Sintesi di 7 ,8-dimetossi-1,4 -benzodiazepine

FRM'ICO GATIA, Rooovo LANDI VITTORY, GRACIELA NU~EZ BARRIOS (•) e ~IAt:rRO TO~SETTI (•)

Loboratori di Chimica Teroptlllica

Riassunto. - Viene descritta la sintesi di t.lcunc 7,8-dimetossi-1-etil· l ,2,3,4,-tetrnidro·S H-1,4-benzodiazepine-4-sostituite ottenute: con la r (•aziont' di Mnnnich , Jalle 3,4-dimetossi-N-etil-N-(2-alcbil-amminoetil)·aniline.

Ques te benzodiaz('pine possono anche esser e preparate con la r eazion<' di Srhmid t dal 6, 7 -rlimetossi-N ·etil-2,3-diidro-4-chinoloue.

ummary (Synthesis of 7,8-dimethoxy-1 ,4-benzodiazP.pines). - Tbc synthesis of some 4-substituted 7,8-dimethoxy-1-cthyl-1,2.3,4,-ti'trahydro· SH-1 ,4-benzodiazepines, prepared through the .Mannich reacti\ln from 3,4· dimethoxy· ·ethyl· ·(2-alkyl-aminoethyl)-anilines, is her e with de rr ibed.

Th e same- benzodiazepioes are alternatively prcpared by Schmidt r eact ion using 6,7-dimethoxy-N·cth yl-2,3-dihydroquinolin·4·ones as Atarting mater ia!.

Gli anelli c terocidici a sette termini ed in particolare le bcnzoclia~epine, hanno aHsunto in questi ultimi anni una notevole importanza farmacologica p er la loro azione sul s. n.c. Alcune 1,4-benzodiazepine, infatti, sono attual­m ente impiegate neUa moderna terapia come psicofarmaci (CmLDRP.SS & GLUCKl\IAN, 1964).

QucRte premesse ci hanno indotto a s tudiare una nuova via di sintesi p er preparare, con la reazione di Mannich, alcune 7 ,8-dimctossi-1,4-benzo· òia~cpin c, al fi ne di saggiarne un'eventuale attività farmacologica.

Come prodotto di partenza abbiamo utilizzato la N-etil-3,4-dimetos i· anilina (l ] per la facilità c l'alta resa con cui s i ottiene (MotR & Puan:s, 1948). Per condensazione con il 2-cloroetanolo e successiva hromuraziont• con t ribromuro di fosforo, s i ottiene la N-etil·N-(2·bromoetil)·3,4-dimeto~·

s ianiJina (2] che, per trattamento con ammine alifatich e, dA le corrisponden ti òiarnmi n ~ [3].

( •) Bor sista pres&a Laborat~ri di Chimica Terapeutica.

A nn. lat . SuJ)u. Sanlt4 l t971l l, :,13 ~·1•1

3

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Con la rea~ ion r d i l\tannidr. con for malde·idt• iu nitronwtano. i rornposti

P l cic·lizzano fa cilnwntc' a 7 .8-d iwetu:.si-1-rtil- L.~.:ttl-11'1 raidro-3 11 -1 A-ben zo­diu :~,cpinr-4-sostituil l' [4] ('l'alJ. l). Il lerrnint• 111111 I'O:-tiluitn, j4aj (H = H) ~< i ottic•nc. oltre che p <' r idrugenul i ,., j c·un c·n rholl<' p:d la d into dt•l lwnzilflt•ri n tlo

[4 hl nn ch t· per r·iduzione !'<m idruro di litio t•d ullurni11io del 7,8-dirnt'tOo;!;i-l­c•til-1,::!.3.4-tt•t ra idro-.)H- l ,4-bcn~odiaz<'pin-5-urw l hl. Tult• prodo t to ,.j forma ,

CI-CH2-CH2-0H

PBr3

3

as -icm c all'isomcro l,S·h<•nzodiazt'pin-4 -o ne [ì J, l'Oli In n·a~ionf· di Scbmidt. 1w r azionr d ell'acido azotidrico sull' r ·l'l il-6-7-dimt•to:.::.i-:!,3-tl iidro-cbinolin­· 1-orH· [5], con il m e todo d escritto in una prt•t•t•d c·ull' nota (Mt s tTI. GATTA

& LA'\Ot \tTTOR\ , 1911) (Tab. 2). Le cara ttcris tich P spc•ttroscopiclw di r .m .n. dt•i proclutti più int er e:.t'anti.

-.nno riportate nella parte sp('rimt> ntalt•. Le> pm' ,. fu rmucolngicht• d i qu('Stc tliazepirw ~>Ono in corso d i csecuzio rw c di e~o:-c• :-i lrattt•r à in una nota ,.,m·­ct·,.~iYa.

PARTE J'ERI \fE:\TALE

(iu coli. con il Sig. L. C'lltN)

\'-nii-.Y-(:!.-bromoetii)-3A-dimPtO.~~iaTiilina 121.

a ) g 18 {0.1 moli ) di X-etil-~,4-dinwlos:-ianilina l l l (' g 8 (0 .1 m oli) di :!-cloroc taoolo ::. i riscalnano a lOOo p er 15 on. Al trrmiu c tiPlla rea'zione ~ i

so'- pemlt• il prodotto in acq uu, s i alcalinizza t•o n iclrato sodit·o a 11'8 ° 'J c s i cstra<~ con eter e. Dopo eYapora~ ionc dd !:>Oh <' llh' l- Ì ottit•uc la N-ctil- X-(2-

A nn. h t. Suvcr. Su111tà (1971) 7, r-33<•3~

GATTA, LANDI VITTORY, NU~EZ BARRIOS E TOMASSETTI 535

idrossietil)-3,4-dimetossianilina che bolle a 110-115°/0,002 mm; ni:•=1,5580 (g 18,3 81 %). Il composto ha dato all'analisi:

6

4a

trov.%: cale. %:

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C M-,11; c 63,97;

HN3

H 8,24; H 8,50;

N 6,10 N 6,22

TABELLA 2

7

8

h) g 13,5 (O,L5 moli) di tribromuro di fosforo si aggiungono, goccia a goccia, ad una soluzione di g 11,2 (0,05 moli) di N-etii-N-(2-idrossietil)-3,4-dimetos~ianilina in 100 ml di tetracloruro di carbonio. Si lascia a sè per 2-3 ore, quindi si risculda a ricadere per l ora. Dopo evaporazione del solvente~ ~i aggiunge acqua, si alcalinizza con idrato sodico a11'8% e si estrae con doroformio. 11 composto è un olio vis~:hioso, bolle a llS-1200,10,002 mm;

n i:" = 1,5715 (g 7,8 55 °;;'1 ) c all'analisi ha dato:

trov.%: C50,17; H6,05; cale. ~~: C 50,01 ; H 6,30;

Br 28,01 Br 27,73

,I nn, l•t. Supcr. Sanità (1971) 7, 533-53\)

•"l' l Hll ' Il l 1111 lllf 111

X-Ni 1- Y-('2 -alrhilamm i li M I i /)-3..1 -di mrto.~si an il i, ,. [3 J h -i .

IU moli di 1'2] . 11.1'2 muli d i ammina a lifa ti•·a o arìlalifa t Ìt'a c()_) mol i el i n tr l•orwlo pot a,.,,., ir ·o auì tlru in 100 nd d i tol llt' ll t'. , i fn nno bollìn· 1wr 8 or• ·. Si porta a "t'l.'t·u, ~i tll-(l! illn;,! t' :lf' IJ IIll r· .. j "'t ra t• <'1111 .·ll·rP. [ punti t! i l' ltnll l­:r.iorH·. 1t- n·.~•· <· lt· an a lì ,. i "Oillt riport ati nt· ll u 'l'ab. 3.

7 ,8-dimetos~i- 1-etil-]. ;; . :l. l-l ''lrnidrn- ;) 1/ · l . l· l•" ll :wllfJ !I'fli ll t' [Il h-i.

0.1 moli d ..l r loridra lu d ,•ll r• tl iammìn•• l 31 prq•a rato in sit11 , 1- i o.. r•iol­gollll in u il rum t•tar••• P ;. i r i-. r·aldantl a ri t•:-tcl•·rr· l'Oli 11.1.) moli dì pa raf'ur mai ­<J,·id,· Jll'r l nn·. S i allonl.llla i l .. nJ, l'Ili •· ... j .r ~!!lllll!!•' :ll'tJIIòl t ' ,. j t>Hrao· t'Oli

<'l •'rl' : la fa -.1' acq tHIHI nln dinizzut n 1'11 11 idrato .. .,d j, ... alrP. "., . .. j r·,.: tra •· e•111

(•loriJfur miu . l prodotti '-tlll tl cl t·~l i olii •l t•n .. i •· lw unhruni .. r·rtno alra ria: a ll'nn• d ì t•;; ,. i L4] h. c d. f . h. i . 1' 1111 iol ltt ru tlì ua.•t il r· Ìll lH' t'lllllt'. dann t1 facilm t' lllo i r nrr i, poud•·n ti iodouw t il.. ti . J.., <':tra t Lt· r i .. t i t· h· 1· hut1 Ì111- fi .. ir lll·, Jc. n · .. .. , .

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Si pn·para. con una ,.,.,a d i' l :50 ' , • tla 11.t \ -,· t il-:t 1-Ji uwto:-:-ianil iu a fll· p c•r rt•aziou P con i l ;~ - l' l'Il i ' io l a Il n l H ' , . ""''' '''"i \ a l'i r·l izza:r.iorll' ron a l'idu

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foncl c a 13.J -1 35u: il l'et•ontlo , f· r i ~ t n ll izza t u tla uct•tulu d i Nilc. foml!' a l o:l- 16 1·0 •

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A nn. h t. Suver. Sonit!l (1971) 7, :>33-:•30

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GATTA, LANDI VlTTOBY, Nl.INEz BABBJOS E TOMASStrn 539

N.M.R. (8) CDCI3 : [6] 7,75s (-NH-) ; 7,28s 6,46s (2 H aromatici); 3,26m (-CH,-CH,-). [7] 8,55s (-NH- ) ; 6,60s (2H a romatici); 3,47t (-C~-N=);

2,45t (- CR1- CO-).

7 ,8-dimetossi-l-etil-1,2,3,4-tetraidro-5H-1 ,4-ben:odia:epina [4a] .

a ) g 5 (0,02 moli) di [6] in 200 ml di eter e anidro si riscaldano a ricadere per 12 ore con g 1,9 (0,05 moli) di idruio di litio ed alluminio. Dopo raffred· damento si decompone il complesso, si filtra e si concentra. Si ott engono g 3,3 (72 %) di (4a]. Le ca.ratteristiche e le analisi sono riport ato nella Tnb. 4 .

.N.M.R. (8) CDC13 : 6,7s 6,58s (2 H aromatici); 3,92s (-CR1-benzilico); 2,99m (= N-CH,-CH,-N= ); 1,43s (-NH-).

b) g 6,5 (0,02 moli) di [4h) in 100 ml di etanolo si idrogenano con g l di carbone palladiato ul l O %, a 60° e a 5 atm, fino a completo assorbimento della quantità calcolata di idrogeno. Si filtr a il catalizzatore e si aUontana il solvontc.

Resa g 2,8 (62 ~~.).

7 ,8-dimetossi· l ·Ptil-1,2,3,5-tetraidro-4H-1,5-benzodiazepina [8] .

g 5 (0,02 moli) di [7] si riducono con idruro di lit io ed ulJuminio nelle mrdesime condizioni descritte per (4al- Si ottengono g 3,9 (82 %) di un olio (·be distilla a 112-115°/0,002 mm ; n~· = 1,5798; e che ha clato all'analisi:

t r ov. % : C 66,00; Il 8,55; N 11,56 per C13H20~207 cale. %: C 66,07; H 8,62; ~ 11,30

N.)t.R. (8) CUCI3 : 6,:i8s 6,33s (2H arom atici); 3,:Ms {-NH-); 3.05m (-CH2-CH1-CH,-); 1,8m (-C~-CH2-Cllz-).

I punti eli fus ione sono stati determinati con ttn apparecchio di Kofler a piastra ri!!caldante e non sono corl'etti. Gli spettri r.m.n. sono stati regi· s t rati con uno spet t rometro VARIA -T60, usando T:\15 come standard interno.

Ringraziam o In Prof. }f. Manadro per le microunalisi.

R icevuto il 5 ngosto 1971.

Acceuuco il 30 ogost o 1971.

BIBLIOGRAFIA

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Evidenza del legame idrogenn n P II (> m i8cele

solvente organico - freon 22 utilizzabi li

nelle macchint> frigorifere ad as~orhimento

G•oRt.w c \Tr'- '· ~._,, R\ t, l mo.xt <*> ,. ',,,,,,o"'" 'il <..u <**> Laborntori di Fi.<iro t· di fta/(t'Jlrrrma

Riassunto. - Mcdiautt• IUI:>llrt ' eli rÀ~><HI<III/.u maguc-tica uudc·ar l' ..

l' lata Yer ificatu l ' • potc~i <'h t• il p rotoaw dd frc'tlll <. Il F~CI possa parlt'ci part·

a un legame idroge no cou le· molecolt· di ... oh <·n t i eont•·nt•n ti atomi di o,;,i~<·rw.

l~ stato eseguito u no studiu della mi!"cda fn·un :t~ "ul·t· inato dietiJjco r la

prr,..l'll:t.a del lcgamt· i drtJ~t·no (· :'>lata t•onfcrmuln cl al l'omportamcnto dt·Ì st·gnali di ri l3onanza al n rriarr drJla tl'mpt·ruluru. Suuu ... talt' inoltre Cl'!'~trÌI\' m isure su alcuni cst r ri clietili ri c su ulruui Hoh ··n t i con d in'rs i gruppi fun7.ionalj,

Summary (Et·idence of hydrogen bonding in mi-rlllres of organic soln•11t~

nnd Jreon 22 to be used in absorption t)'pr rl'fl i~f'Tnting machines). Thc hypothesis of tht• prr:wncc ofan hydrogt•n honù Lt•I\H't'll tht> CHF2CI pro­ton and thc molecule~ of !>Oh e11t8 containiug o xi~<· n alO m" has b ecn Yer ifit'cl

u;.ing the nuclcar magnctic re~onancc t t'duaiquc•. Tht· mi..xturc frcon 2!!­dicthyl succinate ha becn cxaminated and tlw -,hift of tbc r ct>onan Cl'

... jgnal with chaoges in t cmper a t u rt· support ;;: tlw h~ pntlrcsi,; of thc preH'JH'I'

nf an hydrogen bond a~> thP priucipal n•spon<..iblt· of IIH' high solubilit~ of

freon in thi!' soh c11t. An01logn•"' mpa ... urc•mt•nt ... on a uurnbrr of dirth~ li r ,.,.thcr:- and ;ooh C'ID l' hnYing difl'crc11t fum•tioual gruup>- an' in agn•rm\·nl

,_;,h tlw p r eH·ncc· nf an h ydrogl'll bond.

(*) Borsi~ta JJrrS"O i J.nlwratori di Fi ... ica. (••) o~pite preh-0 i l.nhnrutori di Jngegnrriu.

CATENA, Ct:lDONl E ~fANNt:CCI 541

L 'uso del freon 22 (R 22 o monoclorodifluorometano) come gas frigorigen() nelle macchine frigorifere ad assorbimento è stato proposto già da molti anni in considerazione delle buone caratteristiche di inerzia e stabilità di questo gas.

Risalgono al 1937 i primi studi di ZELLHOEFER sulla solubilità degli idro· carburi alogenati nei solventi organici. Zellhoefer notò che solventi conte­nenti atomi donatori di elettroni (ossigeno e azoto) scioglievano gli idrocarburi a logenati, con almeno un atomo d'idrogeno, in misura maggiore di quant() non fosse previsto dalla legge di Raoult. Questo comportamento fu mess() in relazione con la poss ibilità che un tale tipo di composti (soprattutto il tipo CHX3) formassero con il solvente legami idrogeno. L'esistenza di legami idrogeno in queste miscele può essere messa in evidenza con varie tecniche; sono state eseguite da tempo misure dei calori di mescolamento (Mc LEOD & WILSON, 1935), di viscosità (Mc LEoo, 1934), di costanti dielettriche (GLASSTONE, 1937), dei punti di congelamento (WYATT, 1929). Inoltre 8tudi piìt r ecenti di PIMENTEL & Mc CLELL\N (1960) hanno confermato la possi· bilità che il protone degli idrocarburi alogenati formi questo tipo di legame, avvalendos i della spettroscopia infrarossa: infatti la presenza di un legame i(lrogeno X -H· · · Y altera le frequenze di stre tching dei gruppi parteci­panti al legame stesso.

Un'altra tecnica spettroscopica che può dare utili informazioni in quest() campo è la risonanza magnetica protonica. In uno spettro di risonanza magnetica protonica compaiono soltanto i segnali dovuti ai protoni presenti nel sistema in esame, e la forma e il campo di risonanza di questi segnali possono essere messi in relazione con la (}Ventuale presenza ili legami i(lrogeno.

Lo scopo deUa presente ricerca era di portare una conferma, nel caso particolare del freon 22 (CHF2Cl) in miscele con composti contenenti atomi di ossigeno, all'ipotesi di Zellhoefer al fine di poterla utilizzare per la scelta di solventi atti a costituire buone coppie solvente - soluto con l'R 22. È stata utilizzata la tecnica della risonanza magnetica protonica perchè consente di fare tmo studio sistematico di miscele contenenti molecole di solvente. anche complicate, senza che si abbiano interferenze sul segnale del protone d el freon.

Il solvente è stato scelto in base agli studi di Zelihoefer ed alle caratte· ristiche indicate da B UFFlNGTON (1949): tm solvente, per essere utilizzat() in una macchina ad assorbimento, deve infatti rispondere a certe caratteri· s tiche chimico-fis iche. Un primo criterio per la scelta è una elevata solu­bilità di ef{uilibrio del refrigerante nell'assorbente; questa solubilità dipende dalla temperatura e dalla pressione e deve avere un valore superiore a quell() previsto dalla legge di Raotùt. Inoltre è necessario che il solvente abbia un punto di ebollizione il più lontano possibile da quello del soluto (tma diffe·

.{ nn. [ st. Supcr. Smtità ( 1971) 7, 540<>51

51~

r ~?nza di alm<'no 1:30 °C o 150 °C); infìtw non dl·,·ono avvenire rPazioni o n Itr i prucc;;.si irren~rsibili fra l'agente n •frig1'rante. il soh ente· (' i m at1•ria li mctalliei di cui i· CO!-.li tui ur la macchina.

Un tipo di sostan za ch e ri >< JlOtul(' a qu('>o t c caratteri~ticlw e dt(' mo:;tra u n forli' assorbim('ntu nei riguardi dd fn-on 22 i· il s1rccinato dictilico

chi' ha due g ruppi carbossilici dif.ponihili P"" le~ami idrogl'tlo. È s tato fatto inollrc tulO s tudio compa rati,·o deUt> propriHit di a;;:-or bi­

lll!'nto di tm certo nunr cro di c·sH·ri dictilici ri ;;]H'11 o al fr i'Oil 22, in fun:~.ionc ·

del nmucro di gruppi CH2 interposti ai duc gruppi carbos,ilici.

t nccl·ssario pr <.'mrtten· alcuni lnl'\: i cenni :-ull' efl'rt t o dd legami' idro­~<' no s ui segnali di risonanza protonica in uno spettro di risuuanza magrwl i c :t uu clear1•.

La formazion e del li' gam e• idrogeno porta ad un a riti uziorre ddla co;,: tante· di scht•rmo <•letlronico per i protoni int r rc,sati al lega me s t esso; in t crmiu i J>ratici. ciò s ignifica eh c cpt~•s t i protoni ris uonauo a ~~a mpi ma~n ctiei piìr haF~ i r iFpetto a quelli non impc~nati nel l l'~amc•.

Un CSPmpio tipico d i qu esto fl•nonw no (- forni to dai proloni dl'll"acqua. lii ~D!IIA~~ (1966) mostrò infatti ('he, n dl'int('r\'allo fra - J.'1oC c l OO ~>C !'i ha UJl progrcsiii,·o s pustanwnto d1•i !ll'gnali relati,·i ai protoni dc lLw qua Yt•r::· o

campi magnetici piìr alti. ln q twsto intt' rYallo Ji temperatu ra lo sp u,.. tam ('nto è pari a 7J,JO cps . ;..Ila frcqut•nza di lavoi'O Ji (10 Mlfz. Poiebt': ;;i puù a~;:um·~n·

r hc• a - }.'} oC le mu( pc·olP ch·ll'c.c·qua :-iano qua;.i t ntlt• lcgatt· cnn lc·gamP idroge no. JDI' Illfl' a 100 uC. jn fa:-.· Yapore. ,.i s uppuue rlw la maggior part•· dc· i legami s iano rotti, ì PvideHll' eh t· (• l'\' ssibik der nminnrc lu pr,.:-;cn za di legnm t• idrogenO l'eguc•ncJ o rallliUml'tt lO dd St•grrah• protoni co in fnll 7.iOnl' d i'Ila t cmpt·ralurn.

Sotto s t ate perciò c.scguit (• mi sun• di s pos t amcritu chirniro (dtcmical shift) , a Yarie t emperature, p er divc·rsi campioni di sw·cinat1, dictili co conte­n Pn ti diHrl' l' coucentrazion i di frt.'on 2::!.

t'n getH' rico s petlro di Hl\1:\ , cff1·Uuato alla fr eqtH'IlM di (i(l 1\IHz con uno s pcttromctro A 60 di RM\ ad alta ri ,.;oluzion t· d r lla Yarian, ì· mo1:otrato 111 Fig. l. P er il dietilsuccinat o sono vi;; ibili i s1·guenli segJlali ;

A.) seb'llali di risona nza rdativi a l dit>tilsuccinato; 1 - a d \'l! tra dello ~pettro. a campi piìt alti. tur scg na k dontto a1

protoni d<·i gruppi rnetilici CH3• Questo segnale 'icrw assunto com P ri fNi­mento interno pr r la mi:;ura J t•gli altri segnali.

Il cgnalc ha la forma d i un triplctto dontta all'a<'cOflpiamcnto dt·gli s pin dci protoni metilici con g li spin dei protoni pre8\'nti nel CH~ vicinal t> .

·I mi. ' ''· Su11.-r. Sunitd (1971) 7, r,~o-:.:. t

CATE:-IA, GUIDONI E MANNt:CCI 543

2 - un segnale a 80 cps dal riferimento, dovuto ai protoni dei gruppi CH2 situati fra i carbossili. Il segnale s i presenta come un s ingoletto per­chè i quattro protoni sono magn eticamente equivalenti : la molecola ha infatti un piano di simmetria che passa fra i due CH2 •

u .. , ..

"'

... ... • ..... . ..

• Fig. l. - Spettro R.\TN del •••ccinato dietilico.

3 - a 172 q>s dal riferimento si trova il baricentro di un quartt·tto corris pondente a lla risonanza dei quattro protoni de i due CII2 appartenenti ai gruppi e tilici presenti. n quartetto è uovuto all'accoppiamento spin-~pin con il CH3 vicinale.

B) segnale eU risonanza del frcon 22 : a circa 380 cps dal riferimento s i trova il segna le relativo alla risonanza

del protone presente n ella molecola di R 22 (C HF 2Cl ). Il segnale ha la forma di un triplctto dov1tta all'accoppiam::!nto spin-spin fra l(ucs to protone c i due nuclei degli atomi di fluoro, con una costante di accoppiam ento Jnp

pari a 63 cps . La posizione di ques to segnale •\ sen sibile alle variazioni di temperatura e di concentrazione c• sono proprio gli spostamenti di questo segnale ch e saranno analizzati.

Sono s tati s tudiati separataml'nte gli f'ffetti dcHa temperatura c della concentrazione sugli !<pos tamenti chimici del protone dcll' R 22: s i è Ù(•tto infatti ch e il segnale è sens ibile anche a variazioni di concentrazione.

In primo luogo è :. tato e:;aminato l'andamento de i chemical ~hift al variare della t emperatura, per una miscela dietil sucC'inato-freon 22 a lla concentra7.ione di 11,8% ± 0,1 °~ . preparata a 22 oC. Gli spettri a temp(•ra­tura variabile sono s tati sempre es('guiti al di sotto di 22 oC per evitare feno­m eni di d egassam('nto che avrrbbero alterato la conccntrazion(! .

.-t nn. h t. SII JJ•• r . Sunilà (19òl) 7, HO - ~:. t

r.-.l'tMII 'n t IIH•Rrll l

È ripor tato nel ~afìc·o di Fil!. !! l 'nnclauwll tu clc•llu Ji~>tanza del SC{!nal<­clc l protone CHF:CI Ila l ~~·guai t• di ri fc' rimt·nl n in fw1zioue dl'lla tcmperaLura: ;;i n~dt• chi' ranflamcnto f. litwart• ,., in parlit·ola n ·, ('()Il il diminuire di'Ila lt'UlJH:ratu ra il Sc!Qlale l:-i ~<po .. ta a c·u m111 pi ìt Ln ...... i (l'ioì· s i allontana dal •wgnalt· w riferimento).

o t 1n cps

392

390

388

386

384 ""'+ 382 1~

- 30 -20 -10 o 10 20 t in°C

f ig. !!. - ~, in fu:nz:ione <UIIa t~m~ratura pt>r il nmpion" th~Uburc:inato - R 22.

Rirhiamandosi al compor tam1·oto clei .. q~nal i ddl'at·qua (Ht~olt~:'i:" ,

196(1) ,.i può afl'ennare che qut> .. to .. po .. ta mcntu è pr rfl'ltamcntc in accordo con J'ipote::-i della formazione di 1111 l t>gam t· d i tipo icl rogcuo fra il p ro tone clt·l freon (que&to infatti (~ il 'l('gnnl t• clw Ai !IJ' IIl>t a) ,. 1 gruppi ca r bos::;ilici

dt• ll' e~ote re. Comt· proYa di controllo comparati\ a "onu !-lat t· l' ... l'gl' ite analoghe mi-.ur•• in miscele freun-eptano , fr(•on·p•·nt nnu. In tJUt'"l• dur miscelt' non ~>Ì ha la possibi li t~ di formaziouc di l(•gn nw idrogt'no frCI boh ·entc c suluto JH'rt hl' mancano atomi donatori 1li f•lf'ltron i n l' llu molt•t·ola d el so h ente;

546

Pc·r verificare· che il comportanwut o tlcllu misn·la R 22 -dictilsuccinuto

non è carulteristi('o soltanto ùi qu .. ~ln tipu di l'oh rn1 c• c magari dovuto a

pitt d i'etti SO\'l'appo&ti, ~.>orw s latc· l'M.'~IIÌ te· le• Mt•,::-c• mÌ II llrC su una !';f'rie di

solventi a venti ugual numero di atomi Ji t•arhoniu. ma gruppi funziunaJi divers i. I solventi scelti hunrw i voti ~ruJ'pi f'Uitzìumtli :;ullu st~·ssn catena pcntiJica; naturalm ente p('r il c: hf'llll11' (' pPr r f'tc•n• t• s tai O :"o•cho ri~petti\'3·

mPntf• il 5-nonanonP (C~H,/-:0C4H11) <' il pcntil••trn· (C6li110C.;li11) p~n·hì· il gmppo chetonico ed et<'ric·o fo:-.t.c· pnrtaiH claiJu stt·Psa catena lll' ntilica.

La scd ta dei derivati p t·ntili•·i ì· do' uta o l loro ahu punto eli cbolli_zion<". me ntre serie d i derivati a ITÙJlOT nurut'ro di atomi di r a rbonic• pr('S<'ntano puuti di ebollizione troppo ba :-i pt•r Cl>~>Prc• utiliY.zati in quc,ta ricerca.

I dati ott('nuti sono riportati in Ta!J. l: l"andnnll·nto ùri s<'gnnli al varinrr ddln rcmperatllra Ì', p!'r quest i' mist't•lt•, molw ~i ntll(' a quello già tro,-a lo

Andamento dei segnali a varie temperature per alcuni solventi con uguaJ numero di atomi di carbonio, ma gruppi funzionali diversi

Pcntanolu

!i- uonanoue

Pentilet~rr

Y aleralùeidr

l'l'n tU IlO

Eptauo .

~~··t.

3911

·Il !

~12

4HI. S

--- -

----t.hruHC1111 •htft

O<'C -2:!°C

407 . 5

·~ 2U

4211

.11)9

3119 369 . 5 368,:) 369

pt·r il ~:>uccinato dietilico, come• ci :.i pulì a ... pl'ttan·, dal momento che tutti questi soh l"nti hanno a tomi di ossig"no disponibili prr lc'ganli idrogrno .

La r ic<'rca è stata quindi esi ('Stl al COTDJtOTtnmPnto di vari esteri dietilici p t>r m (•ttPrlo in rclazion t- con i dati già troHII i ,. vcr illca rc· t. l' fos:.cro prt'!'t>nli cfTt·tti di di\'(~rso tipo (lih' rici, di campo. t.>rr. ). Tutti gli ,.,...t~ ri

,; i comportano in modo nnalogn al !'>ucrinato Jj,·tilic·o (11 = 2) . Lr mi ltre sono state c c·guit e su una tlc·ril' di cnmpicmi in ctù l'assorbi­

m~>nto era !-~alo r ('alizzato alla t emperatura di 22 ac, cioì: circa a temperatura ambiente, per evitare la possibilità eli degassamen ti~ iuoltrc la percentuale di a&sorbimento era approsfiimativatn('rtte uguale pt•r t utti i campioni. Per

A""· 111. Su11~r .Sanitl) (19a) 7, ~0-5;;1

! CATENA, t ; LIDONI E ~ 1,\:-l 'l l CCI

ogni misct·la sono stati r ealizzati tre pettri. a 22 oC, O °C e - 20 ~~c. In T ah. 2 .-uno riportate le d istanze in cps fra il segnale tli rif,.riml·nto c il proton t· dd fr t•ou: ... i può notare che c· è lo t esso .,hift del sf'gna lt• ' t' r'-ò campi (•iù ba ... :.i a l tlimin ttirf' ùi t. COl.-Ì com e era s tato notato per la mi et· la ftt'On-ll it•t il-.uc­t•inat<>.

TAOH l.\ .,

O is tanze in cps fra il segnale di riferiJnento e il protone del f reo n

SII L\' t YI'E

Di<•til l! () ,,nlalt) .

l)i!· t ile mulnnuto

L>lt• l ile • uccinnlu

Uirt il t pim~ lu tu

Dietil«> url irato

Oit'l ile , u htnllo

Dtet i le nz«>lntu

Dieti le '>fhncuiO

l.:ht"mical ~ldft

:!~Cl( 0"(.

:ns :IB2

378 383 381 385

383 387 . 5 384 388. 5

383.5 389 381 389 383 389

-----

" .. , .. "· - lO· C

3l!9 13.3 Il

:JR9 l:l. 3 :IH9.5 13.:! :! 391 1:\. l :1 392 Il. 6

:l93.5 I l , 7 .)

393.5 hl ()

J93 11.2 1 J

Da qut•sta ::.erit> di mi<>tlrc s i può rica va re anche un 'a ltra ('onfe rma a ll' ipo­tt·si ch e il legame idrogeno ia il principale rc;.ponsahile tlt'll'a lt o !,'Tndu di a ... sorbimcnto ddl'R 22 da parte di questo tipo di l-ostanze. Confrontando i 'alori del segna h· di risonanza de l CH F2CI, s i può notare rht' PS:-oo s i :.pos ta , ·<·r Ml rampi più bassi all'aumentarE' di n - numt·ro dci CH2 iut<· rpo!'ti ui gruppi e"~ trriri - pt>r n = O fino a n = ~; da n = 4 in poi la pol' izione dt·l ~l·gunlt> ., j manlil'nt' fi àsa.

Qu('s Ùtnclamcnto, rilcvnbile a tutte e tre le t c mpcrntun·, \• riport a to in Fig. 4 ·5-6 t' ~ i può intcrprctnrl' facilruent t• ::< c s i j)t'Usa chi' i CII2 intnpw.ti ai t•arboM<ili ,.,ono gruppi a rilas cio ele ttronico; Cl>Si modifirnuo quindi la di­-. t rib u.-. innt• l'kllronif•a i' ll l t·arÒOl:iàilc nel s•·n l:io di nn uumt·nto clt•lla pu.~:-. i ­

bilit:\ di unu inLPrnziunc di tipo legame idrogeno cvn I'R 22 . Da 1111 c·t ·rto n in pui l' aunwnto tld numt•ro di CH2 interpos ti non porla pii't a IUI'alt t:' ra .-.iunc "l'll:< ibilc della cli ... trilmzinnp t> le ttronica del cur bl):.,ilt· t' la pu-. iziom· tl t'l ~ .. gnult•, in fa ti i. rP, tn ~ tubilc .

Si è tlt'ltu piìa -;upra t•he tuttl' le misttrf' con front atr .. 0 1111 ... t att· ,•,.q.:ui l t· ,.Il r ampioni l' llll JH'tl' t•nluul i d i a,.5orbimt•nto ci rea uguali ; ... i i• \ i,.,lf, infa11 i •·h r una 'ariuziun c eli c·onccntrazione por ta a no l e ' oli "P•>:.t a mt•llli d t•l

548

Fig. 4. - lì1 in fu n· zione del numero (n) di gruppi - CH 2- in·

392

terposti fra i carbo~- 390 sili. in una serie di esteri dietillci degli acidi bicubossillci.

o t m c ps

390

388

384

382

388

386

2

ESI'ER IE"ZE E RIU:RCHf,

o 2

4 6

4

8 n

6 8 n

Fig. 5. - 81 in fuu· zione del numero (u) di gruppi - CH2- in· terposti fra i carbos­sili, in uua serie di es teri dietilici degli acidi bicarbossilici.

.&nn. lat. Supe1'. Sanitd (1971) 7 , 54()-551

CATQIA., CUUIO!Cl S M.\ltN UCCI

segnale di risonanza del protone del freon. Dalla Fig. 7 si vede che il segnale CHFaCl si sposta verso campi più alti con l'aumentare della concentrazione del gas. Ciò sembrerebbe in contrasto con l' ipotesi che l'assorbimento del gas sia dovuto principalmente alla formazione di legame idrogeno: infatti~

5, m cps

384

382

ri 1-I-r

Fig. 6. - 81 in funzione del numero dei gruppi (n) - CH1- interpoat.i fra i carbossili in una serie di esteri dietilici desti acidi bicarbossilici.

i n questo caso, all'aumentare della concentrazione il segnale dovrebbe spo­starsi a campi più bassi, poichè aumenterebbe anche la percentuale di legame idrogeno. In realtà si ha evidentemente a che fare. con interazioni di tipo più complesso. Si potrebbe pensare che intervengano anche legami, sempre di tipo idrogeno, fra gli alogeni del freon e i CH1 vicini al carbossile; ma, poichè lo s tesso comportamento è mostrato anche dall'ossalato, che non ha CH1 vicini al carbossile, quest 'ipotesi è da escludere. Sembra invece più ragionevole 9Upporre che intervengano intera.zioni divene fra le molecole del soluto e quelle del solvente o fra le molecole del soluto stesse. Ricerche in questo senso compiute da Mc CLELLAN, N tCKIC & GUF.FY (1963) sul cloroformio suggeriscono la possibilità che si formino aggregati complessi

A nn. Itt. Super. Sanit4 {1971) 7, ~~

ESrf"Rit..SU t: RI Ct:IIOH

awnli or•gm•· dalra sncinzionr d i w•a molcr()la di );Ol"<'nt<' ("\[c· Clellan utilizzò principalment e il dimetiJ..,nlfossido) <' due moleroh· di cloroformio. dando luogo ad un cumpll'lìl-O t rimolccolart•. Ln fo rma1ioru· di qu~'s l i agwe­gali sarebht• sempre· do' ula alla pre:wnza di ll'gumi idrogt•no. P oichì il cloro-

o t 1n cps

386

3 81,

382

38Q L--L--~-L--~-L--~-L--~-L--L-~ t. 8 12 16 20 24

% Ass

Fi~. 7. - ~~ in fu nzione della concentrazione R 22 ("0 Ass.) per lo mjscela dietil­succinoto - R 22.

formio è molto s imile al ruonoclorodilluoromctano, s i puì• presr•mcn• che, anche in questo caso, al variare della concentrazione a'' engano diven·c interazioni con la molecola di solvente c che qu<'::.h : intt•razioni s iano r <'spon ­sabil i delle variazioni di chcm ical shift.

I n conclusione si può affermare che le mi ure t'seguiti' confermano lr ipotesi già avanzat e che il protonc del freon C!JF2Cl pos8n partecipare a tm legame idrogeno con le molecole di solventi contenenti atomi di ossigeno; inoltre i risultati ottenuti possono fornire utili indicazioni per una r icerca p reliminare dci solvr.nti per l'R 22 da impiegarr in macchine· frigorifere ad assorbimento.

Si ringraziano il Prof. Ugo Sell~rio ~d il Dr. Pietro l.. In do' in a per i \'alidi coruigli ed il costant~ incoraggiamento nel cor<o della ricerca.

i ringrazio il Dr. Sandro Coccia per la sua Q.!.-.iduu collabornione.

Rtci'IMIIO il 2 novembre 1971, Acctttoro il 15 novtmbre 1971.

Antl . Jet. Sttl?CY. SOIIit(l (1971) 7, 64()-!.~ J

CATEN", CVlDONI e MANN UCCJ

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