Способ получения замещенных пиридо[1,2-а][1,3]бензимидазолов

 

Описывается способ получения замещенных пиридо[1,2-а]-[1,3]бензимидазолов общей формулы

где 1 R=NO₂, Rl=H;

2 R=CF₃ , Rl=Н;

3 R=CN, Rl=H;

4 R=R1=CN,

которые могут быть использованы в качестве полупродуктов в синтезе флуоресцентных и биологически активных веществ. Способ заключается во взаимодействии 2-нитро-4-R-5-Р1-галогенбензола с пиридином и восстановлении полученной соли N-(2-нитро-4-R-5-R1-фенил)пиридиния, причем взаимодействие 2-нитро-4-R-5-R1-галогенбензолов с пиридином осуществляют при температуре 20°С и мольном соотношении 2-нитро-4-R-5-Rl-галогенбензол:пиридин=l:7, а восстановлению подвергают спиртовой раствор соли раствором SnCl₂·2H₂O в 3%-ной НС1 при мольном соотношении соль N-(2-нитро-4-R-5-R1-фенил)-пиридиния: SnCl₂·2H ₂O=1:3 при температуре 20°С в течение 0,12 ч. Описываемый способ позволяет получить целевой продукт с высоким выходом и чистотой из доступного сырья при комнатной температуре и в короткий промежуток времени. 2 табл.

Изобретение относится к способу синтеза азотсодержащих гетероциклических соединений, в частности к получению замещенных пиридо[1,2-α][1,3] бензимидазолов общей формулы

где 1 R=NO₂, R1=Н;

2 R=СF₃ , R1=Н;

3 R=CN, R1=Н;

4 R=R1=CN.

которые могут быть использованы в качестве полупродуктов в синтезе флуоресцентных и биологически активных веществ. К заявляемым соединениям относятся:

7-нитропиридо[1,2-α][1,3]бензимидазол (1):

7-(трифторметил)пиридо[1,2-α][1,3]бензимидазол (2):

пиридо [1,2-α][1,3] бензимидазол-7-карбонитрил (3):

пиридо[1,2-α][1,3]бензимидазол-7,8-дикарбонитрил (4):

Известен способ получения замещенных пиридо[1,2-α][1,3]бензимидазолов, основанный на взаимодействии пикрилхлорида или 2,4-динитрохлорбензола с 2-аминопиридином в бензоле при 20°С и циклизации полученных соединений кипячением при температуре 190°С в N,N-диметиланилине 2,5 часа в атмосфере азота (Morgan S.G., Stewart J. // J. Chem. Soc., 1938, №8, p.1057).

где R=H, NO₂

Недостатками известного способа синтеза замещенных пиридо[1,2-α][1,3]-бензимидазолов являются: использование дорогостоящего 2-аминопиридина в качестве исходного реагента, а также относительно жесткие условия, что неприемлемо для компонентов нуклеиновых кислот.

Цель изобретения - снижение стоимости синтеза, сокращение времени и температуры проведения процесса, повышение чистоты и выходов целевых продуктов.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве исходного реагента вместо 2-аминопиридина используется более дешевый пиридин, взаимодействие пиридина с 2-нитро-4-R-5-К1-галогенбензолом проводят при температуре 20°С и мольном соотношении 2-нитро-4-R-5-R1-галогенбензол:пиридин =1:7, в течение 1 часа, восстановление спиртового раствора соли N-(2-нитро-4-R-5-R1-фенил)пиридиния проводят раствором SnCl ₂·2H₂O в 3%-ной соляной кислоте и мольном соотношении соль N-(2-нитро-4-R-5-R1-фенил)пиридиния: SnСl₂·2Н ₂О=1:3 при температуре 20°С в течение 0,12 ч, что позволяет снизить температуру реакции циклизации с 190°С до 2,0°С и уменьшить время процесса с 2,5 ч до 0,12 ч.

где X=Cl, Br

1 R=NO₂, R1=H;

2 R=СF ₃, Rl=H;

3 R=CN, Rl=H;

4 R=Rl=CN.

Строение и чистоту промежуточных соединений и целевых пиридо[1,2-α]-[1,3]бензимидазолов анализировали методом ПМР, определением температуры плавления и элементного состава.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. N-(2-нитро-4-трифторметилфенил)пиридиний хлористый 5 г (0,022 моль) 2-нитро-4-трифторметилхлорбензола вносят в 11,7 мл (0,154 моль) пиридина и перемешивают при температуре 20°С в течение 1 часа. Выпавший осадок отфильтровывают и промывают 30 мл этилового croipia. Получают 6,43 г (96% от теории) М-(2-нитро-4-трифторметилфенил)пиридиния хлористого - белый порошок, Т. пл. 260-262°С.

Найдено, %: С 46,9; Н 2,6; N 9,3

Вычислено, %: С 47,3; Н 2,6; N 9,2

¹Н ПМР (DMSO-d6) δ, мд: 9,57 (d, 2Н, J=8,1), 8,98 (t, 1H, J=15,2), 8,67 (s,1H), 8,6 (d, 1H, J=8,0), 8,48 (d, 1H, J=8,2), 8,42 (t, 2H, J=13,3)

Примеры 2-4. Соли N-(2-NO₂-4-R-5-R1-фенил)пиридиния получают аналогично примеру 1. Физико-химические характеристики солей N-(2-NO₂-4-R-5-R1-фенил)пиридиния приведены в таблице 1.

Пример 5. 7-(Трифторметил)пиридо[1,2-α][1,3]бензимидазол

К 5 г (0,016) соли N-(2-NO₂-4-трифторметилфенил)пиридиния в 20 мл этилового спирта вносится при перемешивании 11,13 г (0,048 моль) SnCl₂·2H₂O в 20 мл 3%-ной соляной кислоты. Через 0,12 ч реакционная смесь подщелачивается 25%-ным водным раствором аммиака до рН=7-8 и экстрагируется несколькими порциями хлороформа (Σ=200 мл). После отгонки хлороформа получают 3,7 г (98% от теории) 7-(трифторметил)пиридо[1,2-α][1,3]бензимидазолов - белого порошка, Т. пл. 233-235°С.

Найдено, %: С 60,7; Н 3,3; N 12,0

Вычислено, %: С 61,0; Н 3,0; N 11,9

¹Н ПMP (DMSO-d6)δ, мд: 9,16 (d, 1H, J=7,80), 8,53 (d, 1H, J-8,0), 8,15 (s, 1H), 7,74 (d, 1H J=7,9), 7,66 (m, 2H), 7,09 (t, 1H, J=14,8)

Примеры 6-7. Замещенные пиридо[1,2-α][1,3]бензимидазолы (1,3,4) получают аналогично примеру 5. Физико-химические характеристики замещенных пиридо[1,2-α][1,3]бензимидазолов приведены в таблице 2.

Пример 8. Конденсация 4 с родамином 123. В колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником и капилляром для ввода аргона, загружают C₁₂H ₇N₃ 2,2 г (0,01 моль) 4, 3,8 г (0,01 моль) родамина 123 и 10 г фенола. Полученную смесь медленно нагревают при перемешивании до 175...185°C. Образовавшийся расплав выдерживают при перемешивании в токе аргона до прекращения выделения аммиака. После окончания реакции реакционную смесь выливают в 20 мл этанола, выпавший осадок отфильтровывают, промывают 3 мл этанола и сушат при Т=60°C в течение 2 часов. Получают 10,3 г (94% от теории) гексазоциклана.

Найдено, %: С 74,86; Н 3,81; N 12,65

Вычислено, %: С 74,58; Н 3,87; N 12,79: (С₆₈Н₄₂N ₁₀O₆)

В ИК-спектре гексазоциклана отсутствует полоса 2220 см^-1 - C=N, присутствует полоса 680 см ^-1 - C=N-.

Структурная формула гексазоциклана, полученного на основе 4 и родамина 123:

Макрогетероцикл, полученный на основе 4 и родамина 123, имеет следующие спектральные характеристики: максимум спектра излучения - 578, 621, 709 нм при максимумах спектра поглощения - 301, 343, 430 нм.

Формула изобретения

Способ получения замещенных пиридо[1,2-а][1,3]бензимидазолов общей формулы I

где 1. R - NO₂, R1 - H;

2. R - CF ₃, R1 - H;

3. R - CN, R1 - H;

4. R = R1 - CN,

заключающийся в том, что 2-нитро-4-R-5-R₁-галогенбензол подвергают взаимодействию с пиридином при температуре 20°С и мольном соотношении 1:7 с последующим восстановлением с одновременной циклизацией образующейся соли N-(2-нитро-4-R-5-R₁-фенил)пиридиния общей формулы II

где Х - Сl, Вr;

R и R₁ имеют указанные выше значения,

путем обработки спиртового раствора вышеназванной соли раствором SnCl₂·2H₂O в 3%-ной соляной кислоте и мольном соотношении соль N-(2-нитро-4-R-5-R1-фенил)пиридиния: SnСl₂·2Н₂O=1:3 при температуре 20°С в течение 0,12 ч.