The reactivity of substituted 6,9-dichloracridines

Abstract

The constants of ionization рКВН + of substituted 6,9-dichloracridines have been determined in the mixed ethanol – water solvent (50 mole percent of ethanol) at the temperature of 25°С by the method of potentiometric titration. It has been shown that these compounds are weak bases (рКВН + of the corresponding associated acids is in the range of 3.71-3.95). It has been proven that their basicity depends upon the nature and position of substituents in the heterocycle. Introduction of 9-chlorine substituent to the molecule of acridine leads to significant weakening of basic properties (рКsub + = 0.82) due to decrease of the electron density on the atom of nitrogen (reactive centre). The appearance of 9-chloracridine of chlorine atoms in the molecule in 2-, 4-positions also decreases basicity of the heterocycle, but approximately 6.5 times less (рКsub + = 0.13 (2-Cl), рКsub + = 0.14 (4-Cl)). On the contrary, the donor substituents increase basicity. The quantitative assessment of the substituents influence has been performed within the principle of available energy linearity according to the Hammet equation by the correlation analysis method. The equation obtained, which includes рКВН + of all experimental compounds, proved to be statistically uncertain. On the plot of рКВН + – f(σ) dependence, the value of рКВН + for 4-methoxy substituent is supposed to be out of the linear dependence. Elimination from correlation of рКВН + for 4-methoxy substituted 6,9-dichloracridine allowed to obtain the correlation equation of рКВН + – f(σ) relationship with reliable statistic characteristics. This equation allows to predict reactivity of other members of this homologous series. The low value of the reaction constant is ρ = 0.86 and testifies a slight sensitivity of the reactive centre (heterocyclic atom of nitrogen) to the influence of substituents in the molecule of substituted 6,9-dichloracridine. It is notable that the reactive constants ρ for 6,9-dichloracridines, 5-nitro-9-chloracridines within the limits of experimental error coincide, and it indicates the single mechanism of the electronic influence of substituents on the reactive centre.

Визначені константи іонізації рКВН + заміщених 6,9-дихлоракридину в змішаному розчиннику етанол-вода (50 мольних відсотків етанолу) при 25°С методом потенціометричного ти- трування. Показано, що ці сполуки – слабкі основи (рКВН + відповідних спряжених кислот зна- ходиться в межах 3,71-3,95). Доведено, що їх основність залежить від природи та положен- ня замісників у гетероциклі. Введення у молекулу акридину 9-хлорзамісника призводить до суттєвого послаблення основних властивостей (рКВН + = 0,82) через зменшення електронної густини на атомі Нітрогену (реакційний центр). Поява у молекулі 9-хлоракридину атомів хло- ру у 2-, 4-положеннях також зменшує основність гетероциклу, але приблизно у 6,5 разів мен- ше (рКВН + = 0,13 (2-Cl), рКВН + = 0,14 (4-Cl)). Донорні замісники навпаки підвищують основність. Кількісна оцінка впливу замісників здійснювалась у межах принципу лінійних енергій за рівнян- ням Гаммета методом кореляційного аналізу. Одержане рівняння, що містить рКВН + всіх до- сліджуваних сполук виявилось статистично невірогідним. На графіку залежності рКВН + – f(σ) значення рКВН + 4-метоксизаміщеного знаходиться поза лінійної залежності. Виключення з ко- реляції рКВН + для 4-метоксизаміщеного 6,9-дихлоракридину дозволило одержати кореляційне рівняння зв’язку рКВН + – f(σ) з надійними статистичними характеристиками. Це рівняння до- зволяє прогнозувати реакційну здатність інших членів цього гомологічного ряду. Невелике значення реакційної константи ρ = 0,86 свідчить про невисоку чутливість реакційного цен- тра (гетероциклічного атома Нітрогену) до впливу замісників у молекулі заміщених 6,9-ди- хлоракридину. Цікаво відзначити, що реакційні константи ρ для 6,9-дихлоракридинів, 5-нітро- 9-хлоракридинів у межах похибки експерименту співпадають, що вказує на єдиний механізм електронного впливу замісників на реакційний центр.

Определены константы ионизации рКВН + замещенных 6,9-дихлоракридина в смешанном рас- творителе этанол-вода (50 мольных % этанола) при 25°С методом потенциометрического титрования. Показано, что эти соединения – слабые основания (рКВН + соответствующих сопряженных кислот находится в пределах 3,71-3,95). Доказано, что их основность зави- сит от природы и положения заместителей в гетероцикле. Введение в молекулу акридина 9-хлорзаместителя приводит к существенному ослаблению основных свойств (рКВН + = 0,82) вследствие уменьшения электронной плотности на атоме азота (реакционный центр). Появление в молекуле 9-хлоракридина атомов хлора во 2, 4-положениях также уменьшает основность гетероцикла, но приблизительно в 6,5 раз меньше (рКВН + = 0,13 (2-Cl), рКВН + = 0,14 (4-Cl)). Донорные заместители наоборот повышают основность. Количественная оценка влияния заместителей проводилась в границах принципа линейных энергий по уравнению Гаммета методом корреляционного анализа. Полученное уравнение, содержащее рКВН + всех исследуемых соединений, оказалось статистически недостоверным. На графике зависимо- сти рКВН + – f(σ) значение рКВН + 4-метоксизамещенного находится вне линейной зависимости. Исключение из корреляции рКВН + для 4-метоксизамещенного 6,9-дихлоракридина позволило получить корреляционное уравнение взаимосвязи рКВН + – f(σ) с надежными статистическими характеристиками. Это уравнение позволяет прогнозировать реакционную способность других членов этого гомологического ряда. Небольшое значение реакционной константы ρ = 0,86 свидетельствует о невысокой чувствительности реакционного центра (гетеро- циклического атома азота) к влиянию заместителей в молекуле замещенных 6,9-дихлор- акридина. Интересно отметить, что реакционные константы ρ для 6,9-дихлоракридинов, 5-нитро-9-хлоракридинов в пределах ошибки эксперимента совпадают, что указывает на единый механизм электронного влияния заместителей на реакционный центр.