Способ получения 2,2-диалкил-2Н-имидазол-1-оксидов Советский патент 1992 года по МПК C07D233/64 

Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, а именно, к новому способу получения новых 2,2-диалкил-2Н- имидазол-1-оксидов формулы (I), где Ri, R2 и Нз имеют следующие значения:

LfR3

о та),

б), , R3(CH2)7CH3

в), . R3 CH2COOC2Hs r),,

R3 CH2CH2COOCH3

д), , R3 CH2CH2COOH

е), R2 R3 CH2CH2CH3

ж) 3),

и) Ri n-02NC6H4, 2,2-Диалкил-2Н-имидазол-1-оксиды указанного строения, содержащие альдо- нитронную группу в составе гетероцикла, могут быть использованы в качестве промежуточных соединений для получения стабильных нитроксильных радикалов имидазолина, которые могут применяться в качестве ингибиторов полимеризации, антидетонаторов, антиоксидантов, радиационных сенсибилизаторов, аналитических , реагентов, индикаторов движения подаем- ных вод, спиновых меток и зондов.

Цель изобретения - новый способ получения новых 2,2-диалкил-2Н-имидазол-1-ок- сидов, которые бы позволили получать стабильные нитроксильные радикалы, содерч

XS

жащие различные функциональные группы, на основе доступных исходных продуктов.

Цель изобретения достигается конденсацией гидроксиминометилкетонов (2) с алифатическими кетонами(З) и ацетатом аммония в уксусной кислоте при температуре 56-100°С с последующим выделением целеого продукта

я

Rt

-N

Rr

L

rVK2 UOH ,

3j

0

231

где R1, R2 и R3tmeK)T указанные значения.

Нижеследующие примеры иллюстрируют синтез соединений по изобретению.

Пример 1. Получение 2,2-диметил-4- фенил-2Н-имидазол-1-оксида (la).

Смесь 1 г гидроксиминометилфенилке- тона, 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 MgS04, хлороформ упаривают, остаток хроматографируют на колонке с силикагелем, элюент - эфир - гексан 1:1. Полученный 2Н-имидазол-1-ок- сид (ta) перекристаллизовывают из смеси этилацетат - гексан 1:1. Выход - 1,14 г (90%); т.пл. 108-109°С. ИК-спектр (KBr), v , 3090 (), 1520, 1580 (ON). УФ спектр (этанол), Ямакс , нм, (Ig е): 237 (4,30), 280 (4,24). Спектр ПМР в (СОз)аСО, б , м.д.: 1,53 6Н, с, (Гем. СНз), 7,60, ЗН, м, 8,10, 2Н, м. (СеН5), 8,10, 1Н,с, ().

Найдено, %: С 70,1; Н 6,3; N 14,9.

CnHi2N2Q

Вычислено, %: С 70,2: Н 6,4; N 14,9.

Пример 2. Получение 2-метил-2-ок- тил-4-фенил-2Н-имидазол-1-оксида (16).

Смесь 1 ггидроксиминометилфенилкето- на, 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-1- оксид (16) получают в виде слегка коричневатого масла, выход 1,2 г(60%). ИК спектр (CCU), V , см 1: 3080 (), 1580. 1520 (ON). УФ спектр (этанол), Дмакс , нм, (Ig Ј ): 237 (4,25), 280 (4,17). Спектр ПМР в (СОзЬСО, д . м.д.: 1,60. ЗН. с, (2-СНз). 0.83. ЗН, м, 1,20, 12Н, м,

2,03, 2Н, м, ((СН2)СНз), 7,50, ЗН, м. 7,83. 2Н, м, (CeHs), 7,77, 1Н, c,().

Найдено, %: С 75,5; Н 8,9; N 9,3. С1вН2б№0

Вычислено, %: С 75,7; Н 9,2; N 9,8.

Пример 3. Получение 2-метил-4-фе- нил-2-этоксикарбонилметил-2Н-имидазол- 1-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 пентан 1:3. Выход - 0,7 г (40%)0, т.пл. 58- 61°С. ИК спектр (KBr), v . 3090 (N-C- Н), 1730 (СО), 1570, 1510 (). УФ спектр (этанол), Амакс , нм, (Ig Ј): 234(4,18), 282 (4,12). Спектр ПМР в ,5 , м.д.: 1,12,ЗН,

т, 4,07, 2Н, к, ,3 Гц. (С2Н5), 1,67, ЗН, с, (СНз), 3,08, 2Н, с, (СН2), 7,53. ЗН, м, 7,87, 2Н, м, (С6Н5), 7,80, 1Н, с, ().

Найдено, %: С 64,3; Н 6,3; N 10,4. С14Н1б№Оз

Вычислено, %: С 64,9; Н 6,2; N 10,8.

П р и м е р 4. Получение 2-метил-2-(2-ме- токсикарбонилэтил)-4-фенил-2Н-имидазол -1-оксида (г),

Смесь 1 г 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 MgSO/i, 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 (ССЦ), V , 3080 (), 1740 (СО), 1570. 1510 (ON). УФ спектр (этанол), Ямакс , нм, (Ig Ј ): 237 (4,21), 282 (4,13). Спектр ЛМР в CDCIa. б , , м.д.: 1,62, ЗН, с, (СНз), 2,27, 4Н, м, (СН2СНа), 3,57, ЗН, с,

(ОСНз), 7,53, ЗН, м, 7,90 2Н, м, (CeHs). 7,90, 1Н, с. ().

Найдено. %: С 64,3; Н 5,7; N 10,5.

C14H16N203

Вычислено. %: С 64,9; Н 6,2; N 10,8. П р и м е р 5. Получение 2-метил-2-(2- карбоксиэтил)-4-фенил-2Н-имидазол-1-окс ида (д).

Смесь 3 г гидроксиминометилфенилке- тона. 9 г лееулиновой кислоты, 20 мл уксусраз по 60 мл. Экстракт промывают насыщенным раствором (Мз2СОзЗ раза по 50 мл , водные вытяжки объединяют и нейтрализуют 20% серной кислотой. Полученный раствор фильтруют через бумажный фильтр и снова экстрагируют хлороформом 5 раз по 50 мл. Экстракт сушат MgS04, хлороформ упаривают, остаток растирают с сухим эфиром. Образовавшийся осадок соединения (д) перекристаллизовывают из смеси зтила- цетат - гексан 1:1. Выход - 3 г (60%), т.пл. 107-109°С. ПК спектр (KBr), v , 3090 (), 1695 (СО), 1570, 1510, (ON), УФ спектр (этанол), Амакс , нм, (Ig в ): 236 (4,22), 238 (4,15). Спектр ПМР в CDCb, б, м.д.: 1,63, ЗН, с, (СНз). 2,23, АН, м, (СН2СН2), 7,50, ЗН, м, 7,87, 2Н, м, (СбН5), 7,87, 1Н, с, (), 10,23, 1Н.уш,(ОН).

Найдено, %: С 63,0; Н 5,7; N 11,2.

С1зНм№Оз

Вычислено, %: С 63,4; И 5,7; N 11,4.

Пример 6. Получение 2,2-дипропил- 4-фенил-2Н-имидазол-1-оксида (le).

Смесь 1 г гидроксмминометилфенилке- тона, 4 мл дипропилкетона, 5 мл уксусной кислоты и 3 г ацетата аммония нагревают на кипящей водяной бане 5 ч, после чего реакционную массу разбавляют 50 мл воды и экстрагируют хлороформом 3 раза по 20 мл. Экстракт сушат MgSO/i, хлороформ упаривают, остаток хроматографируют на колонке с силикагелем, элюент - эфир - гексан 1:1, 2Н-имидазол-1-оксид (le) перекристаллизовывают из гексана. Выход-1,1 г (67%) т.пл. 77-79°С. ИК спектр (KBг), V , 3080 (N-C-H), 1570, 1510 (ON). УФ спектр (этанол), Аыакс , нм, (Ig Ј ): 238 (4,18), 280 (4,11). Спектр ПМР в ССЦ, б , м.д.: 0,87, ЮН, м, 1,94, 4Н, м, ((СН2СН2СНз)2), 7,50, ЗН, м, 7,93, 2Н, м, (СбН5), 7,87, 1Н, с, ().

Найдено, %: С 74,0; Н 8.2; N 11,2.

Ci5H2o№0

Вычислено, %: С 73,7; Н 8,3; N 11,5.

Пример 7, Получение 2,2,4-триметил- 2Н-имидазол-1-оксида (ж).

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 MgSOi, хлороформ упаривают, остаток хроматографируют на колонке с силикагелем, элюент - хлороформ. Полученный 2Н- имидазол-1-оксид (ж) возгоняют в сублиматоре при 2 мм рт.ст. и 100°С. Выход - 2,0 г (63%), т.пл. 27-29°С. ИК спектр (ССЦ), V , 3130 (), 1605, 1520 (ON). УФ спектр (этанол), Ямакс , нм, (Ig Ј ): 233

(3,91). Спектр ПМР в ССЦ, 6 , м.д.: 1,46, 6Н, с, (2-СНз), °,30, ЗН, с. (4-СНз), 7,23, 1Н. с. (N-CH).

Найдено. %: С 56,6; Н 8,4; N 22,2. СбНю№0

Вычислено, %: С 57,1; Н 8,0; N 22,2.

Пример 8. Получение 4-шдроксими- нометил-2,2-диметил-2Н-имидазал-1 -оксида (is).

0Смесь 2 г дигидроксиминоацетопа, 10

мл ацетона, 1 мл уксусной кислоты и 3 г ацетата аммония нагревают на кипящей водяной банз 1 ч, после чего реакционную массу Выливают в 100 мл насыщенного рас- 5 твора NaCi и экстрагируют эти л ацетатом 10 раз по 30 мл. Экстракт сушат MgSO/j, этила- цетат упаривают, к образовавшейся массе приливают 50 мл гептана и снова упаривают. Остаток растирают с 20 мл смеси отилацетат 0 -гексаи 1:1, осадок 2 Н-имидазол-1-оксида (з) отфильтровывают и перскристэллизовывзют из хлороформа. Выход - 1,6 г (60%), т.пл. 186-188°С. ИК спектр (KBr), v , 3090 (), 1610, 1590, 1530 (ОМ). УФ спектр (этанол), Амакс , им, (д Ј ): 231 (4,50), 292 (4,04). Спектр ПМР в (CDsfcSO. б , м.д.: 1,43, 6Н, с, (Гем. СНз), 7,73, 1Н, с, (О ). 7,97, 1Н, с, (). 12,43, 1Н, уш (ОН).

Найдено, %: С 46,5; Н 5,9 N 27,4. 0CeHgN302

Вычислено, %: С 46,5: Н 5,9; N 27,1.

Пример 9. Получение 2,2-диметил 4- (4-нитрофенил)-2Н-имидазол-1-оксида (In).

Смесь 3 г п-нитроизонитрозоацетофено- 5 на, 25 мл ацетона, 9 г ацетата аммония и 15 мл уксусной кислоты кипятят с обратным холодильником 1 ч. Реакционную массу охлаж-. дают до 20°С, выпавший осадок соединения (и) отфильтровывают и перекристаллизовы- 0 вают из этанола. Выход - 2,0 г (56%), т.пл.

213-214°С. ИК спектр (KBr), v , 3100 (), 1520,1350, (N02), УФ спектр (этанол), Ямакс , нм, (Ig Ј ): 282 (4,41). Спектр ПМР в СОС1з, б , м.д.: 1,67, 6Н, с, (Гем. СНз), 7,87, 5 1 Н, с, (), 8,17,8,43, АА ВВ , Гц, (СеН4

Найдено, %: С 56,7; Н 4,8,-N 18,1.

СпНпЫзОз

Вычислено, %: С 56,6; Н 4,8; N 18,0.

Таким образом, предложенный способ 0 позволяет получать 2,2-диалкил-2Н-имида- зол-1-оксиды простым способом на основе доступных гидроксиминометилкетонов.

Изобретение может быть использовано при синтезе.ценных нитроксильных радикалов. 5 ф о р м у л а и з о б р с т с н и я

Способ получения 2,2-диилкил-2Н-имп- дазол-1-оксидов формулы

7 17703218

R,. j „e) Ri-CeHs. R2 R3-CH2CH2CH3,

Г V K Ri R2 R3-CH3,

Ь T4 n3) Ri-CH NOH. R2 R3-CH3.

N 3И) R1-n-02NC6H4, R2 R3-CH3.

Д5 к) Ri-CN, R2 R3-CH3,

Ол) Ri-СООСНз. R2 R3-CH3,

м) R1-CONH2, R2 R3-CH3,

где a) Ri-CeHs, R2 R3-CH3,н) Ri-n-H2NCeH4, R2 R3-CH3,

б)Ri-CeH5. R2-CH3. R3-(CH2)7CH3,

в)Ri-CeHs, R2-CH3, R3-CH2COOC2Hs,Ю как промежуточные соединения для

г)Ri-CeHs, Р2-СНз, R3-CH2CH2COOCH3,получения стабильных радикалов имидазод)Ri-CeHs, R2-CH3, R3-CH2CH2COOH.лина.

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 кис- лоте 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.