Неизвестная примесь в ЯМР спектре

[Masterboy]

Добрый вечер, коллеги!
Свидетельствую Вам свое уважение и пишу с тем, чтобы спросить Вашей консультации по следующему вопросу:
в результате конденсации йодистоводородной соли 1-метил-1-пропилгуанидина с диэтиловым эфиром 2-метилмаоновой кислоты в присутствии этанольного раствора этоксида натрия, был получен 5-метил-2-[метил(пропил)амино]пиримидин-4,6(3Н,5Н)-дион. Продукт выделялся путем отгонки этанола, растворения остатка в минимальном объеме воды, подкислением уксусной кислотой, фильтрованием и промывкой водой на фильтре. Вещество сушили долго, но, видимо, немного уксуса и ацетата натрия там засело. Сняли ПМР спектр в ДМСО и получилась интересная картина:
0.81-0.83 - триплет, метильная группа в пропиле;
1.46-1.52 - мультиплет, метилен в пропиле;
1.64 - синглет, метил в положении 5;
1.77 - синглет, метиновый протон положения 5 (почему не расщепился - не знаю);
2.51 - неразрешенный мультиплет - примесь недейтерированного ДМСО;
2.96 - синглет, метил при экзоциклическом азоте;
3.38-3.41 - триплет, метилен пропильного радикала, связанный с азотом - и вроде бы все ОК, но дальше, с 4.0 до 6.0 м.д. идет огромный уширенный синглет, с интегральной интенсивностью в 6 протонов! Откуда взялся, кто он и чем живет - загадка! Быть может, кто-то точно знает как выходят протоны уксуса в ДМСО? Я грешил на протон иминогрупп в цикле, но по опыту работы со сходными веществами, она либо вовсе не выходит, либо выходит в области от 10.0 до 13.0. В общем, как-то странно мне все это.
Буду признателен Вам за комментарии и рекомендации на эту тему!

[Rancid]

А масс показывает уксус?

[Masterboy]

Добрый вечер!
Уксус показывает нос! Масс-спектр мы не снимали. У нас и LCMS то нет, а вот что покажет хроматограф с УФ детектором узнаю сегодня вечером.

[Rancid]

уксус в DMSO - 1.91

[Serty]

Сигнал 1.77 это скорее NaOAc, чем метин. Для метина это слишком сильнопольно. И вообще судя по описанию, вещество находится в основном в другой таутомерной форме - 5-метил-2-[метил(пропил)амино]пиримидин-4,6-диол, остюда и синглетный вид Me-5. Кроме того, похоже, что оно не до конца обессолено и частично находится в виде Na-соли. Из-за этого все обменные протоны усредняются с водой, и дают тот самый горб 4-6.

Наверное стоит его промыть еще кислотой, и может быть даже соляной, если растворимость позволит.

[Masterboy]

Добрый день, Serty!
И согласен и не согласен с Вами одновременно. Таутомерная форма, которую я обозначил - доминирующая, это факт. Насчет того, что вещество частично может прибывать в виде соли - не знаю, возможно, хотя вариант такой я не рассматривал. А где же Вы считаете, должен быть метиновый протон? Возможен такой вариант, что вещество на самом деле находится в виде другого таутомера в виде соли с металлом (но одна из пептидных групп, все равно, сохранена): получается, что это натриевая соль 6-гидрокси-5-метил-2-[метил(пропил)амино]пиримидин-4(3Н)-она?
Тут еще одна интересная деталь: вчера сделали ВЭЖХ (система ацетонитрил - вода (1:1), содержит 5 мл 1н. серной кислоты на 1 литр элюента, рН~2), на обращенной фазе (Ultraspher ODS). Так вот, получилось, что уксуса там совсем немного, зато есть два пика: одного - 19.1% (RT=3.650), другого - 71.7% (RT=5.787), уксуса - около 6.7%. Так вот, фишка в том, что в УФ-спектре первого (минорного) компонента максимумы поглощения расположены примерно в области 200 и 230 нм. В случае второго компонента - ~205, 260 (острый пик) и ~275 нм. В моем понимании, в первом случае за "свечение" отвечают карбонилы и иминогруппа, а во втором - такое ощущение, что один карбонил исчезает и начинает светиться кратная связь углерод-углерод. Я сразу скажу, что не являюсь специалистом в УФ-спектроскопии и лишь сужу по УФ-спектрам структурно родственных веществ.
Буду признателен за Вашим комментарии на эту тему.

[Serty]

Метин должен быть где-то 2.5-3.5(ACD дает прогноз 2.75). Насчет диола я скорее погорячился - в такой форме он будет при рН 10, а может и выше. Скорее всего это как вы и написали - 6-гидрокси-5-метил-2-[метил(пропил)амино]пиримидин-4(3Н)-она, полностью или частично в виде соли. Кстати порылся и нашел аналог, где использовался бензимидазолилгуанидин, они приписали именно эту форму, и Ме у них был как 1.65s.

А почему вы считаете, что доминирующей формой будет диамидная? По моему это может быть справедливо для производных малоновой кислоты, но не факт, что для ее производных.

Насчет данных ВЭЖХ, я не уверен что ваши 2 пика это обсуждаемые таутомеры, как правило они переходят друг в друга достаточно быстро. Впрочем чем черт не шутит, бывали случаи кагда и ротамеры разделяли

[Masterboy]

Добрый день, Serty!
Так вот тот же старичок ACD и дает форму диона, как наиболее предпочтительную. Как минимум одна пептидная группа должна остаться, даже если одна примет обличье лактимной формы. В отношении двух пиков, я уверен потому, что ЯМР высокого разрешения просто не может "не увидеть" примесь органического вещества, содержащего протоны в своей структуре в количестве 20%. А посторонних сигналов с спектре нет. Кроме этого, я основывал свой эксперимент на данных немецкого патента (привожу во вложении, там, к слову, пишут про 4,6-дигидрокси-форму, но ни единого спектра нет), а про разделение кетонной и енольной форм (правда в случае 3-оксоэфира) пишет статья, которую я также привожу во вложении.
И все же, каков Ваш окончательный вердикт по поводу необычного уширенного синглета?

[Masterboy]

Да, вот собственно и картинка спектра (во вложении). Я сейчас только вспомнил, что подобная ерунда у меня была со спектром ПМР для 5-метил-2-(этилсульфанил)пиримидин-4(3Н)-она, полученного конденсацией ацетоуксусного эфира с S-этилизотиомочевины гидробромидом в присутствии карбоната калия в водном спирте - тоже был огромный расширенный синглет с зашкаленной интегральной интенсивностью.

ПМР.png

[Serty]

И Вам доброго дня!
Думаю начсчет формы договорились - 6-гидрокси-5-метил-2-[метил(пропил)амино]пиримидин-4(3Н)-она, одна лактамная, одна лактимная Патент я уже видел, но не стал упоминать - там нет аналитики. Насчет деления двух форм, вспомнил - у нас такие случаи тоже бывали. Однако тут есть интересный момент - вы растворяли образец в системе, или нет. Если нет, то интересно было бы выдержать его в системе(по крайней мере с H2SO4) и заколоть. Это прояснило бы картину, что вы видите - кинетический или термодинамический состав таутомеров.

Относительно сигнала 1.74 - это на 99% ацетат ион. Ссылки на это я не нашел, но наши ямр-щики мне на вопрос про ацетат, сразу сказали около 1.7

Насчет горба это проще всего - это вода(обратите внимание ее нет на обычном месте), находящаяся в обмене с NH и ОН. Это часто наблюдается для солей слабых кислот(и аминов тоже), особенно если засолено частично. Его интенсивность равна вашим протонам + присутствующая вода, в том числе из растворителя. Если есть пустой спектр растворителя - то можно прикинуть сколько протонов идет на ваше вещество.

[Masterboy]

Serty, спасибо Вам за ответ! Вероятнее всего, так и есть. Образец растворяли в системе и растворился он, по словам хроматографиста - очень неплохо. Эксперимент по выдерживанию в системе, думаю, не помешал бы, но сейчас уже, вероятно, не буду этим заниматься. Для меня тут принципиально то, чтобы не затесалась примесь 5-метил-2-тиобарбитуровой кислоты или 6-гидрокси-5-метил-2-(метилсульфанил)пиримидин-4(3Н)-она (на случай, если тиомочевина не до конца кватернизовалась йодистым метилом или на случай, если йодгидрат S-метилизотиомочевины на до конца подвергся аминолизу). В целом же, как я понял из Ваших слов - надо ресуспендировать этот продукт в разбавленном растворе сильной минеральной кислоты (соляной или серной), помешать некоторое время, профильтровать и перекристаллизовать? У меня была другая мысль - растворить продукт в минимальном объеме ДМСО и осадить его прибавлением 1 М водной соляной кислоты (или лимонной). Что скажете на этот счет?

[Serty]

А вот об этих примесях я не думал, откуда ж мне знать как вы гуанидин получали . MeS в спектре точно нет - ее Ме обычно за 2. А вот тиобарбитуровая кисллота, дающая только сигнал Ме... маловероятно, что у нее Ме так сильно сдвинут, но на всякий случай проверьте ТСХ - там немного другие условия обмена, и если двоится то это должно насторожить.

Насчет очитстки - ваш способ лучше, если есть уверенность, что оно выпадет.

[Masterboy]

С высокоплавкими веществами работает: мы так очищали некоторые производные 2-амино-6-метилпиримидин-4(3Н)-она. Ну, в конечном счете, если не будет выпадать, то заморозим! Меня только насторожили записи в указанном патенте, где почему-то охлаждают раствор после нейтрализации уксусной кислотой. Либо у них кристаллизация плохо идет, либо осадок мелкий - плохо фильтруется и хотят состарить, либо просто жадничают и думают, что при пониженной температуре ощутимо больше выпадет целевого вещества. Но в этом патенте еще много загадок: например, почему при конденсации галогензамещенного малонового эфира с производным гуанидина в присутствии метоксида натрия, катастрофически подвижный галоген (примеры 3 и 7 в штатовской версии патента, где сохраняется хлор) не обменялся на метокси-группу и не проалкилировал гуанидин или целевое производное пиримидина? Странно как-то все это!

[Serty]

Ну в патентах часто бывают загадки, на то они и патенты.
А с галогеном то понятно, под действием алкоголята хлормалонат сразу уходит в енольную форму, и резко теряет подвижность. Мы как-то работали с броммалоновым альдегидом, и там бром сидел как железный, потому, что енольная форма.

[Masterboy]

Возможно, но эфир-то енолизуется не в пример хуже альдегида. Кроме этого, альфа-элиминирования, в данном случае - с последующей димеризацией и образованием тетраэтилового эфира этилентетракарбоновой кислоты - никто не отменял! Хотя, это уже другая тема! А Вам, Serty, большое спасибо за то, что помогли разобраться!

[Upstream]

Всем привет:

У меня была другая мысль - растворить продукт в минимальном объеме ДМСО и осадить его прибавлением 1 М водной соляной кислоты (или лимонной).

Не припоминаю я что-то хорошо кристаллизующихся лохматых цитратов... Я бы попросту суспендировал вещество в минимуме воды и добавил 1.2-1.5 эквивалента солянки и упарил бы на роторе до начала кристаллизации или масла, которое разбавил бы изопропанолом и - морозить. Если волнует натрий, то предварительно бы убрал соль смешанным ионообменником (в нейтральной водно-спиртовой среде).
рКа протонированных Guanidine 13.7, Acetylguanidine 8.33, а у Вашей системы, полагаю, в районе 4, то есть подкисления уксусной может оказаться недостаточно для перевода в единообразную соль.

[Masterboy]

Добрый вечер, Upstream!
Создалось небольшое недопонимание: речь не идет о том, чтобы получать соль из производного пиримидина - они очень низкоосновные. Речь идет о том, чтобы отмыть ацетат натрия и, если производное пиримидина частично находится в виде натриевой соли - перевести его в нейтральную форму, а натрий вымыть соляной или лимонной кислотой!

[Сержл]

Плюхнуть все в хлористом метилене к водному раствору соды, органику собрать и пропустить через силикагель (для чистки и досушки). Бугор, думаю, вызван обменом воды в ДМСО и уксусом.

[Serty]

Хороший вариант, если вещество растворяется в хлористом метилене

[Masterboy]

Добрый день!
Во-первых, вещество плохо растворимо в дихлорметане, а во-вторых - отмываем ацетат натрия, причем здесь сода? Кроме этого, если очистить так, как было предложено выше в соавторстве с коллегой Serty, то после дополнительной кристаллизации (из ацетонитрила, например) проблем со следами растворителей и минеральных солей быть уже не должно. Хотя я очень активно задумываюсь над тем, чтобы после отмывки, кристаллизовать из водного ДМФА или ДМСО, или смеси метанола с ДМФА. Тут главное чтобы еще гидратная вода не осталась, так как вещество необходимо переводить в 4,6-дихлорпроизводное по реакции с пятихлористым фосфором.