CC BY
68
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН __________________________________2008, том 51, №9_____________________________
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 574.854.1.789.1
Ю.Ходжибаев, А.А.Абдиразаков, член-корреспондент АН Республики Таджикистан М.А.Куканиев , В.М.Матвеев СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ПИРИМИДОБЕНЗИМИДАЗОЛОВ
Перспективным для синтеза новых конденсированных гетероциклических соединений ряда бензимидазолов являются производные 2-аминобензимидазола и 1.3-дикарбонильные соединения. Анализ литературных данных [1-3] по данному направлению показывает, что в настоящее время химия имидазолов мало изучена и соответственно является актуальной. Во-вторых, интерес к конденсированным производным имидазола связан с поиском новых биологически активных веществ. Реакция некоторых производных 2-аминоимидазолов с рядом 1.3-дикарбонильных соединений изучена, но было не известно, как будет вести 2-амино-бензимидазол и его некоторые производные с недокисью углерода.
Исходя из этого, нами осуществлены исследования по синтезу и изучению физикохимических свойств новых соединений (см. табл.) в ряду пиримидо [1.2-Ь]-бенз-[ё]-имидазолов на основе 2-аминобензимидазола.
Для осуществления данной задачи нами разработаны новые методы синтеза 1.3-диоксо-5-пиримидино-[1.2-Ь]-бензимидазола и его 5-производных исходя из производных 2-аминобензимидазола и недокиси углерода. Исходный 2-аминобензимидазол растворяли в ацетоне и добавляли бензол до появления легкой мути, и при 600С пропускали недокись углерода. По мере пропускания недокиси углерода постепенно выпадает осадок красного цвета, выход 92% от теоретического.
N
С3О2
N
I
К
N
I
К
О
л
С
Я= -Н (1); -СНз (2); -С2Н5 (3); -С3Н7 (4); -изопропил (5); -С4Н9 (6).
Строение замещенных продуктов во многом определяется структурой исходного соединения. В случае, когда исходный продукт может существовать в нескольких таутомерных формах, принципиальным становится вопрос о том, какая из них определяет структуру конечного продукта реакции замещения.
Исходя из общих соображений, 1.3-диоксо-5Я-пиримидо-[1.2-Ь]-бензимидазол может существовать в одной из трех таутомерных форм:
ОН
N ЧО
О
\
N
О
II
"Ч /л4 N ЧО
I
III
ОН
Для идентификации таутомеров исследованы ИК- и УФ-спектры полученных соединений (1-7) в различных растворителях. В ИК-спектрах полученных соединений в диметил-сульфоксиде обнаружены енольные формы II и III. Вместо характерного для Р-дикарбонильной структуры дублета полос поглощения валентных колебаний карбонильных групп, наблюдается одиночная полоса поглощения при 1685 см-1', а в области 3150 см-1 полоса поглощения, относящаяся к валентному колебанию ОН-группы, связанной водородной связью с молекулами растворителя.
Обращает на себя внимание резко завышенное, по сравнению с третичными амидами, значение полосы поглощения карбонильной группы в области 1685 см-1 вместо 1645 см-1. По-видимому, такое поведение колебаний V С=О-группы вызвано соседством карбонильной группы со стеррически напряженным участком молекулы, которым, вероятнее всего, является атом азота. Последний имеет Бр3-гибридизацию и включен одновременно в два конденсированных цикла с развитым, судя по параметрам УФ-спектра, сопряжением.
УФ-спектр соединения 1 представляет собой две сильные полосы поглощения, максимумы которых для спиртового раствора лежат при 234 нм и 287 нм. По-видимому, можно связать коротковолновое поглощение с карбонильной группой, а длинноволновое с системами двойных связей в молекуле. Параметры коротковолновой полосы поглощения соответствуют таковым для ненасыщенного карбонильного соединения (X =220-260 нм) [4,5], что свидетельствует о преобладании енольных форм (II) и (III) в спиртовом растворе. Соединения (1-7) вытесняют СО2 из карбонатов, реагируют с хлорангидридами кислот с образованием сложных эфиров. Это указывает на присутствие енольных форм этих соединений [4].
Решение вопроса о направленности кето-енольной таутомерии в соединениях 1 -7 возможно с привлечением модельных структур. Подходящими моделями в нашем случае могут служить 5-метил-5-тиазоло-[3'2-а]-пиримидин-7-ОН (IV) и 7-метилтиазоло-[3.2-а]-пиримидин-5-ОН (V).
О
Б
N
ОН,
V, V С= 0 1686 см-1 (табл. КВ г)
В данном случае сравнение частот валентных колебаний карбонильных групп модельных соединений с исследуемыми оказывается вполне корректным, поскольку по структуре они весьма близки к енольным формам (III) или (II) и отличаются от них только заместителями в Р-положении по отношению к карбонильной группе. Это гарантирует практически одинаковые условия сопряжения, валентные углы между направлением связей, близкую геометрию. Отличием в электронном положении ОН и СН3 групп из Р-положения на V С=О можно пренебречь, учитывая разницу частот валентных колебаний карбонильных групп со-
3 2
единений (IV) и (V). Соседство карбонильной группы с атомом азота в Бр или Бр гибридизации так сильно изменяет частоту V С=О, что отклонения, связанные с заменой группы СН 3 на ОН, при переходе от модельных соединений к исследуемому не могут серьёзно изменить картину. Сопоставляя частоты поглощения V С=О модельных соединений с V С=О полученных веществ (1-7) им следует приписать структуру (III), а не (II).
Этот вывод согласуется с литературными данными по исследованию кето-енольной таутомерии аналогичных соединений [6,7].
В ИК-спектрах соединений 1-2 наблюдается полоса поглощения при 3375 см-1, относящаяся к колебаниям КН-группы. В остальных соединениях такая полоса поглощения отсутствует.
Кроме того, для Р-дикарбонильных соединений известны реакции ацилирования как в енольной форме, так и кето-форме (по метиленовой группе). Нам было важно выяснить не только направленность кето-енольной таутомерии, но и место ацилирования (по углероду метиленовой группы или енольному гидроксилу).
При ацилировании соединения 1 в щелочной среде нами получено ацилпроизводное диоксопиримидобензимидазола.
В ИК-спектре соединения 1 должны были бы присутствовать полосы поглощения, характерные для Р-дикарбонильных соединений. В ИК-спектре соединения 1 наблюдается полоса поглощения в области 1684 см-1, относящаяся к колебаниям С=О группы в цикле, и в области 1725 см-1, которую можно отнести к колебанию С=О -связи в сложных эфирах.
Кроме того, ацильные производные при омылении щелочами образуют исходные ди-оксопиримидобензимидазолы, что также указывает на наличие сложно-эфирной связи исследуемых веществ.
Учитывая все вышеизложенное, мы пришли к выводу, что в этом случае реагирует не метиленовая группа, а енольный гидроксил.
Экспериментальная часть
Общая методика получения производных пиримидобензимидазолов
0.01 моля исходного 2-аминобензимидазола растворяют в 50 мл ацетона и добавляют бензол до появления легкой мути. Затем реакционную смесь нагревают на водяной бане при 60°С и пропускают недокись углерода.
Раствор постепенно краснеет и из него начинает выпадать осадок красного цвета. После окончания реакции смесь охлаждают до комнатной температуры и отфильтровывают. Осадок промывают эфиром, высушивают и перекристаллизовывают из спирта. Выход 8592%.
Таблица
Физико-химическая характеристика 1.3-диоксо-5Я-пиримидо-[1.2-в]-бензимидазолов
№ Название соединения Вы- ход, % Т пл, 0С Найдено, % Брутто-формула Вычислено, %
С N н С N Н
1. 1.3-диоксо-5Н-пиримидо -[ 1.2-в] - бензимидазол 92 310 59.52 20.51 3.35 «,N302 59.7 20.89 3.48
2. 1.3-диоксо-5Н-8-метилпиримидо -[1.2-в] - бензимидазол 85 283- 285 61.05 19.25 3.92 С„Н9^02 61.39 19.53 4.18
3. 1.3-диоксо-5-метилпиримидо -[1.2-в] - бензимидазол 88 262- 264 61.07 19.25 3.93 С11Н9^02 61.39 19.53 4.18
4. 1.3-диоксо-5-этилпиримидо -[1.2в] -бензимидазол 90 281- 283 62.64 18.03 4.68 С12Н11N302 62.88 18.34 4.80
5. 1.3-диоксо-5Н- пропилпиримидо- [1.2-в]- бензимидазол 85 253- 253 63.89 17.54 5.23 С^Н^^02 64.20 17.28 5.38
6. 1.3-диоксо-5- изопропилпирими- до-[1.2-в]- бензимидазол 91 195- 196 63.90 17.53 5.25 С^Н13^02 64.20 17.28 5.38
7. 1.3-диоксо-5-бутилпиримидо -[1.2-в]- бензимидазол 86 245- 246 65.41 16.10 5.33 ^^14^Н15^^3^°2 65.63 16.40 5.46
Таджикский государственный Поступило 02.06.2008 г.
медицинский университет им. Абуали ибн Сино,
*Институт химии им. В. И.
Никитина АН Республики Таджикистан
ЛИТЕРАТУРА
1. Abignete E., Arena F., Luraschi E. - Farmaco Ed. Sci., 1985, v.40, №3, р.190-199.
2. Mazzone G., Onona F., Panico A. M. - Farmaco Ed. Sci., 1984, v.39, №7, р.585-589.
3. Vallis N., Arin A., Alcade E. - Farmaco Ed. Sci., 1985, v.40, №1, р.38-48.
4. Свердлова О.В. Электронные спектры в органической химии. Л.: Химия, 1973, 109 с.
5. Хайфец М, Хромов-Борисов Н.В. - ЖОХ, 1964, т.34, с. 3134-3139.
6. Дашкевич Л.Б., Ходжибаев Ю., Сомолентов М.М. - Журнал органической химии, 1975, т. XI, вып. 10, с.220.
А.А.Абдиразаков, Ю.Х,очибоев, М.АДуканиев, В.М.Матвеев СИНТЕЗ ВА ТАДЦИЦИ СОХТИ БАЪЗЕ ^ОСИЛА^ОИ ПИРИМИДОБЕНЗИМИДАЗОЛ^О
Дар мак;ола усулх,ои бадасторй ва муайян намудани сохти баъзе х,осилах,ои пири-мидобензилмидазолро, ки аз 2-аминобензимидазол ва недокиси карбон дарёфт ва пеш-каш карда шудааст. Дар айни х,ол 7- моддаи нав синтез карда ва ба онх,о тавсиф дода шудааст.
U.Hodjiboev, А.A.Abdirazakov, M.A.Kukaniev, W.M.Matveev SYNTHESIS AND ANALYSE OF SOME DERIVATIVES OF PYRIMIDOBENZIMIDAZOLES
In this article shown prepuretion methods and estabtishment of structure of some synthesized pyrimidinbenzimidazoles from 2-aminobenzimidazoles and suboxid carbon. At the same time was obtained and characterize 7-unnamed.
