Способ получения конденсированных имидазолальдегидов

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ () 5625вЫ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.02.75 (21) 2104599/04 (51) М Кя C07D 235/06 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 25.06.77. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 29.09.77 (53) УДК 547.783 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

А. М. Симонов, В. А. Анисимова и Н. И. Авдюнина

Ростовский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНДЕНСИРОВАННЫХ

ИМИДАЗОЛАЛЪДЕГИДОВ ясно где

x = I

С- Г

Изобретение относится к области органической химии, в частности к синтезу конденсированных имидазолальдегидов общей формулы

R — водород, метил, фенил, галоидфенил, нафтил;

R" — метил, бензил, диалкилминоалкил, являющихся ценным исходным сырьем для получения, разнообразных соединений, например халконов, стирилпроиз водных, азометинов, цианиновых красителей.

Существуют различные методы непосредственного введения формильной группы в ароматические или гетероциклические ядра. К ним относятся реакции Гаттермана, Гаттермана-Коха, Даффа, Реймера-Тимана, Вильсмейера и др. (1). Применение этих методов часто ограничено какой-либо определенной областью, кроме того, некоторые из них неудобны в препаративном отношении и дают невысокие выходы альдегидов (2).

Для синтеза альдегидов в ряду конденсированных имидазольных систем с общим атомом азота обычно используется формнлирование прп помощи диметилформамида в условиях реакции Вильсмсйера, в которой в качестве кондснсирующего средства используется свежеперегнанная хлорокпсь фосфора (3). Однако этот метод требует применения абсолютного диметилформамида, свежеперегнанной хлорокнси фосфора и довольно слож15 ной аппаратуры.

Предлагаемый способ получения альдегидов конденсированных имидазольных систем заключается,в использовании в качестве формилирующего агента хлораля. Использование

20 хлораля,в качестве С-формилирующего агента для таких систем не известно.

Для конденсированных имидазольных тизбыточных систем характерно сильное повышение электронной плотности на атоме угле25 рода, соседнем с мостиковым атомом азота.

Это положение и атакуется хло ралем, в молекуле которого сильное индукционное влияние атомов галогена приводит к значительному оттягиванию электронов от углеродного

30 атома карбонильной группы.

562554

)О он

I — !, сн -сс1, Я Я К

П он

Реакция для имидазо (1,2-а) бензимидазола и имидазо (1,2-а) имидазола протекает в очень мягких условиях при смешении эквивалентных количеств реагентов без растворителя (при этом требуется охлаждение реакционной смеси, так как реакция экзотермична) или в среде инертных растворителей (бензол, хлороформ и т. п.) при комнатной температуре. Для имидазо(1,2-а)пиридина реакцию про|водят при нагревании в избытке где Х и R имеют приведенные значения.

Выходы конечных продуктов реакции высоки и превышают выходы таких же альдегидов, полученных другими способами.

С помощью предлагаемого способа получают альдегиды формулы I, строение которых доказано анализами, спектрами, синтезом производных по карбоиильной групис, а в некоторых случаях — сравнением с известными образцами.

Пример 1. 2,9-Диметил-3-формилимидазо(1,2-а) бензимидазол.

К раствору 1,8 г (0,01 моля) 2,9-диметилимидазо(1,2-а) бензимидазола в 20 мл сухого бензола приливают 1,05 мл (1,56 г; 0,01 моля) хлораля и оставляют .смесь на 2 — 3 часа. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают на фильтре бензолом и эфиром. Получают 3,25 г (95,3 ) 2,9-диметил-3- (2,2,2трихлор - 1 - тидроксиэтил) имидазо (1,2-а) бензимидазола. Белоснежные кристаллы,с т. пл.

215 С (разложение, при,внесении капилляра в горячий прибор) Ry=0,45 (А1зОз, хлороформ), Найдено, / . .С 47,1; Н 3,9; Cl 32,3; N 12,5

С1з Н1з С1з1 1з О.

Вычислено, . С 47,3; Н 3,7; Сl 32,0; N 12,6.

Суспензию полученного спирта (3,4 г, 10 .ммоля) в 40 мл 5 - ного раствора едкого натра нагревают на кипящей водяной бане

1 — 1,5 часа. При охлаждении осадок отфильтровывают, промывают водой. Получают

1,95 г (91,5 / ) альдегида. Белоснежные шелковистые иглы с т. пл. 186 (из бензола; известная т. пл. 186 ), Ry=0,9 (А1 0з, хлороформ) .

ИК-спектр (СНСlз): ъсо 1640 см — .

Спект р ПМР (CDClz, 6, м. д.): 2,52 (с., С вЂ” CH3), 3,66 с., N — CHs), 7,18 (м. ароматич. протоны) и 9,63 с., СНО).

П,р и м Bip 2. 9-Бензил-2-метил-3-формилимидазо (1,2-а) бензимидазол, Смешивают 3,9 r (0,015 моля) 9-бензил-2метилимидазо (1,2-а) бензимидазола с 1,7 мл (2,34 r; 0,015 моля) хлораля при комнатной

25 зо

4 хлораля. В результате получаются устойчивые спирты формулы II, легко расщепляющиеся до альдегидов формулы 1 под влиянием любых щелочных агентов: водный раствор соды или щелочи, спиртовая щелочь, алкоголяты щелочных металлов и т. п. Можно п роводить реакцию в одну стадию, не выделяя промежуточно образующийся спирт.

В общем виде реакцию можно изобразить уравнением температуре. По окончании экзотермической реакции смесь, нагревают в течение 10—

15 мин на бане при 40 — 50 . Получают с количественным выходом 9-бензил-2-метил-3(2,2,2 - трихлор - 1 - гидроксиэтил)имидазо(1,2-а) бензимидазол. Белоснежные кристаллы с т. пл. 195 — «196 С (разложение, нз спирта), Ry= 0,4. Соединение трудно раствори мо в обычных органических растворителях.

11айдеио, "/ С 55,5; 11 4,2; С! 25,8; М 10,3.

С, рН н С1з 1з О.

Вычислено, /ю . .С 55,8; Н 4,0; Cl 26,0;

N 10,3.

Смесь из 3,1 r (7, ммоля) полученного галоидспирта и 1,5 r (35 ммоля) едкого натра в 30 мл воды нагревают,на кипящей .водяной бане в течение 1 часа. По охлаждении кристаллы отделяют, промывают водой. Выход альдегида 1,98 г (90 /з), т. пл. 170 (из этилацетата) . Ry= 0,9 (А1зОз, СНСlз) .

ИК-спектр (С IC13): vco 1640 см — .

Спектр ПМР (СОС1з, б, м. д.): 2,6 (с., С вЂ” СНз); 5,35 (с., N — СНз); 7,27 (м., ароматические протоны) и 9,75 (с„СНО).

Найдено, / . С 74,7; Н 5,1; N 14,4, С зН ы1ЧзО.

Вычислено, / . С 74,7; Н 5,2; N 14,5.

2,4-Динитрофенилгидразон, темно-бордовые воло книстые иголочки с т. пл. 281 (разложение из ДМФА) .

Найдено, / . С 61,2; Н 4,2; N 20,8.

С 24 Н 9 7 О 4.

Вычислено, . С 61,4; Н 4,1; N 20,9.

Пример 3. 9-Метил-2-фснил-3-формилимидазо (1,2-а) бензимидазол.

В,раствор 2 г едкого натра в 25 мл этанола вносят 4 г (10 ммоля) 9-метил-2-фенил-3(2,2,2 - трихлор - 1 - гидроксиэтил) имидазо(1,2-а)бензимидазола, полученного с количественным выходом при смешении эквимолекулярных количеств 9-метил-2 - фенилимидазо (1,2-а) бензимидазола и хлораля, и кипятят смесь 20 — 25 мин. Горячий раствор отфильтро вывают от хлористого натрия и охлаждают. Выпавший осадок отделяют и промыва562554

1от холодной водой, Выход 2,5 r (90 //> ) . Белоснежные иголочки с т. пл. 147 (из спирта, известная 1. пл. 147 ).

Пример 4. 9-Метил-2-нафтил-3-формилимидазо (1,2-а) бензимидазол.

Смешивают эквивалентные количества 9метил-2 - нафтилимидазо (1,2-а) бензимидазола и хлораля при комнатной температуре, а по окончании экзотермичной реакции смесь нагревают 15 мин при 50 . Затем добавляют к плаву спиртовый раствор щелочи и кипятят 30 мин. По охлаждении выпавший альдегид отделяют. Выход 89%. Слегка розоватые кристаллы имеют т. пл. 254 — 255 С (из

ДМФА). Соединение трудно растворимо в спи рте, ацетоне, умеренно — в хлороформе и

ДМФА. Ку=0,85 (А1208, хлороформ).

ИК-спектр (СНСlз): чсо 1635 см — .

Найдено, g : С 77,1; Н 4,5; N 12,7.

С21Н16МЗО.

Вычислено, /9. С 77,1; Н 4,7; N 12,9.

2,4-Динитрофенилгидр азон, блестящие темно-1вишневые иглы с т. пл. выше 330 .

Найдено, /9. С 64,1; Н 3,6; N 19,5.

С271 119 17 -14.

Вычислено, /9. С 64,2; Н 3,8; N 19,4.

Пример 5. 9-Диэтиламиноэтил-2-метил-3формилимидазо(1,2-а) бензимидазол.

К раствору 1,36 г (5 ммоля) О-диэтиламиноэтил - 2 - метилимидазо- (1,2-а) бепзи мидазола в 15 мл сухого хлороформа приливают

0,53 мл (0,8 г; 5 iMмоля) хлораля, смесь тщательно перемешивают и оставляют стоять.

По окончании реакции, за которой следят хроматопрафически, добавляют 15 мл 10%-ного раствора едкого натра и смесь кипятят 1—

2 часа. Охлаждают, хлороформный слой отделяют, промывают водой, сушат безводным сульфатом натрия и хроматографируют на колонке с окисью алюминия (элюент — хлороформ). Ry=0,45. Лльдегид представляет собой бесцветное масло, которое не удается закристаллизовать. Выход 75%.

Найдено, %. С 68,3; Н 7,4; N 18,9.

С17Н22К40.

Вычислено, %. .С 68,4; Н 7,4; N 18,8.

2,4-Динитрофенилгидр азон, темно-вишневые мелкие .кристаллы с т. пл. 268 — 269 (разложение, из смеси ДМФЛ и спирта).

Найдено, %. .С 57,9; Н 5,2; N 23,2.

C23H26N804.

Вычислено, %. .С 57,9; Н 5,3; N 23,5.

Пример 6. 7-Метил-2-фенил-3-формилимидазо(1,2-а) имидазол.

7-Метил-2-фенил — 3- (2,2,2-трихлор - 1-оксиэтил) имидазо(1,2-а) имидазол получают с выходом 98 при смешении эквивалентных количеств 7-метил-2-фенилимидазо (1,2-а) имидазола и хлораля в бензоле. Он представляет собой слегка розоватые кристаллы с т. пл.

173 — 175 (разложение, из спирта).

Найдено, %. С 48,4; Н 3,5; Cl 30,4; N 12,3.

С14Н12ХзОС1з.

Вычислено, % .. С 48,6; Н 3,8; CI 30,7;

N 12,1.

Зо

6

При омылении полученного спирта раствором спиртовой щелочи в течение 15 мин получают альдегид, который очищают вначале пропусканием бензольного раствора через слой Л1208, а затем кристаллизацией из петролейного эфира. Выход 84 /о. Слегка желтоватые пушистые иголочки с т. пл. 86, растворимые в большинстве органических раствоP I I T C:I É .

ИК-спектр (СНСlз): vco 1630 с114 — .

Найдено, /9. .С 691. Н 4,8; N 18,8.

С18 Н1Лз О.

Вычислено, %. .С 69,3; Н 4,9; N 18,7.

2,4-Динитрофенилгидразон, темно-коричневые кристаллы с т. пл. 286 — 287 (из ДМФА).

Найдено, %. С 56,2; Н 3,7; N 24,0.

С19Н16К704.

Вычислено, /9. С 56,3; Н 3,7; N 24,2.

Пример 7. 2-Фенил - 3 - формилимидазо (1,2-а) пиридин.

Хорошо растертую смесь из 1 г (5 ммо:ILH) 2-фенплимидазо(1,2-а) пириднна и 5 мл хлораля нагревают на глицериновой бане

10 час при 100 . По охлаждении плав растирают с небольшим колпчсством эфира, отфильтровывают и промывают водой. Получают 2-фенил-3- (2,2,2-трихлор-l-оксиэтпл) имидазо(1,2-а) ппрпдпп с выходом 88%. Белоснежные кристаллы с т. пл. 215 — 216 (разложение, пз спирта).

llайдш1о, %. С 52,7; Н 3,3; Cl 31,1; N 8,0.

С 16H» C I8N20.

Вычислено, /o: С 52,8; Н 3,3; CI 31,1;

N 8,2.

При омылении этого галоидспирта спиртовой щелочью получают альдегид с выходом

91 %. RI= 0,75 (А120з, элюент — СНСlз) .

ИК-спектр (СНСlз) чсо 1645 см . Белоснежные кристаллы с т. пл. 147 (из спирта, известная т. пл. 147 — 148 ).

2,4-Динитрофенилгидразон, темно-вишневые блестящие иголочки с т. пл. 280 — 281 (разложение, из ДМФА).

Найдено, %. С 60,0; Н 3,4; N 21,2.

С29Н18К604.

Вычислено, %. С 59,9; Н 3,3; N 21,0.

Пример 8. З-Формилимидазо(1,2-а) пиридин.

Осторожно при охлаждении смешивают

1,2 r (10 ммолей) имидазо-(1,2-а)пиридина и

3 мл (20 ммолей) хлораля и выдерживают смесь при комнатной температуре 10 — 15 мин, а затем 30 мин на глицериновой бане при

125 — 130 С. По охлаждении плав растирают с эфиром, осадок отфильтровывают и промывают на фильтре небольшим количеством хлороформа и эфира. Выход галоидспирта

2,3 г (83%). Соединение хорошо растворимо в ацетоне, труднее — в спирте. Бслоснежныс иглы с т. нл. 183 — 184 (разложение, из спирта).

Найдено, %.. С 41,0; Н 2,9; С1 40,6; N 10,3

С9Н-,CIзИ2О.

Вычислено, /9. С 40,7; Н 2,7; CI 40,1;

N 10,6.

5,62564

- N СНо

Х где

Г М 1

35

40 гидр олизуют.

Составитель H. Йржиялговская

Редактор Н. Джарагетти Текред И. Карандашова Корректор Л. Брахнина

Заказ 1691/10 Изд. % 554 Тираж 563

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

При омылении йолученного галоидспирта спиртовым раствором щелочи в течение 20—

30 мин получают альдегид, который очищают на хроматографической колонке с А1208 (элюент — бензол). Выход 37%. Бледно-желтые кристаллы с т, пл. 116 — 117 .

ИК-спектр (СНСlз): со 1640 см — .

Найдено, %: С 65,5; Н 4,0; N 20,0.

С8Н6К20.

Вычислено, %: С 65,7; Н 4,1; N 19,8.

2,4-Динитрофенилгидразон. Темно-бордовые кристаллы с т. пл. 340 .

Найдено N 26,0%.

С14Н10К604.

Вычислено N 25,8%.

П р и м е.р 9, 2-и-Бромфенил-9-метил-3-формилимидазо (1,2-a) бензимидазол.

К раствору 0,34 г (1 ммоль) 9-метил-2-ибромфенилимидазо (1,2-а) бензимидазола в

5 мл сухого бензола приливают 0,16 г (1 ммоль) хлораля. Через 2 дня выпавший осадок отфильтровывают, п ромывают бензолом и петролейным эфиром. Выход промежуточного образующегося спирта 0,45 г (90%), Белоснежные кристаллы с т. пл. 276 — 277 (разложение, из смеси ДМФА со спиртом).

Ri = 0,4 (А1208, хлороформ) .

Найдено, %: С 35,8; Н 2,8; Нl 39,0; N 9,0.

С гвН18 С18 В гМ8 0.

Вычислено, %: С 45,6; Н 2,8; Hl 39,3; N 8,9.

В раствор 0,35 г едкого патра в 2,5 мл этанола вносят 0,24 г (0,5 ммоля) полученного галоидспирта. Смесь нагревают с обратным холодильником в течение 30 мин. Горячий раствор отфильтровывают, фильтрат упаривают. Полученный альдегид очищают хроматографически (А1208, бензол). Слегка зеленоватые кристаллы с т. пл. 199 — 201 (из спирта). Выход 56 %.

Найдено, %: С 5,9; Н 3,7; Br 22,8; N 11,6.

С1т Н12В газ О.

Вычислено, %: С 57,7; Н 3,4; Br 22,6;

N 11,9, 2,4-Динитрофенилгидразон. Темно-коричневые кристаллы с т. пл. 307 — 308 (разложение, из ДМФА).

Найдено, %: С 52,0; Н 33; Вг 15,4; N 18,7.

Сзз Н16В r Х70 4

Вычислено, %: С 51,7; Н 3,0; Вг 15,0;

N 18,4.

Формула изобретения

Способ получения конденсированных имидазолальдегидов общей формулы

R — водород, метил, фенил, галоидфенил, нафтил;

R — метил, бензил, диалкиламиноалкил, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса, расширения сырьевой базы и увеличения выхода целевых продуктов, 3-незамещенные конденсированные имидазолы общей формулы где Х, R и R имеют указанные значения, подвергают взаимодействию с хлоралем, а затем промежуточно образующиеся замещенные трихлорэтанолы общей формулы

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. А, Серрей. Справочник по органическим реакциям. M., 1962.

2. Вейганд-Хильгетаг. Методы эксперимен50 та в органической химии, М., 1968, 776.

3. Симонов А. М., Анисимова В. А,, Грушина Л, Е., ХГС, 1970, 838 (прототип).

4. Гольдфарб Я. Л., Годовиков С. Н. Известия АН СССР. Серия «Химия», 1965, 1434.