From Chemistry Towards Technology Step-By-Step From Chemistry Towards Technology Step-By-Step От химии к технологии шаг за шагом 2782-1900 6ab0f609f4b8449f7b1d6bf2 10.52957/2782-1900-2026-7-3-11-21 Научные статьи Scientific articles Научные статьи Sintez UF-absorbentov na osnove N-(2-aminoaril)proizvodnykh benzotriazola Синтез УФ-абсорбентов на основе N-(2-аминоарил)производных бензотриазола Хлопотинин Александр Игоревич Khlopotinin Alexander Igorevich

кандидат химических наук;

candidate of chemical sciences;

 Чувакова Ирина Михайловна Chuvakova Irina Mikhailovna Тихонов Иван Викторович Tihonov Ivan Viktorovich

кандидат химических наук;

candidate of chemical sciences;

 Чиркова Жанна Вячеславовна Chirkova Zhanna Vyacheslavovna chirkovazhv@ystu.ru

доктор химических наук;

doctor of chemical sciences;

 Бегунов Роман Сергеевич Begunov Roman Sergeevich begunov@bio.uniyar.ac.ru

кандидат химических наук;

candidate of chemical sciences;

 Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова Ярославль P.G. Demidov Yaroslavl State University Yaroslavl Ярославский государственный университет имени П. Г. Демидова Ярославль RU Yaroslavl State University Yaroslavl RU Ярославский государственный технический университет Ярославль Yaroslavl State Technical University Yaroslavl 23 09 2026 23 09 2026 7 3 11 21 08 06 2026 12 08 2026 © 2026 Хлопотинин А.И., Чувакова И.М., Тихонов И.В., Чиркова Ж.В., Бегунов Р.С. © 2026 Khlopotinin A.I., Chuvakova I.M., Tihonov I.V., Chirkova Z.V., Begunov R.S. 2026 Хлопотинин Александр Игоревич, Чувакова Ирина Михайловна, Тихонов Иван Викторович, Чиркова Жанна Вячеславовна, Бегунов Роман Сергеевич Khlopotinin Alexander Igorevich, Chuvakova Irina Mikhailovna, Tihonov Ivan Viktorovich, Chirkova Zhanna Vyacheslavovna, Begunov Roman Sergeevich Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0) https://comincon.ru/en/nauka/publications/6ab0f609f4b8449f7b1d6bf2/view

В ходе реакций ароматического нуклеофильного замещения и восстановления получены смеси 1-(2-NH2-4-CF3-фенил)-1H- и 2-(2-NH2-4-CF3-фенил)-2H-бензотриазола, содержащие 1- и 2-замещенные изомеры в различных соотношениях. Изучена интенсивность УФ абсорбции смесями данных аминосоединений. Все смеси аминопроизводных бензотриазола обладали абсорбцией в диапазонах 280-200 нм, 315-280 нм и 400-315 нм. С увеличением содержания в смеси 2-замещенного изомера способность поглощать UVA и UVB излучение усиливалась. При преобладании в смеси 1 замещенного производного более интенсивно абсорбировались UVС лучи. Наиболее перспективной оказалась смесь, содержащая 1- и 2-замещенные изомеры в соотношении 1 : 0.49, которая обладала сплошной и значительной абсорбцией во всем изучаемом диапазоне УФ спектра. По результатам квантовохимических расчетов показано, что гипсохромный сдвиг максимумов поглощения в УФ-спектре 1-замещенного изомера обусловлен стерическими затруднениями, которые делают молекулу существенно неплоской и нарушают сопряжение между бензотриазольным и анилиновым фрагментами. Это приводит к увеличению энергетической щели между ВЗМО и НВМО и возрастанию энергии электронных переходов.

В ходе реакций ароматического нуклеофильного замещения и восстановления получены смеси 1-(2-NH2-4-CF3-фенил)-1H- и 2-(2-NH2-4-CF3-фенил)-2H-бензотриазола, содержащие 1- и 2-замещенные изомеры в различных соотношениях. Изучена интенсивность УФ абсорбции смесями данных аминосоединений. Все смеси аминопроизводных бензотриазола обладали абсорбцией в диапазонах 280-200 нм, 315-280 нм и 400-315 нм. С увеличением содержания в смеси 2-замещенного изомера способность поглощать UVA и UVB излучение усиливалась. При преобладании в смеси 1 замещенного производного более интенсивно абсорбировались UVС лучи. Наиболее перспективной оказалась смесь, содержащая 1- и 2-замещенные изомеры в соотношении 1 : 0.49, которая обладала сплошной и значительной абсорбцией во всем изучаемом диапазоне УФ спектра. По результатам квантовохимических расчетов показано, что гипсохромный сдвиг максимумов поглощения в УФ-спектре 1-замещенного изомера обусловлен стерическими затруднениями, которые делают молекулу существенно неплоской и нарушают сопряжение между бензотриазольным и анилиновым фрагментами. Это приводит к увеличению энергетической щели между ВЗМО и НВМО и возрастанию энергии электронных переходов.

 УФ-абсорберы N-(2-аминоарил)-бензотриазолы реакция SNAr восстановление УФ спектры диапазон длин волн 280-200 нм 315-280 нм и 400-315 нм квантово-химическое моделирование

Lu T., Solis-Ramos E., Yi Y., Kumosa M. UV degradation model for polymers and polymer matrix composites. Pol. Deg. and Stab., 2018, 154, 203-210. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2018.06.004. Lu T., Solis-Ramos E., Yi Y., Kumosa M. UV degradation model for polymers and polymer matrix composites. Pol. Deg. and Stab., 2018, 154, 203-210. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2018.06.004. Wypych G. Handbook of UV degradation and stabilization. Elsevier, 2020, 518 p. URL: www.sciencedirect.com/book/9781927885574/handbook-of-uv-degradation-and-stabilization. Wypych G. Handbook of UV degradation and stabilization. Elsevier, 2020, 518 p. URL: www.sciencedirect.com/book/9781927885574/handbook-of-uv-degradation-and-stabilization. Rabek J. F. Polymer photodegradation: mechanisms and experimental methods. Springer Science & Business Media, 2012, 664 p. URL: https://link.springer.com/book/10.1007/978-94-011-1274-1. Rabek J. F. Polymer photodegradation: mechanisms and experimental methods. Springer Science & Business Media, 2012, 664 p. URL: https://link.springer.com/book/10.1007/978-94-011-1274-1. Bisht P., Pandey K.K., Barshilia H.C. Photostable transparent wood composite functionalized with an UV absorber. Polym. Degrad. Stab., 2021, 189, Article 109600. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2021.109600. Bisht P., Pandey K.K., Barshilia H.C. Photostable transparent wood composite functionalized with an UV absorber. Polym. Degrad. Stab., 2021, 189, Article 109600. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2021.109600. Cormack P.A.G., Erdemli O.C., Sankey S.W. Polymerizable UV absorbers for the UV stabilization of polyesters. I. Design, synthesis and polymerization of a library of UV absorbing monomers. Arkivoc, 2021, 6. 148-173. DOI: 10.24820/ark.5550190.p011.575. Cormack P.A.G., Erdemli O.C., Sankey S.W. Polymerizable UV absorbers for the UV stabilization of polyesters. I. Design, synthesis and polymerization of a library of UV absorbing monomers. Arkivoc, 2021, 6. 148-173. DOI: 10.24820/ark.5550190.p011.575. Zhang Y., Naebe M. Lignin: A review on structure, properties, and applications as a light-colored UV absorber. ACS Sustainable Chem. Eng., 2021, 9(4), 1427-1442. DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c06998. Zhang Y., Naebe M. Lignin: A review on structure, properties, and applications as a light-colored UV absorber. ACS Sustainable Chem. Eng., 2021, 9(4), 1427-1442. DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c06998. El-Hiti G.A., Ahmed D.S., Yousif E., Al-Khazrajy O.S., Abdallh M., Alanazi S.A. Modifications of polymers through the addition of ultraviolet absorbers to reduce the aging effect of accelerated and natural irradiation. Polymers, 2021, 14(1), 20. DOI: https://doi.org/10.3390/polym14010020. El-Hiti G.A., Ahmed D.S., Yousif E., Al-Khazrajy O.S., Abdallh M., Alanazi S.A. Modifications of polymers through the addition of ultraviolet absorbers to reduce the aging effect of accelerated and natural irradiation. Polymers, 2021, 14(1), 20. DOI: https://doi.org/10.3390/polym14010020. Лефедова О.В., Немцева М.П. Жидкофазная гидрогенизация 2-нитро-2'-гидрокси-5'-метилазобензола на скелетном никеле с целью получения фотостабилизирующей композиции. Изв. вузов. Химия и хим. технология, 2025, 68(9), 106-114. DOI: 10.6060/ivkkt.20256809.7267. Lefedova O.V., Nemtzeva M.P. Liquid-phase hydrogenation of 2-nitro-2'-hydroxy-5'-methylazobenzene on skeletal nickel to obtain a photo-stabilizing composition. ChemChemTech, 2025, 68(9), 106-114. DOI: 10.6060/ivkkt.20256809.7267. Лефедова О.В., Немцева М.П. 2-2'-Гидрокси-5'-метилфенилбензотриазол и продукты его гидрогенизации в стабилизации полистирола. Ж. прикл. химии., 2012, 85(7), 1163-1167. Lefedova O.V., Nemtseva M.P. 2-(2-Hydroxy-5-methylphenyl)benzotriazole and Its Hydrogenation Products in Polystyrene Stabilization. Russ. J. Appl. Chem., 2012, 85(7), 1128-1132. DOI: 10.1134/S1070427212070245 Cui Z., Li X., Wang X., Pei K., Chen W. Structure and properties of N-heterocycle-containing benzotriazoles as UV absorbers. J. Mol. Struct., 2013, 1054, 94-99. DOI: 10.1016/j.molstruc.2013.09.045. Cui Z., Li X., Wang X., Pei K., Chen W. Structure and properties of N-heterocycle-containing benzotriazoles as UV absorbers. J. Mol. Struct., 2013, 1054, 94-99. DOI: 10.1016/j.molstruc.2013.09.045. Pijeau S., Foster D., Hohenstein E.G. Excited-state dynamics of a benzotriazole photostabilizer: 2-(2′-hydroxy-5′-methylphenyl)benzotriazole. J. Phys. Chem. A., 2017, 121(34), 6377-6387. DOI: 10.1021/acs.jpca.7b04504. Pijeau S., Foster D., Hohenstein E.G. Excited-state dynamics of a benzotriazole photostabilizer: 2-(2′-hydroxy-5′-methylphenyl)benzotriazole. J. Phys. Chem. A., 2017, 121(34), 6377-6387. DOI: 10.1021/acs.jpca.7b04504. Kim S., Hwang T.G., Namgoong J.W., Kim H.M., Kim P.J. Effect of linker moiety on linear dimeric benzotriazole derivatives as highly stable UV absorber for transparent polyimide film. Dyes Pigm., 2020, 180, Article 108469. DOI: 10.1016/j.dyepig.2020.108469. Kim S., Hwang T.G., Namgoong J.W., Kim H.M., Kim P.J. Effect of linker moiety on linear dimeric benzotriazole derivatives as highly stable UV absorber for transparent polyimide film. Dyes Pigm., 2020, 180, Article 108469. DOI: 10.1016/j.dyepig.2020.108469. Naumov S., Herzog B., Abel B. Spectra and photorelaxation of hydroxyphenyl-benzotriazole-type UV absorbers: From monomers to nanoparticles. J. Phys. Chem. A., 2020, 124(4). 625-632. DOI: 10.1021/acs.jpca.9b09883. Naumov S., Herzog B., Abel B. Spectra and photorelaxation of hydroxyphenyl-benzotriazole-type UV absorbers: From monomers to nanoparticles. J. Phys. Chem. A., 2020, 124(4). 625-632. DOI: 10.1021/acs.jpca.9b09883. Wu F., Tan S., Fang Z., Deng J., He Z., Huang C., Au C., Yi B. Substituent Effects on the Ultraviolet Absorption Properties of 2,4-Dihydroxy Dibenzophenone. Molecules, 2022, 27(23), Article 8169. DOI: 10.3390/molecules27238169 Wu F., Tan S., Fang Z., Deng J., He Z., Huang C., Au C., Yi B. Substituent Effects on the Ultraviolet Absorption Properties of 2,4-Dihydroxy Dibenzophenone. Molecules, 2022, 27(23), Article 8169. DOI: 10.3390/molecules27238169 Huang Z., Ding A., Guo H., Lu G., Huang X. Construction of nontoxic polymeric UV-absorber with great resistance to UV-photoaging. Sc. Rep., 2016, 6(1), 1-12. DOI: 10.1038/srep25508. Huang Z., Ding A., Guo H., Lu G., Huang X. Construction of nontoxic polymeric UV-absorber with great resistance to UV-photoaging. Sc. Rep., 2016, 6(1), 1-12. DOI: 10.1038/srep25508. Pospíšil J., Nešpurek S. Photostabilization of coatings. Mechanisms and performance. Prog. Polym. Sci., 2000, 25(9). P. 1261–1335 DOI: 10.1016/S0079-6700(00)00029-0. Pospíšil J., Nešpurek S. Photostabilization of coatings. Mechanisms and performance. Prog. Polym. Sci., 2000, 25(9). P. 1261–1335 DOI: 10.1016/S0079-6700(00)00029-0. Merrill J.R., Bennett R.G. Influence of Intramolecular Hydrogen Bonding on Electronic De‐excitation in Amidophenylbenzotriazoles. J. Chem. Phys., 1965, 43(4), 1410-1414. DOI: 10.1063/1.1696934. Merrill J.R., Bennett R.G. Influence of Intramolecular Hydrogen Bonding on Electronic De‐excitation in Amidophenylbenzotriazoles. J. Chem. Phys., 1965, 43(4), 1410-1414. DOI: 10.1063/1.1696934. Бегунов Р.С., Хлопотинин А.И., Лобанова Л.В., Воронцов С.М., Савина Л.И., Данилова А.С. Новые УФ поглотители на основе N-(2-аминоарил)бензотриазолов. Изв. вузов. Химия и хим. технология, 2024, 67(11), 86-94. DOI: 10.6060/ivkkt.20246711.7070. Begunov R.S., Khlopotinin A.I., Lobanova L.V., Vorontsov S.M., Savina L.I., Danilova A.S. New UV absorbers based on N-(2-aminoaryl)benzotriazoles. ChemChemTech, 2024, 67(11), 86-94. DOI: 10.6060/ivkkt.20246711.7070. Хлопотинин А.И. Синтез, функционализация и свойства N-(2-аминоарил)бензотриазолов, дис. канд. хим. наук. М., 2026, 137 с. Hlopotinin A.I. Sintez, funkcionalizaciya i svoystva N-(2-aminoaril)benzotriazolov, dis. kand. him. nauk. M., 2026, 137 s. Бегунов Р.С., Орлов В.Ю., Копейкин В.В. Влияние природы растворителя на ориентацию моновосстановления однозамещенных 2,4-динитробензолов. Изв. вузов. Химия и хим. технология, 1998, 41(5), 9-11. Begunov R.S., Orlov V.Yu., Kopeikin V.V. Vliyanie prirody rastvoritelya na orientatsiyu monovosstanovleniya odnozameshchennykh 2,4-dinitrobenzolov. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol., 1998, 41(5), 9-11 (in Russian) Rusanov A.L., Komarova L.G., Prigozhina M.P., Begunov R.S., Yakovleva Y.S. Benzophenone-type unsymmetrical substituted aromatic diamines and organosoluble polyimides therefrom. High Perform. Polym., 2009, 21(6), 729-743. DOI: 10.1177/0954008308099187 Rusanov A.L., Komarova L.G., Prigozhina M.P., Begunov R.S., Yakovleva Y.S. Benzophenone-type unsymmetrical substituted aromatic diamines and organosoluble polyimides therefrom. High Perform. Polym., 2009, 21(6), 729-743. DOI: 10.1177/0954008308099187 Бегунов Р.С., Валяева А.Н., Башкирова А.А., Беломоина Н.М., Булычева Е.Г. Эффективный способ синтеза полиядерных тетрааминов - мономеров для полигетероариленов. Изв. АН. Сер. хим., 2018, 6, 1072-1077. Begunov R.S., Valyaeva A.N., Bashkirova A.A., Belomoina N.M., Bulycheva E.G. An effective synthesis of polynuclear tetraamines, monomers for polyheteroarylenes. Russ. Chem. Bull., 2018, 67(6), 1072-1077. DOI: 10.1007/s11172-018-2182-8 Богданова Д.М., Савина Л.И., Бегунов Р.С. Синтез и функционализация аминопроизводных пиридо[1,2-a]бензимидазола. От химии к технологии шаг за шагом, 2022, 3(4), 30-38. URL: http://chemintech.ru/index.php/tor/2022-3-4 (дата обращения 23.07.2026) Bogdanova D.M., Savina L.I. Begunov R.S. Synthesis and functionalization of pyrido[1,2-a]benzimidazole amino derivatives. From Chemistry Towards Technology Step-By-Step, 2022, 3(4), 80-87 [online]. Available at: http://chemintech.ru/index.php/tor/2022-3-4 Neese F. Software update: The ORCA program system –Version 5.0. Wiley Interdiscip. Rev. Comput. Mol. Sci., 2022, 12(5), e1606. DOI: 10.1002/wcms.1606 Neese F. Software update: The ORCA program system –Version 5.0. Wiley Interdiscip. Rev. Comput. Mol. Sci., 2022, 12(5), e1606. DOI: 10.1002/wcms.1606 Grimme S., Hansen A., Ehlert S., Mewes J.-M. r2SCAN-3c: A “Swiss army knife” composite electronic structure method. J. Chem. Phys., 2021, 154(6), 064103. DOI: 10.1063/5.0040021 Grimme S., Hansen A., Ehlert S., Mewes J.-M. r2SCAN-3c: A “Swiss army knife” composite electronic structure method. J. Chem. Phys., 2021, 154(6), 064103. DOI: 10.1063/5.0040021 Stephens P.J., Devlin F.J., Chabalowski C.F., Frisch M.J. Ab initio calculation of vibrational absorption and circular dichroism spectra using density functional force fields. J. Phys. Chem., 1994, 98(45), 11623-11627. DOI: 10.1021/j100096a001 Stephens P.J., Devlin F.J., Chabalowski C.F., Frisch M.J. Ab initio calculation of vibrational absorption and circular dichroism spectra using density functional force fields. J. Phys. Chem., 1994, 98(45), 11623-11627. DOI: 10.1021/j100096a001 Lee C., Yang W., Parr R.G. Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density. Phys. Rev. B., 1988, 37(2), 785-789. DOI: 10.1103/PhysRevB.37.785 Lee C., Yang W., Parr R.G. Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density. Phys. Rev. B., 1988, 37(2), 785-789. DOI: 10.1103/PhysRevB.37.785 Weigend F., Ahlrichs R. Balanced basis sets of split valence, triple zeta valence and quadruple zeta valence quality for H to Rn: Design and assessment of accuracy. Phys. Chem. Chem. Phys., 2005, 7(18), 3297-3305. DOI: 10.1039/b508541a Weigend F., Ahlrichs R. Balanced basis sets of split valence, triple zeta valence and quadruple zeta valence quality for H to Rn: Design and assessment of accuracy. Phys. Chem. Chem. Phys., 2005, 7(18), 3297-3305. DOI: 10.1039/b508541a Grimme S., Antony J., Ehrlich S., Krieg H. A consistent and accurate ab initio parametrization of density functional dispersion correction (DFT-D) for the 94 elements H-Pu. J. Chem. Phys., 2010, 132(15), 154104. DOI: 10.1063/1.3382344 Grimme S., Antony J., Ehrlich S., Krieg H. A consistent and accurate ab initio parametrization of density functional dispersion correction (DFT-D) for the 94 elements H-Pu. J. Chem. Phys., 2010, 132(15), 154104. DOI: 10.1063/1.3382344 Barone V., Cossi M. Quantum calculation of molecular energies and energy gradients in solution by a conductor solvent model. J. Phys. Chem. A., 1998, 102(11), 1995-2001. DOI: 10.1021/jp9716997 Barone V., Cossi M. Quantum calculation of molecular energies and energy gradients in solution by a conductor solvent model. J. Phys. Chem. A., 1998, 102(11), 1995-2001. DOI: 10.1021/jp9716997 Chemcraft – graphical software for visualization of quantum chemistry computations. Version 1.8, build 682. https://www.chemcraftprog.com Chemcraft – graphical software for visualization of quantum chemistry computations. Version 1.8, build 682. https://www.chemcraftprog.com