ПРАЦІ НАУКОВОГО ТОВАРИСТВА ім. ШЕВЧЕНКА

Хімічні науки

Архів / Том LXXVIII 2025

Ростислав КОСТЮК1, Юрій ГОРАК2, Микола ОБУШАК2, Ірина СОБЕЧКО1

1Національний університет “Львівська політехніка”, кафедра фізичної, аналітичної та загальної хімії пл. Св. Юра, 3/4, 79013 Львів, Україна
е-mail: rostyslav.r.kostiuk@lpnu.ua

2Львівський національний університет імені Івана Франка, вул. Кирила і Мефодія, 6, 79005 Львів, Україна

DOI: https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2025.78.226

ТЕРМОДИНАМІЧНІ ПАРАМЕТРИ РОЗЧИННОСТІ 1-R-2-МЕТИЛ-5-ФЕНІЛПІРОЛ-3-КАРБОНОВИХ КИСЛОТ У АЦЕТОНІТРИЛІ

Галузь органічної хімії, що займається синтезом та виділенням з природних джерел різних фармакологічно активних сполук зараз активно розвивається. Одна з основних причин – активний пошук речовин, що можуть мати широкий спектр біологічної активності та знаходити застосування у різних видах промисловості.
Одним із таких гетероциклів виступає пірол та його похідні з замісниками різного типу. Такі речовини можуть застосовуватись як основні або проміжні компоненти для виробництва лікарських засобів, що проявляють протизапальну, антибактеріальну дії. Тому розробка новітніх методів синтезу є одним із пріоритетів сучасної органічної та фармацевтичної хімії, але без надійних термодинамічних даних їх синтез, використання, очищення та транспортування ускладнюється. Значущість піролу у біохімії пояснюється плоскою, електронно-насиченою кільцевою структурою, яка легко вступає в електрофільні реакції та здатна до взаємодії з біомолекулами через водневі зв’язки й π–π стекінгові взаємодії.
Реакцією Пааля-Кнорра синтезовано 1-R-2-метил-5-фенілпірол-3-карбонові кислоти, а саме 1-бутил-2-метил-5-феніл-1H-пірол-3-карбонову кислоту, 2-метил-5-феніл-1-циклогексил-1H-пірол-3-карбонову кислоту, 2-метил-1-(4-толіл)-5-феніл-1H-пірол-3-карбонову кислоту та 2-метил-5-феніл-1-(фуран-2-ілметил)-1H-пірол-3-карбонову кислоту. Вибір замісників для кожної сполуки підбирався на основі біологічної активності. Для кожної із них було експериментально визначено температурну залежність розчинності і на основі цих даних розраховано ентальпії та ентропії розчинення у ацетонітрилі. Експериментальне визначення ентальпій та ентропій плавлення виявилось неможливим через розклад самих сполук у процесі плавлення. Визначення велось розрахунково, опираючись на літературні дані авторів, що використовували у своїх дослідження речовини з вищими температурами плавлення, проте з подібними фрагментами сполук, що було синтезовано для даного дослідження. Отримані літературні значення усереднювались та перераховувались для нашого типу сполук за аналітичними методами. Отримані дані приводились до стандартних умов.
Порівняльний аналіз стандартних значень ентальпії та ентропії плавлення регламентує, що всі синтезовані кислоти зберігають термодинамічні властивості, які є характерними для такого типу сполук. Значення ентальпії змішування є подібні в межах розрахункової похибки.

Ключові слова: полізаміщені піроли; реакція Пааля-Кнорра; пірол-3-карбонові кислоти; ентальпія розчинення; ентальпія змішування; ентальпія плавлення; ацетонітрил.

Література:

    1. Gholap S.S. Pyrrole: an emerging scaffold for construction of valuable therapeutic agents. Eur. J. Med. Chem. 2016. Vol.110. P. 13–31. (https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2015.12.017).
    2. Ali I., Lone M.N., Al-Othman Z.A., Al-Warthan A., Sanagi M.M. Heterocyclic scaffolds: centrality in anticancer drug development. Curr. Drug Targets. 2015. Vol. 16. P. 711–734. (https://doi.org/10.2174/1389450116666150309115922).
    3. Ali I., Lone M.N., Al-Othman Z.A., Al-Warthan A. Insights into the pharmacology of new heterocycles embedded with oxopyrrolidine rings: DNA binding, molecular docking, and anticancer studies. J. Mol. Liq. 2017. Vol. 234. P. 391–402. (https://doi.org/10.1016/j.molliq.2017.03.112).
    4. Ahmad S., Alam O., Naim M.J., Shaquiquzzaman M., Alam M.M., Iqbal M. Pyrrole: An insight into recent pharmacological advances with structure activity relationship. Eur. J. Med. Chem. 2018. Vol. 157. P. 527–561. (https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2018.08.002).
    5. Jones R.A. Pyrroles: the Synthesis and the Physical and Chemical Aspects of the Pyrrole Ring. Wiley-Interscience, 1990.
    6. Domagala A., Jarosz T., Lapkowski M. Living on pyrrolic foundations – Advances in natural and artificial bioactive pyrrole derivatives. Eur. J. Med. Chem. 2015. Vol. 100. P. 1760–1787. (https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2015.06.009).
    7. Wilkerson W.W., Copeland R.A., Covington M., Trzaskos J.M. Antiinflammatory 4,5-diarylpyrroles. 2. Activity as a function of cyclooxygenase-2 inhibition. J. Med. Chem. 1995. Vol. 38. P. 3895–3901. (https://doi.org/10.1021/jm00020a002).
    8. Du C. The solubility of ethyl candesartan in mono solvents and investigation of intermolecular interactions. Liquids. 2022. Vol. 2(4). P. 404–412. (https://doi.org/10.3390/liquids2040023).
    9. Reichardt C., Welton T. Solvents and Solvent Effects in Organic Chemistry. 4th Ed. Wiley-VCH, 2011. (https://doi.org/10.1002/9783527632220).
    10. Wypych G. Handbook of Solvents. 2nd Ed. ChemTec Publishing, 2014.
    11. Marcus Y. The Properties of Solvents. Wiley, 1998.
    12. Li Z., Guo J., Hu B., Zhou C., Zheng Y., Zhao H., Li Q. Solubility measurement, modeling, and solvent effect of M-hydroxyacetophenone in ten pure and binary mixed solvents from T = (289.15–325.15) K. J. Mol. Liq. 2022. Vol. 353. Art. 118798. (https://doi.org/10.1016/j.molliq.2022.118798).
    13. Maharana A., Sarkar D. Solubility measurements and thermodynamic modeling of pyrazinamide in five different solvent-antisolvent mixtures. Fluid Phase Equilib. 2019. Vol. 497. P. 33–54. (https://doi.org/10.1016/j.fluid.2019.06.004).
    14. Huang W., Wang H., Li C., Wen T., Xu J., Ouyang J., Zhang C. Measurement and correlation of solubility, Hansen solubility parameters and thermodynamic behavior of clozapine in eleven mono-solvents. J. Mol. Liq. 2021. Vol. 333. Art. 115894. (https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.115894).
    15. Wu Y., Zhang X., Di Y., Zhang Y. Solubility determination and modelling of 4-Nitro-1,2-phenylenediamine in eleven organic solvents from T = (283.15 to 318.15) K and thermodynamic properties of solutions. J. Chem. Thermodyn. 2017. Vol. 106. P. 22–35. (https://doi.org/10.1016/j.jct.2016.11.014).
    16. Li X., Wang M., Du C., Cong Y., Zhao H. Thermodynamic functions for solubility of 3-nitro-O-toluic acid in nine organic solvents from T = (283.15 to 318.15) K and apparent thermodynamic properties of solutions. J. Chem. Thermodyn. 2017. Vol. 110. P. 87–98. (https://doi.org/10.1016/j.jct.2017.02.017).
    17. Ridka O., Matiychuk V., Sobechko I., Tyshchenko N., Novyk M., Sergeev V., Goshko L. Thermodynamic properties of methyl 4-(4-methoxyphenyl)-6-methyl-2-oxo-1,2,3,4-tetrahydro-pyrimidine-5-carboxylate in Organic Solutions. Fr.-Ukr. J. Chem. 2019. Vol. 7(2). P. 1–8. (https://doi.org/10.17721/fujcV7I2P1-8).
    18. Shevchenko D.S., Horak Y.I., Tischenko N.I., Pyshna D.B., Sobechko I.B. Thermodynamic properties of 3-(1,5-diphenylpyrrol-2-yl)-propanoic acid. Chem. Tech. App. Subst. 2024. Vol. 7(1). P. 8–14. (https://doi.org/10.23939/ctas2024.01.008).
    19. Shevchenko D. S., Horak Y.І., Tischenko N.I., Pyshna D.B., Obushak M.D., Sobechko I.B. Thermodynamic parameters of the solubility of 3-(1,5-diphenylpyrrol-2-yl)propanoic acid in Organic Solvents. Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii. 2025. No. 2. P. 24–32. (https://doi.org/10.32434/0321-4095-2025-159-2-24-32).
    20. Shevchenko D., Horak Y., Tyschenko N., Kichura D., Obushak M., Sobechko I. Synthesis and thermodynamic parameters of phase transitions of 3-(1-R-5-phenyl-1H-pyrrol-2-yl)propanoic acid derivatives. Chemistry & Chemical Technology 2024. Vol. 19(1).

Як цитувати:

КОСТЮК Р., ГОРАК Ю., ОБУШАК М., СОБЕЧКО І. ТЕРМОДИНАМІЧНІ ПАРАМЕТРИ РОЗЧИННОСТІ 1-R-2-МЕТИЛ-5-ФЕНІЛПІРОЛ-3-КАРБОНОВИХ КИСЛОТ У АЦЕТОНІТРИЛІ. Праці НТШ. Хім. Наук. 2025. Т. 78. С. 226-235.

Завантажити файл