Способ получения 2,2-диалкил-2н-имидазол-1-оксидов

 

Изобретение касается гетероциклических соединений, в частности получения 2,2- диалкил-2Н-имидазол-1-оксидов общей формулы |г-0 , гЛ-пы CK1 N-CK2Kj-Nl.)CH где RI-З- см. ниже-, полупродуктов для синтеза стабильных нитроксильных радикалов имидазолина. например антиоксидантов, антидетонаторов,аналитических реагентов. Цель - создание нового способа получения новых полупродуктов для указанного назначения . Синтез ведут реакцией при 56-100°С гидроксиминометилкетона с алифатическим кетоном и ацетатом аммония в уксусной кислоте с последующим выделением целевого продукта. Значения RI, R2, Rs; выход, %, т.пл., °С, брутто-ф-ла: а)СбН5, СНз. СНз, 90,108-109. CiiHi2N20; б) CeHs, СНз, (СН2)7-СНз, 60, масло , Ci8H26N20; в) С6Н5, СНз. СН2 С(0)ОС2Нз, 40, 58-61. СцН1б№Оз: г) CeHs, СНз, СН2СН2С(0)ОСНз, 80, масло, CuHieNaOa; д) CeHs, СНз, СН2-СН2-СООН. 60, 107-109, Ci3Hi4N203; e) СбН5, СН2СН2СНз, СНаСНгСНз, 67, 77-79, Ci5H2oN20; ж) СНз, СНзСНз, 63, 27-29. СбНюМ20; з) , СНз. СНз, 60, 186-188, СбНдЫз02,- и) n-N02- СеН, СНз, 56, 213-214, СиНпЫзОз. мые новые соединения стабильны и более доступны за счет использования гидроксими пометил кетонов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 07 D 233/64

ГОСУДАРСТВЕННЫ и КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4483026/04 (22) 16,09.88 (46) 23.10.92. Бюл. от 39 (71) Новосибирский институт органической химии СО АН СССР (72) И.А.Кирилюк, И.А,Григорьев и Л.Б.Володарский (56) Sammes М.P„Katrltzky А,R. Adv. Hetегоc.

Chem.. 1984, v. 35, р. 375. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,2-ДИАЛКИЛ2Н-ИМИДАЗОЛ-1-ОКСИДОВ (57) Изобретение касается гетероциклических соединений, в частности получения 2,2диалкил-2Н-имидазол-1-оксидов общей % N-cRRR3™(-.) где R1-з- см. ниже-, полупродуктов для синтеза стабильных нитроксильных радикалов имидазолина, например антиоксидантов, антидетонаторов, аналитических реагентов.

Цель.— создание нового способа получения

Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, а именно, к новому способу получения новых 2,2-диалкил-2Нимидазол-1-оксидов формулы (1), где н1, Rz u

Яз имеют следующие значения; CX

Йз

О

a) R1=C6H5, R2=Rg=CHa б) R1=C6H5. Вг=СНз, Вз=(СНг)7СНз

e) R1=C6H5, Rz= Нз. Вз=СН2СООСгН5 г)В1=С6Н5,вг=СНЗ, Вз=СН2СН2СООСНз д) К1=С6Н5, Вг=СНз, Вз=СНгСН2СООН е) R1=C6H5, йг=йз=СН2СН2СНз ж) В1=Вг=йз=СНз

3) R1=CH=NOH, Rz=Rg=CHg

ЫЛ,, 1770321 А1 новых полупродуктов для указанного назначения. Синтез ведут реакцией при 56-100 С гидроксиминометилкетона с алифатическим „. кетоном и ацетатом аммония в уксусной кис-: лоте с последующим выделением целевого продукта. Значения R1, Rz, Яз; выход, 7, т. пл., С, брутто-ф-ла: а) С6Н5, СНз, СНз, 90, 108-109, С11Н12йгО; б) С6Н5, СНз, (СНг)7-СНз, 60, масло, C16H26N20; в) С6Н5, СНз. CHz C(0)OCzH5, 40, 58-61, С14Н161чгОз: г) С6Н5, С Нз, CH2CH2C(O)0CH3 80, масло, С14Н16И20з, д)

С6Н5, СНз, СН2-СН2-СООН, 60, 107-109, С1зН14йгОз; е) С6Н5, С Н2СН2СНз, СН2СН2СНз, 67, 77-79, C15HzoN20; ж) СНз, СНзСНз, 63, 27-29, C6H16N20; з) СН=NOH, СНэ, СНз, 60, 186-188, С6Н9йз02; и) и-NO2С6Н4, СНз, 56, 213-214, С11Н11йзОз. Получаемые новые соединения стабильны и более доступны за счет использования гидроксиминометилкетонов. ай и) 1=п О21чС6Н4, Йг=йз =СНЗ

2,2-Диалкил-2 Н-имидазол-1-оксиды указанного строения, содержащие альдонитронную группу в составе гетероцикла, могут быть использованы в качестве проме- (д) жуточных соединений для получения стабильных нитроксильных радикалов ъ имидаэолина, которые могут применяться в качестве ингибиторов полимеризации, антидетонаторов, антиоксиданто в, радиационных сенсибилиааторов, аналитических; реагентов, индикаторов движения подзем-, ных вод, спиновых меток и зондов, Цель изобретения — новый способ получения новых 2,2-диалкил-2Н-имидазол-1-оксидов, которь.е бы позволили получать стабильные нитроксильные радикалы, содер1770321

55 жащие различные функциональные группы, на основе доступных исходных продуктов.

Цель изобретения достигается конденсацией гидроксиминометилкетонов (2) с алифатическими кетонами (3) и ацетатом ам- 5 мония в уксусной кислоте при температуре

56-100 С с последующим выделением целевого продукта

О

2 3 1 где R,, R u R (4меют указанные значения, Нижеследующие примеры иллюстрируют синтез соединений по изобретению, Пример 1. Получение 2,2-диметил-4фенил-2Н-имидазол-1-оксида (!а), Смесь 1 г гидроксиминометилфенилкетона, 5 мл ацетона, 5 мл уксусной кислоты и

3 г ацетата аммония кипятят на водяной бане с обратным холодильником 2 ч, после чего реакционную массу разбавляют 50 мл воды и экстрагируют хлороформом 5 раз по

20 мл. Экстракт сушат Мд$04, хлороформ упаривают, остаток хроматографируют на колонке с силикагелем, элюент — эфир— гексан 1:1. Полученный 2Н-имидазол-1-оксид (Ia) перекристаллизовывают из смеси этилацетат — гексан 1:1. Выход — 1,14 r (90,(), т.пп. 108-109 С. ИК-спектр (KBr), р, см: 3090 (N=C-H), 1520, 1580 (C=N). УФ спектр (этанол), 4,«, нм, (Ig я): 237 (4,30), 280 (4,24). Спектр ПМР в (СОз)2СО, д, м.д.;

1,53 6Н, с, (Гем. СНз), 7,60, ЗН, м, 8,10, 2Н, м, (С6Н6), 8, IO, 1Н, с, (N=CH).

Найдено, : С 70,1; Н 6,3; N 14,9.

C»HnN2О

Вычислено. %: С 70,2; Н 6,4; N 14,9.

Пример 2. Получение 2-метил-2-октил-4-фенил-2Н-имидазол-1-оксида (IG), Смесь 1 r гидроксиминометилфенилкетона, 5 мл деканона-2, 5 мл уксусной кислоты и

3 г ацетата аммония нагревают на кипящей водяной бане 4 ч, после чего реакционную массу разбавляют 50 мл воды и экстрагируют хлороформом 3 раза по 20 мл. Экстракт сушат

MgS04, хлороформ упаривают. остаток хроматографируют на колонке с силикагелем, элюент — эфир — гексан 1;1, 2Н-имидазол-1оксид (!б) получают в виде слегка коричневатого масла, выход 1,2 r(60 ). ИК спектр (CCI4), 17, см: 3080 (N=C-H), 1580, 1520 (C=N), УФ спектр (этанол), !(Вкс нм, (!д е ): 237 (4,25), 280 (4,17). Спектр ПМР в (С0з)2СО, д, м.д.:

1,60, ÇH, с, (2-СНз), 0,83, ЗН, м, 1,20, 12Н, м, 2,03, 2Н, м, ((СН2)уСНз), 7,50, ЗН, м, 7,83, 2Н, м, (C6H6), 7,77, 1Н, с, (N=CH).

Найдено, %. С 75,5; Н 8,9; N 9,3.

С1вН.гбйяО

Вычислено, ; С 75,7; Н 9,2; N 9,8.

Пример 3. Получение 2-метил-4-фен ил-2-это ксикарбон ил метил-2Н-имидаэол1-оксида (!в).

Смесь 1 г гидроксиминометилфенилкетона, 3,5 мл ацетоуксусного эфира, 5 мл уксусной.кислоты и 3 г ацетата аммония нагревают на кипящей водяной бане 4 ч, после чего реакционную массу разбавляют

50 мл воды и экстрагируют этилацетатом 5 раз по 20 мл. Экстракт сушат MgS04, этилацетат упаривают, остаток хроматографируют на колонке с силикагелем, элюент — эфир, Полученный 2Н-имидазол-1-оксид (!в) перекристаллизовывают из смеси этилацетат— пентен 1. 3. Выход — 0,7 г (401г)0, т.пп. 8861 С. ИК спектр (КВг), v, см: 3090 (N=CH), 1730 (СО), 1570, 1510 (С=N). УФ спектр (этанол), 4В„, нм, (Ig е ): 234 (4,18), 282 (4,12). Спектр ПМР в СОС!з,д, м.д.: 1,12, ЗН, т, 4,07, 2Н, к, J=7,3 Гц, (C2H6), 1,67, ЗН, с, (СНз), 3,08, 2Н, с, (СН2), 7,53. ÇH, м, 7,87, 2Н, м, (С6Н5), 7,80, 1Н, с, (N=CH).

Найдено, 70: С 64,3; Н 6,3; N 10.4.

C14H16N203

Вычислено, : С 64,9; Н 6,2; N 10.8, Пример 4. Получение 2-метил-2-(2-метоксикарбонилэтил)-4-фенил-2Н-имидазол

-1-оксида (Ir), Смесь 1 f гидроксиминометилфенилкетона, 4 мл метилового эфира левулиновой кислоты, 5 мл уксусной кислоты и 3 г ацетата аммония нагревают на водяное бане 4 ч. после чего реакционную массу разбавляют

50 мл воды и экстрагируют хлороформом 3 раза по 20 мл. Экстракт сушат M9$04, хлороформ упаривают, остаток хроматографируют на колонке с силикагелем, элюент— эфир. 2Н-имидазол-1-оксид (!г) получают в виде желтоватого масла. Выход — 1,4 г (80%), ИК спектр (CCI4), v, см: 3080 (N=C-H), 1740 (СО), 1570, 1510 (C=N). УФ спектр (этаHoli). Ямакс, нм, (!д 6 ): 237 (4,21), 282 (4,13).

Спектр ПМР в С0С!з, д,, м.д.: 1,62, ЗН, с, (СНз), 2,27, 4Н, м, (СН2СН2), 3,57. 3Н, с, (ОСНз), 7,53, ÇX, м, 7,90 2Н, м, (C6H6), 7,90, 1Н, c, (N=CH).

Найдено, : С 64,3; Н 5,7; N 10,5.

C14H16N203

Вычислено, : С 64,9; Н 6,2: N 10,8.

Пример 5, Получение 2-метил-2-(2ка рбоксиэтил)-4-фенил-2Н-имидазол-1-окс ида (!д).

Смесь 3 r гидроксиминометилфенилкетона. 9 r левулиновой кислоты, 20 мл уксус1770321 раз по 60 мл. Экстракт промывают насыщенным раствором Иа СОз 3 раза по 50 мл, водные вытягжки обьединяют и нейтрализуют 20 (> серной кислотой. Полученный раствор фильтру(от через бумажный фильтр и снова зкстрагируют хлороформом 5 раз по

50 мл. Экстракт сушат MgSO<, хлороформ упаривают, остаток растирают с сухим эфиром. Образовавшийсл осадок соединения (1д) перекристаллизовывают из смеси этилацатат — гаксаи 1.1. Выход — 3 г (60%1, т.пл.

107-109 С. ИК спектр (КВг), v см: 3090 (N=C-H), 1695 (СО), 1570, 1510, (C=N), УФ спектр (этанол), ЯВкВ, нм, (lg e ): 236 (4,22), 238 (4,15). Спектр ПМР в СОС1з, д, м.д.: 1,63, ЗН, с, (СНз), 2,23, 4Н, м, (CHzCHz), 7,50, ЗН, м, 7,87, 2Н, м, (СгНв), 7,87, 1Н, с, (М=С1-!), 10,23, 1Н. уш, (ОН), Найдено, 70: С 63,0; Н 5,7; N 11,2.

CINCH «NzOa

Вычислено, 70; С 63,4; Н 5,7; N 11,4.

Пример 6. Получение 2,2-дипропил4-фенил-2Н-имидазол-1-оксида (Iе).

Смесь 1 r гидроксиминометилфенилкетона, 4 мл дипропилкетона, 5 мл уксусной кислоты и 3 r ацетата аммония нагревают на кипящей водяной бане 5 ч, после чего реакционную массу разбавля(от 50 мл воды и экстрагируют хлороформом 3 раза по 20 мл.

Экстракт сушат MgSOp, хлороформ упаривают, остаток хроматографируют на колонке с силикагелем, элюент — эфир — гексан

1:1, 2Н-имидазол-1-оксид (Ie) перекристаллизовывают из гексана. Выход — 1,1 г (67 /) т.пл, 77-79"С. ИК спектр (КВг), v см ;

3080 (N=C-H), 1570, 1510 (C=N). УФ спектр (зтанол), 1,дВк0, нм, (Ig я }: 238 (4,18), 280 (4,11). Спектр ПМР в СС14, д, м,д.: 0,87, 10Н, м, 1,94, 4Н, м, ((СН2СН2СНз)2), 7,50, ЗН, м, 7 93, 2Н, м, (СбН5), 7,87, 1Н, с, (N=CH).

Найдено, 70: С 74,0: Н 8.2; N 11,2, С15Н20! 1!2О

Вычислено, 70: С 73,", Н 8,3; M 11,5.

Пример 7, Получение 2,2,4-триметил2 Н-имидазол-1-оксида {Ix).

Смесь 2 г гидроксиминоацетона, 5 мл уксусной кислоты, 10 мл ацетона и 3 г ацетата аммония кипятят с обратным холодильником 1 ч, после чего реакционную массу выливают в 100 мл воды и экстрагируют хлороформом 5 раз по 20 мл. Экстракт сушат MgSO2(, хлороформ упарива(от, остаток хроматографируют на колонке с силикагелем, элюент — хлороформ. Полученный 2Нимидазол-1-оксид (!ж) возгоняют в сублиматоре при 2 мм рт.ст. и 100 С. Выход — 2,0 г(63 Д), т.пл. 27-29 С. ИК спектр(СС14), v, см: 3130 (N=C-H), 1605, 1520 {C=N).

УФ спектр (этанол), Л ВВВ, нм, (Ig 8 ): 203

55 (3,91). Спектр ПМР в СС!1, д, м,д.: 1,46, 6Н, с, (2-СНз), ",30, 3Н, с, (4-С1-!з), 7,23, 1Н. с, (К-СН).

Найдено, 7 .: С 56.6; Н 0,4; N 22,2.

CrH1p Mz 0

Вычислено,, ; С 57,1; Н 0,0; M 22,2.

Пример О, Получение 4-гидроксиминометил-2,2-диметил-2 Н-имида зол-1-оксида (lз).

Смесь 2 г дигидраксиминоацетона, 10 мл ацетона, 1 мл уксусной кислоты и 3 г ацетата амманMR нагревают на кипящей Во дяной бане 1 ч, после чего реакционную массу Выливают н 100 мл насыщенного рас- твора NaC! u экстрагиру(от этилнцетатом 10 раз по 30 мл. Экстракт сушат MgSO<, этилаЦетат УпаРигза(от, к обРазонаншейсл массе приливают 50 мл гептана и снова упарина(от.

Остаток растира(от с 20 мл смеси этилацетат — гексан 1:1, осадок 2 Н-имидазол-1-оксида (13) отфильтровыва(от и перекристаллизовынают из хлороформа. Вьиод — 1.5 г (50%I, т,пл.

186-188 С. ИК спектр (КВг), т1, см: 3090 (N=C-H), 1610, 1590, 1530 (C=N). УФ спектр (Этанол), 51акс, нм, (Ig Я ) . 231 (4,50), 292 (4,04). Спектр ПМР в(СОз)АБО, д, м.д.: 1,43, 6Н, с, (Гем. СНз), 7,73, 11-(, с, {О N=CH), 7,97, 1Н, с, (О-К=СН), 12,43, IH, уш (ОН).

Найдено, 7, С 46,5; Н 5 9 И 27,4.

СнНФ1зОг

Вычислено, /,: С 46,5; Н 5,9; N 27,1.

Пример 9. Получение 2,2-дик1етил-4(4-нитрофенил)-21+имидазол-1-оксида {!и!.

Смесь 3 г и-нитроизонитрозоацетофенона, 25 мл ацетона, 9 г ацетата аммония и 15 мл уксусной кислоты киплтят с обратным холодильником 1 ч. Реакционную массу oxna>v.— дают до 20 С, выпавший осадок соединения (1и) отфильтронынают и перекристаллизоныааизт из зтаиола. Выход — 2,0 г (55%), т.пл.

213-214 С. ИК спектр (КВг), т>, см: 3100 (N=C-Í), 1520, 1350, (NOz), УФ спектр (этанол), смаке, (тм, {Ig е ): 282 (4,41), Спектр ПМР в

СОС1з, д, м.д.: 1,67, 6Н, с, (Гем. Cl-!з),7,87, 1Н, с, (! (-СН), 0,17, 0,43, АА В В, J=-9 Гц, (СнН ), Найдено, Я: С 56,7; Н 4,8; N 10,1.

С11Н1ЛзОз

Вычислено,,4: C 56Я; H 4,0; N 18,0, Таким образом, предложенный способ позволяет получать 2,2-диалкил-2Н-имидазол-1-оксиды простым способом на основе доступных гидроксиминометилкетонов.

Изобретение мажет быть использовано при синтезе. ценных нитроксильных радикалон.

Формула изобротснил

Способ получения 2,2-диалкил-2 Н-ими+330R-1-OKCl1 0(3 формулы

1770321

Составитель Г.Жукова

Техред М.Моргентал Корректор В fleTpah

Редактар

Заказ 3711 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101 где а) R1-С6Н5. Rz-йз-СНз, б) R1-С6Н6. Rz-СНз, йз-(СН2)тСНз, в) й1-.С6Н6, й2-СНз, йз-СН2СООС2Н5 г) R1-С6Н6, Rz-СНз, йз-СН2СН2СООСНз, д) й1-С6Н6, й2-СНз, йз-СН2СН2СООН, е) й1-С6Н6, й2=йз-СН2СК2СНЗ. ж) й1=й2=йз-СНз, з) й1-CH=NOH. й2=йз-СНз, " и) й1-и-02NC6H4i R2R3 С зю

K) R1-СМ, й2=йз-СНз, л) R1-СООСНз, й2=йз-СНз, м) R1-CONHz, й2=йз-СНз, н) й1-п-H2NC6H4, й2 йз СНз, 10 как промежуточные соединения для получения стабильных радикалов имидаэолина.