатину, N-етилу, N-пропілу, N-бутилу, N-фенілу,
N-бензоїлу і 5-нітроізатину з 2-метил 5,6-діамінобензтіазолом отримано 2-метил-ін
доло(3,2-b)тіазоло(5,4-d)хіноксаліни із заміщеним атомом азоту в індольному кільці.
Під час нагрівання їх з алкілтозілатами утворюються четвертинні солі, з яких синте-
зовано різні ціанінові барвники: стирили, монометинціаніни, несиметричні карбоці-
аніни. Визначено і проаналізовано максимуми поглинання кожного барвника та на-
ведено результати елементного аналізу по Карбону, Гідрогену та Сульфуру. Встанов-
лено вплив замісників у нітрогену індольного кільця на максимуми поглинання син-
тезованих барвників. Під час переходу від метилу до етилу і далі до пропілу, бутилу,
фенілу і бензоїлу спостерігаємо батохромний зсув максимуму поглинання барвника
на декілька наномерів (для стиролів 2–6 нм, для монометинціанінів 1–10 нм і неси-
метричних карбоціанінів 2–7 нм) наступного барвника порівняно з попереднім. Най-
більший вплив батохромного зсуву максимумів поглинання барвників (до 7 нм) на-
лежить N-замісникам у індольного кільця фенілу, бензоїлу та нітрогрупі. Максимуми
поглинання отриманих ціанінових барвників у кислому середовищі проявляють силь-
не батохромне зміщення (до 93 нм) порівняно з нейтральними розчинами, що можна
пояснити збільшенням ланцюга кон'югації за рахунок протонування одного з атомів
нітрогену феназинового циклу. З аналізу максимумів поглинання барвників видно, що
найбільше батохромне зміщення дають N-феніл, N-бензоїл та нітрогрупа в 5-положен-
ні індольного циклу. Так, за наявності фенілу і бензоїлу в індольному циклі максимуми
поглинання становлять 456 і 460 нм, відповідно, проти незаміщеного атома Нітрогену
в індольному кільці 440 нм.
Ключові слова: 2-метиліндоло(3,2-b)тіазоло(5,4-d)хіноксалін, діамінобензтіазол,
ізатин, поліметинові барвники.
27https://ucj.org.ua
С. І. Шульга, О. С. Шульга УХЖ № 1 / ТОМ 90
ВСТУП. Поліметинові барвники – це
іонні сполуки із забарвленим катіоном, у
якому двоє гетероциклічних ядер зв’язані
поліметиленовим ланцюгом у єдину хро-
мофорну π-систему. Залежно від довжини
поліметинового ланцюга, що зв’язує гете-
роциклічні залишки, барвники поділяють
на монометинцианіні, або ціаніни, триме-
тилціаніни, або дикарбоціаніни і т. і. Ці-
анінові барвники забарвлені від жовтого
до зеленого. Вони відрізняються яскравим
і чистим кольором, але не стійкі до дії лу-
гів, мінеральних кислот і світла. Структур-
ні зміни в ядрах та ланцюзі призводять до
зміни кольору [1]. Поліметинові барвники
застосовують у медицині та в біології як
оптичні індикатори, у виробництві фото-
графічних товарів та інших галузях техні-
ки, які використовують сенсибілізуючі вла-
стивості цих барвників [2–8].
ЕКСПЕРИМЕНТ І ОБГОВОРЕННЯ РЕ-
ЗУЛЬТАТІВ. Раніше ми шляхом конденса-
ції ізатину та його N-алкільних похідних
з 2-метил-4,5-діамінобензтіазолом синте
зували багатоядерні гетероциклічні ос-
нови, до складу яких входили тіазольний,
хіноксаліновий і індольний цикли, з яких
і було отримано ціанінові барвники [9].
У цій роботі наведено результати конден-
сації ізатину, N-метилу, N-етилу, N-пропі-
лу, N-бутилу, N-фенілу, N-бензоїлу і 5-ні-
троізатину з 2-метил-5,6-діамінобензтіа-
золом. У результаті реакції в одну стадію
отримано похідні 2-метиліндоло(3,2-b)ті
азоло(5-4-d)хіноксаліну з N-замісниками у
індольного кільця. N-Алкілізатини, N-фе-
нілізатин, N-бензоїлізатин і 5-нітроізатин
синтезували за відомими методиками [10].
2-Метил-5,6-діамінобентіазол синтезували
за [11, 12]. Конденсація ізатину, N-алкіліза
тинів, N-фенілізатину, N-бензоїлізатину і
5-нітроізатину з 2-метил-5,6-діамінобенз-
тіазолом проходила за схемою наведеною
на рис. 1.
Рис 1. Схема синтезу 2-метиліндоло(3,2-b)тіазоло(5,4-d)хіноксалінів
Figure 1. The 2-methylindolo(3,2-b)thiazolo(5,4-d)quinoxalines synthesis scheme
фотографічних товарів та інших галузях техніки, які використовують сенсибілізуючі
властивості цих барвників [2-8].
ЕКСПЕРИМЕНТ І ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ. Раніше нами конденсацією
ізатину та його N-алкільних похідних з 2-метил-4,5-діамінобензтіазолом були синтезовані
багатоядерні гетероциклічні основи до складу яких входили тіазольний, хіноксаліновий і
індольний цикли з яких і були отримані ціанінові барвники [9]. В даній роботі наведені
результати конденсації ізатину, N-метил, N-етил, N-пропіл, N-бутил, N-феніл, N-бензоїл і 5-
нітроізатину з 2-метил-5,6-діамінобензтіазолом.В результаті реакції в одну стадію отримали
похідні 2-метиліндоло(3,2-b)тіазоло(5-4-d)хіноксаліну з N-замісниками у індольного кільця.
N-Алкілізатини, N-фенілізатин, N-бензоїлізатин і 5-нітроізатин синтезували за відомими
методиками [10]. 2-Метил-5,6-діамінобентіазол синтезували за [11, 12]. Конденсація ізатину,
N-алкілізатинів, N-фенілізатину, N-бензоїлізатину і 5-нітроізатину з 2-метил-5,6-
діамінобензтіазолом проходила за схемою наведеною на рис. 1.
O
R
N
R
O
NH2
NH2 S
N
CH3
S
N
CH3
N
N
R
N
R
R
N
NN
R N
S
CH3
1
+
1
1
І а-е
ІІ
А а-е
ІІІ а-е
R=H(a); R=CH3(б); R=C2H5(в); R=C3H7(г); R=C4H9(д);
R=C6H5(ж); R=OCOC6H5(з); R1=NO2(е)
Рис 1. Схема синтезу 2-метиліндоло(3,2-b)тіазоло(5,4-d)хіноксалінів
Figure 1. The 2-methylindolo(3,2-b)thiazolo(5,4-d)quinoxalines synthesis scheme
В результаті реакції можливе утворення двох сполук А(а-е) і III(а-е). Але при
хроматографуванні продуктів реакції кожний раз виділявся тільки один ізомер, який
відповідав елементарному складу основ III(а-е). Відомо, що в ізатині більш електрофільна b-
карбонільна група, а в 5,6-діамінобензтіазозолі більш нуклеофільна аміногрупа в положенні
6. Таким чином конденсація ізатину і діамінобензтіазолу повинна проходити по зазначеним
групам і більш реально кінцевим продуктом реакції є утворення основи структури III(а-е).
Синтезовані основи – це жовті кристалічні речовини. В мінеральних кислотах вони
утворюють оранжеві розчини з максимумами поглинання при довжині хвилі 420-440 нм. Під
час нагрівання з алкілтозілатами утворюються четвертинні солі за схемою наведеною на рис.
2.
28 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2024
ПОЛІМЕТИЛЕНОВІ БАРВНИКИ З 2-МЕТИЛІНДОЛО(3,2-B)ТІАЗОЛО(5,4-D)ХІНОКСАЛІНІВ,
ЩО МАЮТЬ ЗАМІСНИКИ У АТОМА АЗОТУ ІНДОЛЬНОГО КІЛЬЦЯОРГАНІЧНА ХІМІЯ
У результаті реакції є можливим утво-
рення двох сполук А(а-е) і III(а-е). Але
при хроматографуванні продуктів реакції
щоразу виділяли тільки один ізомер, який
відповідав елементарному складу основ
III(а-е). Відомо, що в ізатині більш електро-
фільною є b-карбонільна група, а в 5,6-ді-
амінобензтіазозолі більш нуклеофільна
аміногрупа в положенні 6. Таким чином
конденсація ізатину і діамінобензтіазолу
повинна проходити по зазначеним гру-
пам і більш реальнішим кінцевим продук-
том реакції є утворення основи структу-
ри III(а-е). Синтезовані основи – це жовті
кристалічні речовини. В мінеральних кис-
лотах вони утворюють оранжеві розчини з
максимумами поглинання за довжини хви-
лі 420–440 нм. Під час нагрівання з алкілто-
зілатами утворюються четвертинні солі за
схемою наведеною на рис. 2.
Рис 2. Схема синтезу четвертинних солей 2-метиліндоло(3,2-b)тіазоло(5,4-d)хіноксалінів
Figure 2. Synthesis of quatemary salts of 2-methylindolo(3,2-b)thiazolo(5,4-d)quinoxalines
S
N
CH3
N
NR
R
N
SO3C2H5
CH3
S
N
+
CH3
C2H5
N
NR
R
N
CH3C6H4SO3
S
N
+
CH3
C2H5
N
NR
R
N I
+
1
IV а-е
ІІІ а-е
1
-
10%KI
V а-е
1
Рис 2. Схема синтезу четвертинних солей 2-метиліндоло(3,2-b)тіазоло(5,4-d)хіноксалінів
Figure 2. Synthesis of quatemary salts of 2-methylindolo(3,2-b)thiazolo(5,4-d)quinoxalines
Кондесацією четвертинних солей з п-диметиламінобензадегідом синтезували
барвники – стирили VI а-е за схемою наведеною на рис. 3.
N(CH3)2
C
OH
S
N
+
CH3
C2H5
N
NR
R
N
I
S
N
+
C2H5
CH CH N(CH3)2
N
N
R
R
N I
+
V а-е
1
-H2O
VI а-е
1
Рис 3. Схема синтезу стиролів
Figure 3. The styrenes synthesis scheme
Отримали 8 барвників – стирилів, які мають різні замісники в атома азоту індольного
кільця:
VIа R=R=H; VIб R=CH3, R1=H; VIв R=C2H5
R1=H; VIг R=С3Н7, R1=H; VIд R=C4H9, R1=H; VIж R=С6Н5 R1=H; VIз R=C6H5CO,
R1=H; VIе R=H, R1=NO2
Визначили і проаналізували максимуми поглинання кожного барвника та наведені
результати елементного аналізу по Карбону, Гідрогену і Сульфуру. Виявлений вплив
замісників у атома азоту індольного кільця на максимуми поглинання барвників. За умови
переходу від метилу до етилу-, пропілу-, бутилу-, фенілу і бензоїлу спостерігається
батохромний зсув максимумів поглинання барвників на 2-5 нм наступного барвника в
порівнянні з попереднім. Барвники стирили. з N-замісником в індольному кільці мають
S
N
CH3
N
NR
R
N
SO3C2H5
CH3
S
N
+
CH3
C2H5
N
NR
R
N
CH3C6H4SO3
S
N
+
CH3
C2H5
N
NR
R
N I
+
1
IV а-е
ІІІ а-е
1
-
10%KI
V а-е
1
Рис 2. Схема синтезу четвертинних солей 2-метиліндоло(3,2-b)тіазоло(5,4-d)хіноксалінів
Figure 2. Synthesis of quatemary salts of 2-methylindolo(3,2-b)thiazolo(5,4-d)quinoxalines
Кондесацією четвертинних солей з п-диметиламінобензадегідом синтезували
барвники – стирили VI а-е за схемою наведеною на рис. 3.
N(CH3)2
C
OH
S
N
+
CH3
C2H5
N
NR
R
N
I
S
N
+
C2H5
CH CH N(CH3)2
N
N
R
R
N I
+
V а-е
1
-H2O
VI а-е
1
Рис 3. Схема синтезу стиролів
Figure 3. The styrenes synthesis scheme
Отримали 8 барвників – стирилів, які мають різні замісники в атома азоту індольного
кільця:
VIа R=R=H; VIб R=CH3, R1=H; VIв R=C2H5
R1=H; VIг R=С3Н7, R1=H; VIд R=C4H9, R1=H; VIж R=С6Н5 R1=H; VIз R=C6H5CO,
R1=H; VIе R=H, R1=NO2
Визначили і проаналізували максимуми поглинання кожного барвника та наведені
результати елементного аналізу по Карбону, Гідрогену і Сульфуру. Виявлений вплив
замісників у атома азоту індольного кільця на максимуми поглинання барвників. За умови
переходу від метилу до етилу-, пропілу-, бутилу-, фенілу і бензоїлу спостерігається
батохромний зсув максимумів поглинання барвників на 2-5 нм наступного барвника в
порівнянні з попереднім. Барвники стирили. з N-замісником в індольному кільці мають
Конденсацією четвертинних солей з
п-диметиламінобензадегідом синтезували
барвники – стирили VI а-е за схемою 3.
Рис 3. Схема синтезу стиролів
Figure 3. The styrenes synthesis scheme
29https://ucj.org.ua
С. І. Шульга, О. С. Шульга УХЖ № 1 / ТОМ 90
Отримали 8 барвників – стирилів, які
мають різні замісники в атома азоту ін-
дольного кільця:
VIа R=R=H; VIб R=CH3, R1=H;
VIв R=C2H5 R1=H; VIг R=С3Н7, R1=H;
VIд R=C4H9, R1=H; VIж R=С6Н5 R1=H;
VIз R=C6H5CO, R1=H; VIе R=H, R1=NO2.
Визначено і проаналізовано максимуми
поглинання кожного барвника та наведено
результати елементного аналізу по Карбо-
ну, Гідрогену і Сульфуру. Виявлено вплив
замісників у атома азоту індольного кіль-
ця на максимуми поглинання барвників.
За умови переходу від метилу до етилу-,
пропілу-, бутилу-, фенілу і бензоїлу спосте-
рігаємо батохромний зсув максимумів по-
глинання барвників на 2–5 нм наступного
барвника порівняно з попереднім. Барвни-
ки-стирили з N-замісником в індольному
кільці мають наступні максимуми погли-
нання: незаміщений ізатин 542 нм, N-ме-
тил 540 нм, N-етил 541 нм, N-пропіл 543 нм,
N-бутил 546 нм, N-феніл 551 нм, N=бензоїл
553 нм, N-5-нітроізатин 549 нм. Батохром-
ний зсув є невеликим, але послідовним.
З аналізу максимумів поглинання вид-
но, що найбільше батохромне зміщення да-
ють феніл і бензоїл, оскільки порівнюючи
різницю величин максимумів барвників,
які містять феніл і бензоїл, із максимумом
барвника, що має незаміщений атом азоту
в індольному кільці, а саме: 551-542=9 нм
(для феніла) і 553-542=11 нм (для бензоїла).
Нітрогрупа також батохромно впливає на
максимуми поглинання барвників.
У результаті реакції взаємодії йодиду
2-метил-3-етиліндоло(3,2-b)тіазоло(5,4-d)
хіноксаліна з йодидом 3-метил-2-метил-
меркаптобензтіазолію за схемою 4 утво-
рюються монометинціаніни VIIа-е: VIIа
R=R1=H; VIIб R=CH3 R1=H; VIIв R=C2H5,
R1=H; VIIг R=C3H7, R1=H; VIIд R=C4H9
R1=H; VIIж R=C6H5, R1=H; VIIз R=C6H5CO,
R1=H; VIIе R=H, R1=NO2.
Рис 4. Схема синтезу моноціанінів
Figure 4. The monocyanine synthesis scheme
наступні максимуми поглинання: незаміщений ізатин 542 нм, N-метил 540 нм, N-етил 541
нм, N-пропіл 543 нм, N-бутил 546 нм, N-феніл 551 нм, N=бензоїл 553 нм, N-5-нітроізатин
549 нм. Батохромний зсув невеликий, але послідовний.
З аналізу максимумів поглинання видно,що найбільше батохромне зміщення дають
феніл і бензоїл, оскільки порівнюючи різницю величин максимумів барвників які містять
феніл і бензоїл з максимумом барвника, що має незаміщений атом азоту в індольному кільці.
а саме: 551-542=9 нм (для феніла) і 553-542=11 нм (для бензоїла). Нітрогрупа також
батохромно впливає на максимуми поглинання барвників.
У результаті реакції взаємодії йодиду 2-метил-3-етиліндоло(3,2-b)тіазоло(5,4-
d)хіноксаліна з йодидом 3-метил-2-метилмеркаптобензтіазолія за схемою наведеною на рис.
4 утворюються монометинціаніни VIIа-е: VIIа R=R1=H; VIIб R=CH3 R1=H; VIIв R=C2H5,
R1=H; VIIг R=C3H7, R1=H; VIIд R=C4H9 R1=H; VIIж R=C6H5, R1=H; VIIз R=C6H5CO, R1=H;
VIIе R=H, R1=NO2.
S
N
+
CH3
C2H5
N
NR
R
N I
S
N
+
C2H5 CH3
S
N
CH
N
NR
R
N I
CH3
CH3S
S
N
+
V а-е
1
VII а-е
1
-CH3SH
-HI
Рис 4. Схема синтезу моноціанінів
Figure 4. The monocyanine synthesis scheme
Визначені максимуми поглинання синтезованих барвників: незаміщений ізатин 440
нм, N-метил 439 нм, N-етил 441 нм, N-пропіл 443 нм, N-бутил 446 нм, N-феніл 452 нм. N-
бензоїл 455 нм і 5-нітроізатин 452 нм. Спостерігається невеликий 2-6 нм батохромний зсув
максимумів поглинання барвниками залежно від замісників у атома азоту індольного кільця.
Аналіз максимумів поглинання барвників показав, що аналогічно ряду стиролів для
монометинціанінів найбільший батохромний вплив надає також наявність феніла і бензоїла
в індольному кільці. На відміну від ряду барвників стиролів батохромне зміщення
максимумів поглинання для барвників з N-алкільними замісниками в індольному кільці не
зовсім послідовне. За умови взаємодії йодиду четвертинної солі 2-метил-3-етиліндоло(3,2-
b)тіазоло(5,4-d)хіноксаліну з 1,3,3-триметил-2-(етен-11-аль-21) утворюються несиметричні
карбоціаніни за схемою наведеною на рис. 5: VIIIа R=R1=H; VIIIб R=CH3, R1=H; VIIIв
Визначено максимуми поглинання син-
тезованих барвників: незаміщений ізатин
440 нм, N-метил 439 нм, N-етил 441 нм,
N-пропіл 443 нм, N-бутил 446 нм, N-феніл
452 нм. N-бензоїл 455 нм і 5-нітроізатин
452 нм. Спостерігаємо невеликий 2–6 нм
30 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2024
ПОЛІМЕТИЛЕНОВІ БАРВНИКИ З 2-МЕТИЛІНДОЛО(3,2-B)ТІАЗОЛО(5,4-D)ХІНОКСАЛІНІВ,
ЩО МАЮТЬ ЗАМІСНИКИ У АТОМА АЗОТУ ІНДОЛЬНОГО КІЛЬЦЯОРГАНІЧНА ХІМІЯ
батохромний зсув максимумів поглинання
барвниками залежно від замісників у атома
азоту індольного кільця.
Аналіз максимумів поглинання барв-
ників показав, що аналогічно низці сти-
ролів для монометинціанінів найбільший
батохромний вплив надає також наявність
фенілу і бензоїлу в індольному кільці. На
відміну від низки барвників стиролів бато-
хромне зміщення максимумів поглинання
для барвників з N-алкільними замісниками
в індольному кільці не зовсім послідовне. За
умови взаємодії йодиду четвертинної солі
2-метил-3-етиліндоло(3,2-b)тіазоло(5,4-d)
хіноксаліну з 1,3,3-триметил-2-(етен-11-
аль-21) утворюються несиметричні карбо-
ціаніни за схемою 5: VIIIа R=R1=H; VIIIб
R=CH3, R1=H; VIIIв R=C2H5, R1=H; VIIIг
R=C3H7, R1=H; VIIIд R=C4H9, R1=H; VIII;ж
R=C6H5, R1=H; VIIIз R=C6H5CO, R1=H; VIIIе
R=H, R1=NO2.
Рис 5. Схема синтезу несиметричних карбоціанінів
Figure 5. The asymmetric carbocyanines synthesis scheme
R=C2H5, R1=H; VIIIг R=C3H7, R1=H; VIIIд R=C4H9, R1=H; VIII;ж R=C6H5, R1=H; VIIIз
R=C6H5CO, R1=H; VIIIе R=H, R1=NO2.
S
N
+
CH3
C2H5
N
NR
R
N I
S
N
+
C2H5
CH CH CH N
CH3
CH3
CH3
N
NR
R
N I
N
CH3
CH3
CH3
CH
C
O
H
+
V а-е
1
VIII а-е
1
-H2O
Рис 5. Схема синтезу несиметричних карбоціанінів
Figure 5. The asymmetric carbocyanines synthesis scheme
Визначенні і проаналізовані максимуми поглинання синтезованих барвників: незамі
щений ізатин 560 нм, N-метил 563 нм, N-етил 563 нм, N-пропіл 565 нм, N-бутил 567 нм, N-
феніл, 572 нм, N-бензоїл 571 нм, 5-нітроізатин 568 нм. В несиметричних карбоціанінах
спостерігається невеликий послідовний зсув максимумів поглинання барвників залежно від
замісників у атома азоту індольного цикла.
Максимуми поглинання синтезованих ціанінових барвників в кислому середовищі
проявляють сильне батохромне зміщення (до 87 нм) в порівнянні з нейтральними
розчинними, що спостерігали також автори [13]. Це можна пояснити збільшенням ланцюгу
кон’югації за рахунок протонування одного із азотів індолофеназинового ядра, в результаті
чого утворився новий більш довгий хромофорний ланцюг, показаний на рис. 6.
..
XN
R
R S
N
+
C2H5
CH CH CH
N
CH3
CH3
CH3
N
N
+
H
1
Рис 6. Структура карбоціаніна в кислому середовищі
Figure 6. Stucture of carbocyanine in an acidic environment
Спектри барвників записано на «СФ-10». Концентрація 1·10-5 моль/л у етанолі.
Елементний аналіз виконано CHNOS, елементний аналізатор Vario MICRO Cube фірми
EIementas.
R=C2H5, R1=H; VIIIг R=C3H7, R1=H; VIIIд R=C4H9, R1=H; VIII;ж R=C6H5, R1=H; VIIIз
R=C6H5CO, R1=H; VIIIе R=H, R1=NO2.
S
N
+
CH3
C2H5
N
NR
R
N I
S
N
+
C2H5
CH CH CH N
CH3
CH3
CH3
N
NR
R
N I
N
CH3
CH3
CH3
CH
C
O
H
+
V а-е
1
VIII а-е
1
-H2O
Рис 5. Схема синтезу несиметричних карбоціанінів
Figure 5. The asymmetric carbocyanines synthesis scheme
Визначенні і проаналізовані максимуми поглинання синтезованих барвників: незамі
щений ізатин 560 нм, N-метил 563 нм, N-етил 563 нм, N-пропіл 565 нм, N-бутил 567 нм, N-
феніл, 572 нм, N-бензоїл 571 нм, 5-нітроізатин 568 нм. В несиметричних карбоціанінах
спостерігається невеликий послідовний зсув максимумів поглинання барвників залежно від
замісників у атома азоту індольного цикла.
Максимуми поглинання синтезованих ціанінових барвників в кислому середовищі
проявляють сильне батохромне зміщення (до 87 нм) в порівнянні з нейтральними
розчинними, що спостерігали також автори [13]. Це можна пояснити збільшенням ланцюгу
кон’югації за рахунок протонування одного із азотів індолофеназинового ядра, в результаті
чого утворився новий більш довгий хромофорний ланцюг, показаний на рис. 6.
..
XN
R
R S
N
+
C2H5
CH CH CH
N
CH3
CH3
CH3
N
N
+
H
1
Рис 6. Структура карбоціаніна в кислому середовищі
Figure 6. Stucture of carbocyanine in an acidic environment
Спектри барвників записано на «СФ-10». Концентрація 1·10-5 моль/л у етанолі.
Елементний аналіз виконано CHNOS, елементний аналізатор Vario MICRO Cube фірми
EIementas.
Визначено і проаналізовано максимуми
поглинання синтезованих барвників: не-
замі щений ізатин 560 нм, N-метил 563 нм,
N-етил 563 нм, N-пропіл 565 нм, N-бутил
567 нм, N-феніл, 572 нм, N-бензоїл 571 нм,
5-нітроізатин 568 нм. У несиметричних
карбоціанінах спостерігаємо невеликий
послідовний зсув максимумів поглинання
барвників залежно від замісників у атома
азоту індольного циклу.
Максимуми поглинання синтезованих
ціанінових барвників у кислому середовищі
проявляють сильне батохромне зміщення
(до 87 нм) порівняно з нейтральними роз-
чинними, що спостерігали також автори [13].
Це можна пояснити збільшенням ланцюгу
кон’югації за рахунок протонування одно-
го з азотів індолофеназинового ядра, в ре-
зультаті чого утворився новий довший хро
мофорний ланцюг, що показано на рис. 6.
Рис 6. Структура карбоціаніна в
кислому середовищі
Figure 6. Stucture of carbocyanine
in an acidic environment
31https://ucj.org.ua
С. І. Шульга, О. С. Шульга УХЖ № 1 / ТОМ 90
Спектри барвників записано на «СФ-10».
Концентрація 1·10-5 моль/л у етанолі. Еле-
ментний аналіз виконано CHNOS, елемент-
ний аналізатор Vario MICRO Cube фірми
EIementas.
Синтез основ
IIIа – 2-метиліндоло(3,2-b)тіазоло(5,4-d)
хіноксалін (R=R1=H). Суміш 1,47 г (0,01 моль)
ізатину (Iа R=R1=Н), 1,79 г (0,01 моль) 2-ме-
тил-5,6-діамінобензтіазолу (II) і 25 мл льо-
дової оцтової кислоти кип’ятять 1 год. Ре-
акційну суміш охолоджують до кімнатної
температури і виливають в 150 мл води.
Утворився жовтий осад. Фільтрують, про-
мивають водою, спиртом, ефіром і криста-
лізують із диметилформаміду. Вихід стано-
вить 2,6 г (89,7%). Т. пл. 293 оС. Знайдено, %:
С 66,32; Н 3,60; S 11,37. С16Н10N4S. Розрахо-
вано,%: С 66,20; Н 3,45, S 11,29.
IIIб – 2,10-диметиліндоло(3,2-b)тіазоло
(5,4-d)хіноксалін (R=CH3, R1=H) з 1,61 г
(0,01 моль) N-метилізатину (Iб, R=CH3,
R=H), 1,79 г (0,01 моль) 2-метил-5,6-діамі-
нобензтіазолу (II) і 25 мл оцтової кислоти
синтезували аналогічно. Вихід становить
2,84 г (93,5 %) Т. пл. 295 oС. Знайдено,%:
С 66,93; Н 4,0; S 10,65; С17Н12N4S. Розрахова-
но,%: С 67,10; Н 3,95; S 10,52.
IIIв – 2-метил-10-етиліндоло(3,2-b)тіазо
ло(5,4-d)хіноксалін (R=C2H5, R1=H) з 1,67 г
(0,01 моль) N-етилізатину (Iв R=C2H5,
R1=H), 1,79 г (0,01 моль) 2-метил-5,6 діамі-
нобензтіазолу (II) і 25 мл льодової оцтової
кислоти синтезували аналогічно. Вихід ста-
новить 2,95 г (92,7 %). Т. пл. 295 oС. Знай-
дено, %: С 67,92; Н 2,83; S 10,06. С18Н14N4S.
Розраховано, %: С 67,80; Н 2,71; S 9,57.
IIIг – 2-метил-10-пропіліндоло(3,2-b)ті
азоло(5,4-d)хіноксалін (R=C3H
7, R1=H) з
1,89 г (0,01 моль) N-пропілізатину (Iг
N-С3Н7), R1=H), 1,79 г (0,01 моль) 2-ме-
тил-5,6-діамінобензтіазолу (II) і 25 мл льодо-
вої оцтової кислоти синтезували аналогічно.
Вихід становить 3,04 г (91,1 %). Т .пл. 297 oС.
Знайдено, %: С 68,47; Н 4,62; S 9,39. С19Н16N4S.
Розраховано, %: С 68,67; Н 4,82; S 9,39.
IIIд – 2-метил-10-бутиліндоло(3,2-b)ті
азоло(5,4-d)хіноксалін (R=C4H9, R1=H) з
2,03 г (0,01 моль) N-бутилізатину (Iд N-С4Н9,
R1=H) 1,79 г (0,01 моль) 2-метил-5,6-діамі-
нобензтіазолу (II) і 30 мл льодової оцтової
кислоти синтезували аналогічно. Вихід ста-
новить 3,15 г (90,3 %). Т. пл. 300 oС. Знайде-
но, %: С 69,09; Н 5.35; S 9,02. С20Н19N4S. Роз-
раховано, %: С 69,16; Н 5,47; S 9,22.
IIIж – 2-метил-10-феніліндоло(3,2-b)ті
азоло(5,4-d)хінокіалін (R=С6Н5, R1=H),
з 2,23 г (0,01 моль) N-фенілізатину (Iж
R=С6Н5, R1=H), 1,79 г ( 0,01 моль) 2-аміно-
бензтіазолу (II) і 30 мл льодової оцтової
кислоти синтезували аналогічно. Вихід ста-
новить 3,13 г (93,2 %). Т. пл. 302 oС. Знайде-
но, %: С 78,50; Н 5,21; S 9,38. С22Н14N4S. Роз-
раховано, %: С 78.57; Н 5,06; S 9,52.
Шз – 2-метил-10-бензоїліндоло(3.2-b)ті-
азоло(5,4-d)хіноксалін (R=С, R1=H) з 2,51 г
(0,01 моль) N-бензоїлізатину (R6H5CO
R1=H), 1,79 г (0,01) і 40 мл льодової оцто-
вої кислоти синтезували аналогічно. Вихід
становить 3,53 г (89,7%). Т. пл 300 oС. Знай-
дено, %: С 69,1; Н 3,43; S 8,27. С23H14N4OS.
Розраховано, %: С 69,22; Н 3,55; S 8,12.
IIIе – 2-метил-7-нітроіндоло (3,2-b)ті-
азоло(5,4-d)хіноксалін (R=H, R1=NO2) з
1,92 (0,01 молm) 5-нітроізатину (Iе R=H,
R1=NO2), 1,79 г (0,01 моль) 2-метил 5,6-ді-
амінобензтіазолу (II) і 45 мл льодової
оцтової кислоти синтезували аналогіч-
но. Вихід становить 2,65 г (79,0 %). Т. пл.
299 oС. Знайдено, %: С 57,21 Н 2,52; S 9,43.
32 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2024
ПОЛІМЕТИЛЕНОВІ БАРВНИКИ З 2-МЕТИЛІНДОЛО(3,2-B)ТІАЗОЛО(5,4-D)ХІНОКСАЛІНІВ,
ЩО МАЮТЬ ЗАМІСНИКИ У АТОМА АЗОТУ ІНДОЛЬНОГО КІЛЬЦЯОРГАНІЧНА ХІМІЯ
C16H9N5O2S. Розраховано, %: С 57,31; Н 2,69;
S 9,55.
Синтез четвертинних солей
Йодид Vа. Суміш 2,9 г (0,01 моль) основи
IIIа і 4 г (0,02 моль) етилтозілату нагрівали
за температури 145–150 oС упродовж 1 год.
Утворилася в’язка маса, яка легко розчи-
няється у гарячому спирті. Фільтрували
і до фільтрату додали 5 мл 10% йодистого
калію, утворений осад охолоджували до
кімнатної температури. Осад відфільтру-
вали, промили спиртом, ефіром, криста-
лізували з етанолу. Вихід 2,78 г (62,3 %).
Т. пл. 245-246 оС. Знайдено, %: N 12,38;
S 7,03. С18Н15IN4S. Розраховано, %: N 12,56;
S 7,17.
Йодид Vб із 3,04 г (0,01 моль) основи
IIIб і 4 г (0,02 моль) етилтозілату синте-
зували аналогічно. Вихід 2,92 г (63,5 %).
Т. пл. 248 оС. Знайдено, %: N 12,0; S 6,73.
С19Н17IN4S. Розраховано, %: N 12,17; S 6,95.
Йодид Vв із 3,18 г (0,01 моль) основи IIIв
і 4 г (,02 моль) етилтозілату синтезували
аналогічно. Вихід 3,07 (64,7 %). Т. пл. 227 оС.
Знайдено, %: N 11,60; S 6,52. С20Н19IN4S. Роз-
раховано, %: N 11,81; S 6,75.
Йодид Vг із 3,32 г (0,01 моль) основи IIIг
і 4 г (0,02) етилтозілату синтезували ана-
логічно. Вихід 3,28 г (67,3 %). Т. пл. 229 оС.
Знайдено, %: N 11,26; S 6,34. С21Н21IN4S. Роз-
раховано, %: N 11,47; S 6,57.
Йодид Vд із 3,47 г (0,01моль) основи
IIIд і 4 г (0,01 моль) етилтозілату синте-
зували аналогічно. Вихід 3,18 г (63,3%).
Т. пл. 228–230 оС. Знайдено. %: N 11,0; S 6,32.
С22Н23IN4S. Розраховано, %: N 11,15; S 6,55.
Йодид Vж із 3,66 г (0,01 моль) основи
IIIж і 4 г (0,02 моль) етилтозілату синте-
зували аналогічно. Вихід 3,51 г (67,3 %).
Т. пл. 235 оС. Знайдено, %: N 10,54; S 5,97.
С24Н19IN4S. Розраховано, %: N 10,73; S 6,13.
Йодид Vз із 3,94 г (0,01 моль) основи
IIIз і 4 г (0,02 моль) етилтозілату синте-
зували аналогічно. Вихід 3,26 г (59,3 %).
Т. пл. 231 оС. Знайдено, %: N 10,0; S 5,70.
С25Н19IN4S. C25H19IN4OS. Розраховано, %:
N 10,18; S 5,82.
Йодид Vе із 3,35 г (0,01 моль) основи
IIIе і 4 г (0,02 моль) етилтозілату синте-
зували аналогічно. Вихід 3,32 г (67,7 %).
Т. пл. 233–234 0C Знайдено, %: N 14,03;
S 6,30. С18Н14IN5O2S. Розраховано, %:
N 14,26; S 6,52.
Синтез стирилів
Стирил VIа. Суміш 0,45 г (0,001 моль)
солі Vа і 0,15 г (0,001 моль) п-диметиламі-
нобензальдегіду та 3-5 мл оцтового ангід-
риду кип’ятять 15–20 хв. Реакційну суміш
охолоджують до кімнатної температури,
фільтрують, промивають спиртом, ефі-
ром і кристалізують з оцтового ангідри-
ду. Вихід 0,44 г (77,0 %). Т. пл. 256–257 оС.
λ 537 нм. Знайдено, %: С 55,89; Н 4,05; S 5,30.
С27Н24IN4S. Розраховано, %: С 56,05; Н 4.17;
S 5,54.
Стирил VIб з йодиду 0,46 г (0,001 моль)
солі Vб і 0,15 г (0,001 моль) п-диметила-
мінобензальдегіду синтезували аналогіч-
но. Вихід 0,43 г (72,7 %). Т. пл. 249–250 оС.
λ 540 нм. Знайдено, %: С 56,60; Н 4,43;
S 5,23. С28Н26IN4S. Розраховано, % :5 С 56,85;
Н 4,40; S 5,41.
Стирил VIв з йодиду 0,47 г (0,001 моль)
солі Vв і 0,15 г (0,001 моль) п-диметила-
міно бензальдегіду синтезували аналогіч-
но. Вихід 0,53 г (89,0 %). Т. пл. 230-231 оС.
λ 542 нм. Знайдено, %: С 57,32; Н 4,47; S 5,12.
С29Н28IN4S. Розраховано, %: С 57,52; Н 4,63;
S 5,2I.
Стирил VIг з йодиду 0,49 г (0,001 моль)
33https://ucj.org.ua
С. І. Шульга, О. С. Шульга УХЖ № 1 / ТОМ 90
солі Vг і 0,15 г (0,001 моль) п-диметила-
мінобензальдегіду синтезували аналогіч-
но. Вихід 0,42 г (67,7 %). Т. пл. 242–243 оС.
λ 543 нм. Знайдено, %: С 58,49; Н 4,72; S 5,07.
С30Н30IN5S. Розраховано. %: С 58,56; Н 4,85;
S 5,17.
Стирил VIд з йодиду 0,50 г (0,001 моль)
солі Vг і 0,15 г (0,001 моль) п-диметила-
мінобензальдегіду синтезували аналогіч-
но. Вихід 0,49 г (77,7 %). Т. пл. 253–254 0С.
λ 548 нм. Знайдено, %: С 58,53; Н 5,16; S 5,05.
С31Н32IN5S. Розраховано, %: С 58,53; Н 5,16;
S 5,23.
Стирил VIж з йодиду 0,52 г (0,001 моль)
солі Vж і 0,15 г (0,001 моль) п-диметила-
мінобенальдегіду синтезували аналогіч-
но. Вихід 0,45 г (71 %). Т. пл. 260–261 оС.
λ 551 нм. Знайдено, %: С 60,41; Н 4.10; S 4,77.
С33Н28IN5S. Розраховано, %: С 60,64; Н 4,27;
S 4,90.
Стирил VIз з йодиду 0,53 г (0,001 моль)
солі Vз і 0,15 г (0,001) п-диметиламіно-
бензальдегіду синтезували аналогічно.
Вихід 0,45 г (65,7 %). Т. пл. 263–264 оС.
λ 554 нм. Знайдено, %: С 59,83; Н 4,07;
S 4,93. С34Н28IN5OS. Розраховано,%: С 59,91;
Н 4,11; S 4,70.
Стирил VIе з йодиду 0,49 г (0,001 моль)
солі Vе і 0,15 г (0,001 моль) п-димеламі-
нобензальдегіду ситензували аналогіч-
но. Вихід 0,46 г (73,3 %). Т. пл. 259–260 оС.
λ 559 нм. Знайдено, %: С 52,17; Н 3.57; S
4,92. С27Н23IN6O2S. Розраховано, %: С 52,09;
Н 3,70; S 5,14.
Синтез монометинціанінів
Монометинціанін VIIа. Суміш йодиду
0,45 г (0,001 моль) солі Va і 0,32 г (0,001 моль)
йодиду 3-метил-2-метилмеркаптобензтіазо
лія.7–10 мл абсолютного етанолу і декілька
крапель триетиламіну кип’ятять на водя-
ній бані впродовж години. Реакційну суміш
охолоджують, відфільтровують продукт ре-
акції, промивають спиртом, ефіром і пере-
кристалізовують з оцтового ангідриду. Вихід
0,23 г (48,4 %). Т. пл. 283 оС. λ 439 нм. Знай-
дено, %: С 52,43; Н 3,22 S 10,38. С26Н20IN5S2.
Розраховано, %: С 56,61; Н 3,37; 10,29.
Монометинціанін VIIб із йодиду 0,46 г
(0,001 моль) солі Vб і 0,32 г (0,001 моль)
йодиду 3-метил-2-метилмеркаптобензтіа-
золія синтезували аналогічно. Вихід 0,29 г
(47,5 %). Т. пл. 284 оС. λ 442 нм. Знайдено, %:
С 53,21; Н 3,38; S 10,31. С27Н22IN5S2. Розрахо-
вано, %: С 53,38; Н 3,62; S 10,54.
Монометинціанін VIIв із йодиду 0,46 г
(0,001 моль) солі Vв і 0,32 г (0,001 моль)
йодиду 3-метил-2-метилмеркаптобензтіа-
золія синтезували аналогічно. Вихід 0,30 г
(49 %). Т. пл. 286 оС. λ 445 нм. Знайдено, %:
С 54,31; Н 3,70; S 10,12. С28Н24IN5S2. Розрахо-
вано, %: С 54,11; Н 3,86; S 10,31.
Монометинціанін VIIг із йодиду 0,49
г (0,001 моль) солі Vг і 0,32 г (0,001 моль )
йодиду 3-метил-2-метилмеркаптобензтіа-
золія синтезували аналогічно. Вихід 0,36 г
(57 %). Т. пл. 286–287 оС. λ 447 нм. Знайде-
но, %: С 54,70; Н 4,17; S 10,22. С29Н26IN5S2.
Розраховано, %: С 54,80; Н 4,09; S 10,08.
Монометинціанін VIIд із йодиду 0,50 г
(0,001 моль) солі Vд і 0,32 г (0,001 моль) йо-
диду 3-метил-2-меркаптобензтіазолія син-
тезували аналогічно. Вихід 0,39 г (59,7 %).
Т. пл. 269 оС. λ 449 нм. Знайдено, %: С 55,33;
Н 4,31; S 9,63. С30Н28IN5S2. Розраховано, %:
С 55,47; Н 4,31; S 9,86.
Монометинціанін VIIж з йодиду 0,52 г
(0,001 моль) солі Vж і 0,32 г (0,001 моль)
йодиду 3-метил-2-метилмеркаптобензтіа-
золію синтезували аналогічно. Вихід 0,41 г
(61,3 %). Т. пл. 290 оС. λ 454 нм. Знайдено, %:
34 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2024
ПОЛІМЕТИЛЕНОВІ БАРВНИКИ З 2-МЕТИЛІНДОЛО(3,2-B)ТІАЗОЛО(5,4-D)ХІНОКСАЛІНІВ,
ЩО МАЮТЬ ЗАМІСНИКИ У АТОМА АЗОТУ ІНДОЛЬНОГО КІЛЬЦЯОРГАНІЧНА ХІМІЯ
С 57,22; Н 3,37; S 9,40. С32Н24IN5S2. Розрахо-
вано, %: С 57,40; Н 3,59; S 9,57.
Монометинціанін VIIз із йодиду 0,53 г
(0,001 моль) солі Vз і 0,32 г (0,001 моль) йо
диду 3-метил-2-метилмеркаптобензтіазо-
лію синтезували аналогічно. Вихід 0,42 г
(61 %). Т. пл. 293 оС. λ 546 нм. Знайдено, %:
С 58,04; Н 3,41; S 9,37. C33Н24IN5OS2. Розра-
ховано, %: С 58,15; Н 3,52; S 9,40.
Монометинціанін VIIе із йодиду 0.49 г
(0,001 моль) солі Vе і 0,32 г (0,001 моль) йо-
диду 3-метил-2-метилмеркаптобензтіазолію
синтезували аналогічно. Вихід 0,34 г (53,2 %).
Т. пл. 296–297 0С. λ 459 нм. Знайдено, %:
С 48,87; Н 2,88; S 10,14. С26Н19IN6O2S2.
Розраховано, % : С 48,90; Н 2,98; S 10,03.
Синтез несиметричних карбоціанінів
Несиметричний карбоціанін VIIIа. Су-
міш йодиду 0,45 г (0,001 моль) солі Vа і
0,22 г (0.001 моль) 1,3,3-триметил-2-(етен-
11-аль-21)індоліну, 5-7 мл оцтового ан-
гідриду і декілька крапель триетиламіну
кип’ятять 15–20 хв. Реакційну суміш охо-
лоджують до кімнатної температури, від-
фільтровують осад, промивають спиртом,
ефіром і перекр исталізовують з оцтового
ангідриду. Вихід 0,41 г (65,7 %). Т. пл. 246 0С.
λ 560 нм. Знайдено, %: С 59,10; Н 4,15; S 5,21.
С31Н27IN5S. Розраховано, %: С 59,23; Н 4,30;
S 5,09.
Несиметричний карбоціанін VIIIб із
йодиду 0,46 г (0,001 моль) солі Vб і 0,22 г
(0,001 моль) 1,3,3- триметил-2-(етен-11-аль-
21)індоліну синтезували аналогічно. Вихід
0,43 г (65,8 %). Т. пл. 226–227 оС. λ 561 нм. Знай-
дено, %: С 59,69; Н 4,58; S 4,87. С32Н30IN5S.
Розраховано, %: С 59,72; Н 4,67; S 4,98.
Несиметричний карбоціанін VIIIв із
йодиду 0.46 г (0,001 моль) солі Vв і 0,22 г
(0,001 моль) 1,3,3-триметил-2-(етен-11-аль-
21)індоліну синтезували аналогічно. Ви-
хід 0,44 г (61,3 %). Т. пл. 228-229 оС. λ 565
нм. Знайдено, %: С 60,16; Н 4,62; S 4,77.
С33Н32IN5S. Розраховано, % : С 60,27; Н 4,87;
S 4,87.
Несиметричний карбоціанін VIIIг з йо-
диду 0,49 г (0,001 моль) солі Vг і 0,22 г
(0,001 моль) 1,3,3-триметил-2-(етен-11-аль-
21)індоліну синтезували аналогічно. Вихід
0,42 г (63,3 %). Т. пл. 232 оС. λ 565 нм. Знай-
дено, %: С 60,67; Н 5.19; S 4,68. С33Н32IN5S.
Розраховано, %: С 60,80; Н 5,07; S 4,87.
Несиметричний карбоціанін VIIIд із
йодиду 0,50 г (0,001 моль) солі Vд і 0,22 г
(0,001 моль) 1,3,3-триметил-2-(етен-11-
аль-21)індоліну синтезували аналогічно.
Вихід 0,46 г (66,7 %). Т. пл. 230 оС. λ 566 нм.
Знайдено %: С 61,20; Н 5.16; S 4,44. С35Н36IN5S.
Розраховано, %: С 61,31; Н 5,26; S 4,67.
Несиметричний карбоціанін VIIIж із
йодиду 0.52 г (0,001 моль) солі Vж і 0,22 г
(0,001 моль) 1.3,3-триметил-2-(етен-11-аль-
21)індоліну синтезували аналогічно. Вихід
0,47 г (63,7%). Т. пл. 233 оС. λ 569 нм Знайде-
но, %: С 62,81; Н 4,37; S 4,40. С37Н32IN5S. Роз-
раховано, %: С 62,98; Н 4,54; S 4,54.
Несиметричний карбоціанін VIIIз із
йодиду 0,53 г (0,001 моль) солі Vз і 0,22 г
(0,001 моль) 1,3,3-триметил-2-(етен-11-
аль-21)індоліну синтезували аналогічно. Ви-
хід 0,50 г (66,7 %). Т. пл. 235 оС. λ 570 нм. Знай-
дено, %: С 61,27; Н 4,22; S 4,15. С38Н32IN5OS.
Розраховано, %: С 61,46; Н 4,31; S 4,31.
Несиметричний карбоціанін VIIIе із
йодиду 0,49 г (0,001 моль) солі Vе і 0,22 г
(0,001 моль) 1,3,3-2-(етен-11-аль-21)індо-
лі ну синтезували аналогічно. Вихід 0,38 г
(57 %). Т. пл. 237 оС. λ 573 нм. Знайдено, % :
С 55,07; Н 4.11; S 4,64. С31Н27IN6O2S. Розра-
ховано, %:С 55.19; Н 4,0; S 4,75
35https://ucj.org.ua
С. І. Шульга, О. С. Шульга УХЖ № 1 / ТОМ 90
ВИСНОВОК. У результаті проведеного
дослідження синтезовано N-заміщені іза-
тини: N-алкили (-СН3, -С2Н5, -С3Н7, -С4Н9)
і N-феніл, N-бензоїл, 5-нітроізатин, які в
реакції конденсації з 2-метил-5,6-діаміноті-
азолом утворюють низку гетероциклічних
основ, до складу яких входять тіазольне,
хіноксалінове та індольне кільця. Отримані
основи 2-метиліндоло(3,2-b)тіазоло(5,4-d)
хіноксаліни під час нагрівання з алкилтозі-
латами утворюють четвертинні солі, з яких
синтезовано 24 поліметинових барвників
різного типу: 8 стирилів, 8 монометинціа-
нінів, 8 несиметричних карбоціанінів.
Встановлено, що заміщення Гідрогену
при атомі азоту індольного кільця призво-
дить до батохромного зміщення максимуму
поглинання для кожного барвника на пев-
ну величину: 2–6 нм для стиролів, 1–10 нм
для монометинціанінів і 2–7 нм для неси-
метричних карбоціанінів.
З аналізу максимумів поглинання барв-
ників видно, що найбільше батохромне змі-
щення дають N-феніл, N-бензоїл та нітро-
група в 5-положенні індольного циклу. Так,
за наявності фенілу і бензоїлу в індольному
циклі максимуми поглинання становлять
456 і 460 нм, відповідно, проти незаміщеного
атома Нітрогену в індольному кільці 440 нм.
Максимуми поглинання синтезованих
ціанінових барвників у кислому середови-
щі проявляють сильне батохромне зміщен-
ня (до 93 нм) порівняно з нейтральними
розчинами, що можна пояснити збільшен-
ням ланцюга кон’югації за рахунок прото-
нування одного з атомів Нітрогену індофе-
назинового ядра.
Наведено результати елементного ана-
лізу по Карбону, Гідрогену, Нітрогену та
Сульфуру залежно від типу сполук, які до-
сліджували.
Роботу виконано в межах держбю-
джетної теми: «Хімічний дизайн та
вивчення властивостей сполук ге-
тероциклічної будови», державний
реєстраційний номер 0119U103520.
POLYMETHYLENE DYES FROM
2-METHYLINDOLO(3,2-B)THIAZOLO(5,4-D)
QUINOXALINES HAVING SUBSTITUENTS AT
THE NITROGEN ATOM OF THE INDOLE RING.
S. I. Shulga, O. S. Shulga
National University of Food Technologies,
68 str. Volodymyrska, 01601 Kyiv, Ukraine
E-mail: shulgasi2015@gmail.com
Condensation of isatin with N-methylisatin,
N-ethyl, N-propyl, N-butyl, N-phenyl, N-ben-
zoyl and 5-nitroisatin with 2-methyl 5,6-diami
nobenzthiazole gave 2-methyl-indolo(3,2-b)
thiazolo(5,4-d)quinoxalines with a substituted
nitrogen atom in the indole ring. When they
are heated with alkyltosylates, quaternary salts
are formed from which various cyanine dyes
are synthesized: styryls, monomethinecyani
nes, asymmetric carbocyanines. The absorp-
tion maxima of each dye were determined and
analyzed, and the results of elemental analysis
for Carbon, Hydrogen, and Sulfur were given.
The influence of substituents at the nitrogen of
the indole ring on the absorption maxima of
the synthesized dyes was established. During
the transition from methyl to ethyl and further
to propyl, butyl, phenyl, and benzoyl, a ba-
thochromic shift of the absorption maximum
of the dye is observed by several nanometers
(for styrenes 2–6 nm, for monomethinecya-
nines 1–10 nm and asymmetric carbocyanines
36 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2024
ПОЛІМЕТИЛЕНОВІ БАРВНИКИ З 2-МЕТИЛІНДОЛО(3,2-B)ТІАЗОЛО(5,4-D)ХІНОКСАЛІНІВ,
ЩО МАЮТЬ ЗАМІСНИКИ У АТОМА АЗОТУ ІНДОЛЬНОГО КІЛЬЦЯОРГАНІЧНА ХІМІЯ
2–7 nm) of the next dye compared to the pre-
vious one. The greatest influence of the absorp-
tion maxima bathochromic shift of dyes (up to
7 nm) belongs to N-substituents in the phe-
nyl indole ring, benzoyl, and nitro group. The
absorption maxima of the obtained cyanine
dyes in an acidic environment show a strong
bathochromic shift (up to 93 nm) compared
to neutral solutions, which can be explained
by an increase in the conjugation chain due
to the one protonation of the phenazine cycle
nitrogen atoms. It can be seen that N-phenyl,
N-benzoyl, and the nitro group in the 5-po-
sition of the indole ring give the largest ba-
thochromic shift from the analysis of the dyes
absorption maxima. Thus, in the presence of
phenyl and benzoyl in the indole ring, the ab-
sorption maxima are 456 and 460 nm, respec-
tively, against the unsubstituted nitrogen atom
in the indole ring at 440 nm.
Keywords: 2-methylindolo(3,2-b)thiazolo
(5,4-d)quinoxaline, diaminobenzthiazole, isa
tin, polymethine dyes.
ЛІТЕРАТУРА
1. Іщенко О. О., Сломінський Ю. Л., Толмачов
О. І. Сучасні досягнення в галузі поліме-
тинових барвників школи А. І. Кіпріанова.
Журнал органічної та фармацевтичної хі-
мії. 2009. 3(27). С. 3–24.
2. Кочешев І. О., Ковальська В. Б., Ярмолюк
С. М. Взаємодія ціанінових барвників з
нуклеїновими кислотами. Синтез та спек-
тральні властивості нових 2,6-диметил-4-
[(3-метил-1,3-бензтіазол-3-іум-2-їл)мети-
лен]-1,4-дигідро-1-піримідінієвих гомоди-
мерних ціанінових барвників. Биополи-
меры и клетка, 1999. 15(6). С. 557–567.
3. Костенко О. М., Дмітрієва С. Ю. Ярмолюк
С. М. Білки та ціанінові барвники. Застосу-
вання реакції пірилієвих барвників з амі-
нами для ковалентного мічення амінокис-
лот і пептидів. Біополімери і клітина. 2001.
17(1). С. 80–84.
4. Кропельницька Ю. В. Поліметинові барв-
ники як потенційні сенсибілізатори гетеро
структур на основі титан (IV) оксиду. 2017.
(Doctoral dissertation, БДМУ).
5. Кобаса І. М., Воробець М. М., Сема О. В.,
Кропельницька Ю. В. Нові світлочутливі
матеріали на основі ТіО2 і мероціанінового
барвника. Наук. вісник Чернівецького ун-
ту. Хімія. 2019. 8(18). С. 66–71.
6. Вишневський С. Ю., Дмитрук І. М., На-
уменко А. П., Брікс Ю. Л., Сломінський
Ю. Л. Особливості взаємодії поліметино-
вих барвників із напівпровідниковими
наночастинками за низьких температур.
Вісник Київського національного ун-ту ім.
Тараса Шевченка, Серія: Фіз.-мат. н. 2013. 4.
С. 217–222.
7. Бучик С., Іщенко О., Тананайко О. Спект
рофотометричні та люмінесцентні власти-
вості поліметинових барвників можуть
бути перспективними оптичними зондами
при дослідженні поверхні гібридних плі-
вок. Вісник Київського нац. ун-ту ім. Тара-
са Шевченка, Хімія. 1(50). С. 46–50.
8. Простата Я. О., Качковський О. Д., Кропа-
чев О. В., Лисицький М. Ю., Тарнавський
С. С., Ярмолюк С. М. Ukrainica Bioorganica
Acta. 2007. 1. С. 32–42.
9. Розум Ю. С., Шульга С. І. 2-Метилиндоло
(3,2-b)тиазоло(5,4-е)хиноксалини и циани-
новие красители из них. Сб. статтей «Хи-
мия, строение и реактивность органиче-
ских соединений». Укр. хим. журнал. 1969.
35. С. 35–38.
10. Жунгиету Г. И., Рехтер М. А. Изатин и его
производные. Кишинев: Штиница, 1977.
229 с.
11. Фрідман С. Г., Ушенко И. К. ЖОХ. 1958. 28.
3078 с.
12. Фрідман С. Г. ЖОХ, 1960. 30. 1685 с.
37https://ucj.org.ua
С. І. Шульга, О. С. Шульга УХЖ № 1 / ТОМ 90
13. Розум Ю. С., Гладкая В. А. Синтез 1,2-диме-
тил-6,7,8,9–тетрахлоримидазо(4,5-b) фена
зина и получение из него цианинових кра-
сителей. Укр. хим. журнал. 1969. 35(62).
REFERENCES
1. Ishchenko O.O., Slominskyi Yu.L., Tolmachov
O.I. Suchasni dosiahnennia v haluzi polime-
tynovykh barvnykiv shkoly A.I. Kiprianova.
Zhurnal orhanichnoi ta farmatsevtychnoi khi
mii. 2009. 3(27): 3–24.
2. Kocheshev I.O., Kovalska V.B., Yarmoliuk
S.M. Vzaiemodiia tsianinovykh barvnykiv z
nukleinovymy kyslotamy. Syntez ta spektralni
vlastyvosti novykh 2,6-dymetyl-4-[(3-metyl-
1,3-benztiazol-3-ium-2-yil)metylen]-1,4-dy-
hidro-1-pirymidiniievykh homodymernykh
tsianinovykh barvnykiv. Byopolymeru y kletka.
1999. 15(6): 557–567.
3. Kostenko O.M., Dmitriieva S.Iu. Yarmoliuk
S.M. Bilky ta tsianinovi barvnyky. Zastosuvan-
nia reaktsii piryliievykh barvnykiv z aminamy
dlia kovalentnoho michennia aminokyslot i
peptydiv. Biopolimery i klityna. 2001. 17(1):
80–84.
4. Kropelnytska Yu.V. Polimetynovi barvnyky
yak potentsiini sensybilizatory hetero struktur
na osnovi tytan (IV) oksydu. 2017. (Doctoral
dissertation, BDMU).
5. Kobasa I.M., Vorobets M.M., Sema O.V., Kro-
pelnytska Yu.V. Novi svitlochutlyvi materialy
na osnovi TiO2 i merotsianinovoho barvnyka.
Naukovyi visnyk Chernivetskoho universytetu.
Khimiia. 2019. 8(18): 66–71.
6. Vyshnevskyi S.Iu., Dmytruk I. M., Naumenko
A.P., Briks Yu.L., Slominskyi Yu.L. Osobly
vosti vzaiemodii polimetynovykh barvnykiv iz
napivprovidnykovymy nanochastynkamy za
nyzkykh temperatur. Visnyk Kyivskoho natsio
nalnoho universytetu imeni Tarasa Shevchen-
ka, Seriia: Fizyko-matematychni nauky. 2013.
4: 217–222.
7. Buchyk S., Ishchenko O., Tananaiko O. Spekt
rofotometrychni ta liuminestsentni vlasty
vosti polimetynovykh barvnykiv mozhut buty
perspektyvnymy optychnymy zondamy pry
doslidzhenni poverkhni hibrydnykh plivok.
Visnyk Kyivskoho natsionalnoho universytetu
imeni Tarasa Shevchenka, Khimiia. 1(50): 46–
50.
8. Prostata Ya.O., Kachkovskyi O.D., Kropachev
O.V., Lysytskyi M.Iu., Tarnavskyi S.S., Yar-
moliuk S.M. Ukrainica Bioorganica Acta. 2007.
1: 32–42.
9. Rozum Yu.S., Shulha S.I. 2-Metylyndolo(3,2-b)
tyazolo(5,4-e)khynoksalyny y tsyanynovye
krasytely yz nykh. Sbornyk stattei «Khymyia,
stroenye y reaktyvnost orhanycheskykh soe-
dynenyi». Ukr. khym. zhurnal. 1969. 35: 35–38.
10. Zhunhyetu H.Y., Rekhter M.A. Yzatyn y eho
proyzvodnыe. Kyshynev: Shtynytsa. 1977: 229.
11. Fridman S.H., Ushenko Y. K. ZhOKh. 1958.
28: 3078.
12. Fridman S.H. ZhOKh, 1960. 30: 1685.
13. Rozum Yu.S., Hladkaia V.A. Syntez 1,2-dyme
tyl-6,7,8,9–tetrakhlorymydazo(4,5-b) fenazy-
na y poluchenye yz neho tsyanynovykh krasy-
telei. Ukr. khym. zhurnal. 1969. 35(62).
Cтаття надійшла 20.11.2023.
|
| id | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-630 |
| institution | Ukrainian Chemistry Journal |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-07-23T01:11:21Z |
| publishDate | 2024 |
| publisher | V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | ucjorgua/30/82d04e4a26fbf88af9a33d7120642330.pdf |
| spelling | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-6302026-07-22T08:23:53Z POLYMETHYLENE DYES FROM 2-METHYLINDOLO(3,2-B)THIAZOLO(5,4-D)QUINOXALINES HAVING SUBSTITUENTS AT THE NITROGEN ATOM OF THE INDOLE RING Shulga, Sergii Shulga, Oksana 2-methylindolo(3,2-b)thiazolo(5,4-d)quinoxaline, diaminobenzthiazole, isatin, polymethine dyes. Condensation of isatin with N-methylisatin, N-ethyl, N-propyl, N-butyl, N-phenyl, N-benzoyl and 5-nitroisatin with 2-methyl 5,6-diaminobenzthiazole gave 2-methyl-indolo(3,2-b)thiazolo(5,4-d)quinoxalines with a substituted nitrogen atom in the indole ring. When they are heated with alkyltosylates, quaternary salts are formed from which various cyanine dyes are synthesized: styryls, monomethinecyanines, asymmetric carbocyanines. The absorption maxima of each dye were determined and analyzed, and the results of elemental analysis for Carbon, Hydrogen, and Sulfur were given. The influence of substituents at the nitrogen of the indole ring on the absorption maxima of the synthesized dyes was established. During the transition from methyl to ethyl and further to propyl, butyl, phenyl, and benzoyl, a bathochromic shift of the absorption maximum of the dye is observed by several nanometers (for styrenes 2–6 nm, for monomethinecyanines 1–10 nm and asymmetric carbocyanines 2–7 nm) of the next dye compared to the previous one. The greatest influence of the absorption maxima bathochromic shift of dyes (up to 7 nm) belongs to N-substituents in the phenyl indole ring, benzoyl, and nitro group. The absorption maxima of the obtained cyanine dyes in an acidic environment show a strong bathochromic shift (up to 93 nm) compared to neutral solutions, which can be explained by an increase in the conjugation chain due to the one protonation of the phenazine cycle nitrogen atoms. It can be seen that N-phenyl, N-benzoyl, and the nitro group in the 5-position of the indole ring give the largest bathochromic shift from the analysis of the dyes absorption maxima. Thus, in the presence of phenyl and benzoyl in the indole ring, the absorption maxima are 456 and 460 nm, respectively, against the unsubstituted nitrogen atom in the indole ring at 440 nm. V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2024-02-26 Article Article Organic chemistry Органическая xимия Органічна xімія application/pdf https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/630 10.33609/2708-129X.90.1.2024.26-37 Ukrainian Chemistry Journal; Vol. 90 No. 1 (2024): Ukrainian Chemistry Journal; 26-35 Украинский химический журнал; ##issue.vol## 90 ##issue.no## 1 (2024): Ukrainian Chemistry Journal; 26-35 Український хімічний журнал; Том 90 № 1 (2024): Ukrainian Chemistry Journal; 26-35 2708-129X 2708-1281 en https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/630/316 Copyright (c) 2024 Sergii Shulga, Oksana Shulga https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |
| spellingShingle | Shulga, Sergii Shulga, Oksana POLYMETHYLENE DYES FROM 2-METHYLINDOLO(3,2-B)THIAZOLO(5,4-D)QUINOXALINES HAVING SUBSTITUENTS AT THE NITROGEN ATOM OF THE INDOLE RING |
| title | POLYMETHYLENE DYES FROM 2-METHYLINDOLO(3,2-B)THIAZOLO(5,4-D)QUINOXALINES HAVING SUBSTITUENTS AT THE NITROGEN ATOM OF THE INDOLE RING |
| title_full | POLYMETHYLENE DYES FROM 2-METHYLINDOLO(3,2-B)THIAZOLO(5,4-D)QUINOXALINES HAVING SUBSTITUENTS AT THE NITROGEN ATOM OF THE INDOLE RING |
| title_fullStr | POLYMETHYLENE DYES FROM 2-METHYLINDOLO(3,2-B)THIAZOLO(5,4-D)QUINOXALINES HAVING SUBSTITUENTS AT THE NITROGEN ATOM OF THE INDOLE RING |
| title_full_unstemmed | POLYMETHYLENE DYES FROM 2-METHYLINDOLO(3,2-B)THIAZOLO(5,4-D)QUINOXALINES HAVING SUBSTITUENTS AT THE NITROGEN ATOM OF THE INDOLE RING |
| title_short | POLYMETHYLENE DYES FROM 2-METHYLINDOLO(3,2-B)THIAZOLO(5,4-D)QUINOXALINES HAVING SUBSTITUENTS AT THE NITROGEN ATOM OF THE INDOLE RING |
| title_sort | polymethylene dyes from 2-methylindolo(3,2-b)thiazolo(5,4-d)quinoxalines having substituents at the nitrogen atom of the indole ring |
| topic_facet | 2-methylindolo(3,2-b)thiazolo(5,4-d)quinoxaline diaminobenzthiazole isatin polymethine dyes. |
| url | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/630 |
| work_keys_str_mv | AT shulgasergii polymethylenedyesfrom2methylindolo32bthiazolo54dquinoxalineshavingsubstituentsatthenitrogenatomoftheindolering AT shulgaoksana polymethylenedyesfrom2methylindolo32bthiazolo54dquinoxalineshavingsubstituentsatthenitrogenatomoftheindolering |