2,2-Диалкил-2Н-имидазол-1-оксиды как промежуточные соединения для получения стабильных радикалов имидазолина и способ их получения Советский патент 1992 года по МПК C07D233/64 

Изобретение относится к новым химическим соединениям, а именно 2,2-диал- кил-2Н-имидазол-1-оксидам формулы (I), где Ri. R2 и RS имеют следующие значения:

I

а).

б), , R2(CH2)7CH3

в). . Нз СН2СООС2Н5

г). Рз СН2СН2СООСНз

д). , R3 CH2CH2COOH

е), R2 Ra CH2CH2CH3

ж)

з), и) Rv n-02NC6H4, к) ,

л) Ri COOCH3,

м) Rt CONH2.

н) Ri n-H2NCeH4.

2.2-Диалкил-2Н-имидазол-1-оксиды указанного строения, содержащие альдо- нитронную группу в составе гегероцикла, могут быть использованы в качестве промежуточных соединений для получения стабильных нитроксильных радикалов

VI VI

О

СО

ND Ю

имидазолина, которые могуг применяться в качестве ингибиторов полимеризации, антидетонаторов, антиоксидаптов, радиационных сенсибилизаторов, аналитических реагентов, индикаторов движения подземных вод, спиновых меток и зондов.

Цель изобретения - получение новых 2,2- диа/у ил-2Н-имидаэол-1-оксидов, которые являются промежуточными соединениями для получения стабильных нитроксильных ради- кайов, содержащих различные функциональные фуппы, простым способом из доступных исходных гидроксиминометилкетонов,

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

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

Смесь 1 г гидроксиминомегилфонилке- 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 50 мл. Экстракт сушат MgS04 хлороформ упаривают, остаток хроматографируюг на колонке с силикагелем, элюент - эфир - гексан 1:1. Полученный 2Н-имидазол-1-ок- сид (la) перекристаллизовывают из смеси зтилацетат - гексан 1:1. Выход - 1,14 г (90%), т.пл. 108-109°С. ПК спектр (KBr), v, 3090 (), 1520, 1580 (. УФ спектр (этанол), Я макс., нм, (Ig е): 237 (4,30) 280 (4,24). Спектр ПМР в (, б , м.д.: 1,53, 6Н, с, (Гем. СН3), 7,60, ЗН, м, 8,10, 2Н, м. (СеНб). 8.10. 1Н.с, ().

Найдено, %: С 70,1; Н 6,3, N 14,9

СиЖаМаО

Вычислено, %. С 70,2; Н 6,4; N 14,9.

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

Смесь 1 г гидроксиминометилфенилке- тона, 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 МдЗСм, хлороформ упаривают, остаток хроматографируют на колонке с силикагелем, элюент - эфир - гексан 1:1. 2Н-имидазол-1-оксид (б) получают в виде слегка коричневатого масла; выход 1,2 г (60%). И К спектр (CCU), V , см 1: 3080 ( Н), 1580, 1520 (). УФ спектр (этанол), Я Макс, им, (Ig Ј): 237 (4,25), 280 (4,17). Спектр ПМР в (СОзКО, . д , , м.д.: 1,60, ЗН, с, (2-СНз), 0,83, ЗН, м, 1,20, 12Н. м, 2,03, 2Н, м, ((СНа)7СНз), 7,50, ЗН, м, 7,83, 2Н. м, (СеНб), 7,77, 1H,c.().

Найдено, %: С 75,5; Н 8,9; N 9,3

СшН2б№0

Вычислено, %: С 75,7; Н 9,2; N 9,8,

Пример 3. Получение 2-метил-4-фе- нил-2-зтоксикарбонилметил-2Н-имидазол- 1-о кс ид а (I в).

Смесь 1 г гидроксиминометилфенилке- тона, 3,5 мл ацетоуксусного эфира, 5 мл уксусной кисл оты 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 50 мл. Экстракт сушат МдЗСм, этила- цетат упаривают, остаток хроматографируют на колонке с силикагелем, элюент-эфир. Полученный 2Н-имидазол-1-оксид (Is) перекристаллизовывают из смеси этилацетат - пентан 1:3. Выход - 0,7 г (40%), т.пл. 58- 61°С. ПК спектр (КВг), V ,. 3090 (N-C- Н), 1730 (СО), 1570, 1510 (). УФ спектр (этанол), А макс., , нм, (Ig e:): 234 (4.18), 282 (4,12). Спектр ПМР в CDCIs, б , , м.д.: 1.12, ЗН, т, 4,07 2Н, к, ,3 Гц, (CzHg), 1,67, ЗН. с, (СНз), 3,08, 2Н, с, (СН2), 7,53, ЗН, м, 7.87. 2Н, м, (CeHs), 7,80, 1Н. с. (). Найдено, %: С 64,3; Н 6,3; N 10,4

СцН1б№Оз

Вычислено, %: С 64,9; Н 6,2; N 10,8.

П р и м е р 4. Получение 2-метил-2-(2-ме- токсикарбонитрил)-4-фенил-2Н-имидазол- 1-оксида (Iг).

Смесь 1 г гидроксиминометилфенилке- тона, 4 мл метилового эфира левулиновой кислоты, 5 мл уксусной кислоты и 3 г ацетата аммония нагревают на водяной бане 4 ч, после чего реакционную массу разбавляют 50 мл воды и экстрагируют хлороформом 3 раза по 20 мл. Экстракт сушат MgSCM, 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%). ПК спектр (CCI4), v , 3080 (ISHC-H). 1740 (СО), 1570, 1510 (). УФ спектр (этанол), Я макс., нм, (Ig е: ): 237 (4,21), 282 (4,13). Спектр ПМР в CDCIs, б , , м.д.: 1,62, ЗН, с, (СНз), 2,27, 4Н, м, (СН2СН2), 3,57, ЗН, с, (ОСНз). 70,53, ЗН, м. 7,90, 2Н. м, (CeHg), 7,90, 1Н, с, ().

Найдено, %. С 64,3; Н 5,7; N 10,5 С14Жб№Оз

Вычислено, %: С 64,9; Н 6,2; N 10,8.

Пример 5. Получение 2-метил-2-(2- карбоксиэтил)-4-фенил-2Н-имидазол-1-оксида (д).

Смесь 3 г гидроксиминометилфенилке- тона, 9 г левулиновой кислоты, 20 мл уксусной кислоты и 9 г ацетата аммония нагревают на кипящей водяной бане 4 ч, после чего реакционную массу разбавляют

150 мл воды и экстрагируют хлороформом 5 раз по 60 мл. Экстракт промывают насыщенным раствором N32C03 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 MgSCM, хлороформ упаривают, остаток растирают с сухим эфиром. Образовавшийся осадок соединения (д) перекристаллизовывают из смеси этила- цетат - гексан ЧИ. ТЗыход - 3 г (60%), т.пл. 107-109°С. ИК спектр (KBr), v , 3090 (), 1695 (СО), 1570, 1510 (C-N). УФ спектр (этанол), Я макс, , им, (Ig e ): 236 (4,22), 238 (4,15). Спектр ПМР в CDCI3, б , , м.д.: 1,63, ЗН, с, (СНз). 2,23, 4Н, м, (СН2СНа), 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

С1зН14№Оз

Вычислено, %; С 63,4; Н 5,7; N 11,4.

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

Смесь 1 г гидроксиминометилфенилке- тона, 4 мл дипропилкетона, 5 мл уксусной кислоты и 3 г ацетата аммония нагревают в кипящей водяной бане 5 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(1е) перекристаллизовывают из гексана. Выход - 1,1 г (67%), т.пл. 77-79°С. ИК спектр (KBr), v , 3080 (), 1570, 1510 (). УФ спектр (этанол),. Я макс. , им, (Ig Ј ): 238 (4,18), 280 (4,11). Спектр ПМР в ССЦ. б, , м.д.: 0,87, 10Н, м, 1,94, 4Ы, м, ((СН2СН2СНз)2), 7,50, ЗИ, м, 7,93, 2Н. м, (СбНб), 7,87, 1Н, с, ().

Найдено, %: С 74,0; Н 8,2; N 11,2

C15H20N20

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 выливали в 100 мл воды и экстрагируют хлороформом 5 раз по 20 мл. Экстракт сушат MgSO, хлороформ упаривают, остаток хроматографируют на колонке с силикагелем, элюент - хлороформ. Полученный 2Н-ими- дазол-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 (CCU), v , 3130 (), 1605, 1520 (). УФ спектр

(этанол), Я макс. , нм, (Ig f ): 283 (3,91). Спектр ПМР в CCk (3 , м.д.: 1,46, 6Н. с. (2-СНз). 2,30, 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-гидроксими- нометил-2,2-диметил-2 Н-имидазол-1 -окси - да(з).

Смесь 2 г дигидроксиминоацетата, 10 мл ацетона, 1 мл уксусной кислоты и 3 г ацетата аммония нагревают на кипящей водяной бане 1 ч, после чего реакционную массу выливают в 100 мл насыщенного раствора NaCI и экстрагируют этилацетатом 10 раз по 30 мл. Экстракт сушат , этил- лацетат упаривают, к образовавшейся массе приливают 50 мл гептана и снова упаривают. Остаток растирают с 20 мл эти- лзцетат- гексак -1:1, осадок 2Н-имидазол- 1-оксида (з) отфильтровывают и перекристаллизовывают из хлороформа. Выход - 1.6 г (60%), т.пл. 186-188°С. ИК спектр (KBr), v , 3090 (), 1610, 1590, 1530 (). УФ спектр (этанол), Ямакс. нм, (Ig e): 231 (4,50), 292 (4,04). Спектр ПМР о (С0з)250, 6 , м.д.: 1,43, 6Н, с, (Гем. СНз), 7,73, Ж, с, (О ), 7,97, 1Н, с, (), 12,43, 11-1, уш, (ОН).

Найдено. %: С 46,5; Н 5,9; N 27,4

СбН9№02

Вычислено, %: С 46,5; Н 5,9 N27,1.

Пример 9. Получение 2,2-диметил-4- (4-нитрофенил)-2Н-имцдазол-1-оксида (и).

Смесь 3 г п-нитроизонитрозоацетофе- пона. 25 мл ацетона, 9 г ацетата аммония и 15 мл уксусной кислоты кипятят с обратным холодильником 1 ч. Реакционную массу ох- лаж да ют до 20°С, выпавший осадок соединения (и) отфильтровывают и перекристаллизовывают 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 с ): 282 (4,41). Спектр ПМР в , д , м.д.: 1,67, 6Н, с, (Гем. СНз), 7.87, 1Н. с, (), 8,17, 8,43, АА ВВ , Гц, (CcHU).

Найдено, %: С 56.7; Н 4,0; N 18,1 CiiHnN303

Вычислено, %: С 56,и; Н 4,8; N 18,0.

Нижеследующие примеры иллюстрируют синтез соединений (к-и) химической модификацией функциональных групп в молекулах соединений (ia-n):

Пример 10, Получение 2.2-димегил- 4-циано-2Н-имидазол-1-оксида (к).

К суспензии 6 г соединения (з) в 100 мл хлороформа приливают 20 мл триэтиламина

и перемешивают до полного растворения. К образовавшемуся раствору по порциям присыпают 8 г n-толуолсульфохлорида. Через 0,5 ч реакционную массу тщательно промывают насыщенным раствором NaCl и сушат MgSCM, раствор упаривают. Соединение (1к) выделяют хроматографией на колонке о, силикагелем, элюент - хлороформ, и возгоняют в сублиматоре при 10 мм рт.ст. и 80°С. Выход - 4,0 г (75%), т.пл. 43-45°С. ИК спектр (KBr), v , 3150 (N-C-H), 1660, 1495 (). УФ спектр (этанол), А , нм, (Ig е): 315 (3,57), 243 (2,78). Спектр ПМР в ССЦ, д , м.д.: 1,60, 6Н, с, (Гем. СНз), 7,45, 1Н, с, ().

Найдено, %: С 52,3; Н 5,2; N 30,2

CeHyNoO

Вычислено, %; С 52,5; Н 5,2; N 30,6.

Пример 11. Получение 2,2-диметил-4- метоксикарбонил-2 Н-имидазол-1 -оксида (Iл).

К раствору 0,6 г соединения (1к) в 40 мл метанола приливают 1 л триэтиламина. Через 4 ч раствор упаривают, приливают 10 мл метанола и прикапывают 2% соляную кислоту до . Метанол упаривают, остаток экстрагируют хлороформом 3 раза по 5 мл. Экстракт сушат MgSO и упаривают. Полученное соединение (1л) перекристаллизо- вывают из смеси этилацетат - гексан 1:1. Выход - 0,5 г (68%), т.пл 80-82°С. ИК спектр (KBг), т, CM 1:3100(), 1730, 1750(СО), 1510, 1590 (). УФ спектр (этанол), Я , нм, (Ig Ј): 310 (3,52). Спектр ПМР в CDCIs, б , м.д.: 1,60, 6Н, с, (Гем. СНз), 4,02, ЗН, с, (ОСНз), 7,55, 1Н,с, (),

Найдено, %:49,6; Н 6,0; N 16,4

С7Ню№Оз

Вычислено, %: С 49,7; Н 6,0; N 16,6.

Пример 12. Получение 2,2-диметил- 4-карбамоил-2Н-имидазол-1-оксида (1м),

К раствору 0,2 г соединения (1л) в 3 мл этанола приливают 3 мл 250 водного аммиака. Через 0,5 ч этанол упаривают, остаток экстрагируют хлороформом, экстракт сушат МдЗСм, упаривают. Полученное соединение (1м) перекристаллизовывают из этмлацета- та. Выход - 0,15 г (68%), т.пл. 204-206°С. ПК-спектр (KBr), v, 34300, 3320, 3270, 3190, 1605 (NH2), 3140 (), 1680 (СО), 1585, 1510 (). УФ спектр (этанол), д , нм.(1д Ј): 303 (3,69), 242 (2.30).

Найдено, %: С 46,2; Н 5,8; N 26,9 , CeHgNaOa

Вычислено, %: С 46,2; Н 5,8; N 26,9.

Пример 13. Получение 4-(4-аминофе- нил -диметил Н-имидазол- оксида (н).

К суспензии 2 г соединения (и) в 50 мл метанола прибавляют 1 г никеля Ренея Nz и 3 мл 30% раствора гидразина и перемешиIII

вагат 5 ч. Катализатор отфильтровывают, промывают горячим этанолом, объединенный раствор упаривают. Остаток разделяют хроматографией на колонке с силикагелем, элюент - хлороформ. Полученное соединение (и) возгоняют при 2 мм рт.ст. и 170°С. ВыходО,5г(22%), т.пл.188-190°С. ИК спектр (KBг), V, 3350, 2100, 1650 (МН2), 1590, 1530 (). УФ спектр (этанол), Я , нм, (Ig Ј): 365 (4,05), 300 (4.16), 263 (4,03).

Найдено, %: С 64,9; Н 6,5; N 21,1.

CnHisNsO

Вычислено, %: С 65,0; Н 6,5; N 20,7.

По сравнению с другими промежуточными соединениями при синтезе нитроксильных радикалов, такими как соединения II и III

й$Ь Ј& ,

х -и .он

гдеХ ОН, Н

,AlK, Ar, Met,,

Rs, RG. .

Новые соединения I более доступны,

поскольку более доступны исходные гидро- ксиминометилкетоны с различными заместителями RI.

Изобретение может быть использовано для синтеза ценных нитроксильиых радикалов.

Формула изобретения

2,2-Д нал кил-2 Н-имидазол-1 -оксиды формулы

,

где a) Ri-CeHs, Я2 Рз-СНз.

б)Ri-CeHs, R2-CH3, R3-(CH2)7CH3;

в)Ri-CGH5, R2-CH3, R3-CH2COOC2H5,- г) Ri-CeHs, R2-CH3, R3-CH2CH2COOCH3

д)Ri-CeHs, R2-CH3, R3-CH2CH2COOH

е)Ri-CeHs. R2 R3-CH2CH2CHa з) Ri-CH NOH, R2 R3-CH3; n)Ri-n-02NC6H4. R2 R3-CH3

отличающийся тем, что гидроксими- нометилкетоны формулы

где RI имеет указанные значения,

конденсируют с алифатическими кето- нами формулып

R3

где R2 и RS имеют указанные значения,

и ацетатом аммония в уксусной кислоте при 56-100°С с последующим выделением целевого продукта.

Изобретение касается гетероциклических соединений, в частности получения 2,2- диа л кил-2Н-имидазол-1-оксидов общей формулы I 6RT N-CR2R3-Nt O)CH где Rv-з- см. ниже, полупродуктов для синтеза стабильных радикалов имидазолина, применяемых в качестве антиоксидантов, антидетонаторов, аналитических реагентов. Цель - создание нового способа получения новых полупродуктов для указанного назначения. Синтез ведут реакцией приб6-100°С гидроксиминометилкетона с алифатите- ским кетоном и ацетатом аммония в уксусной кислоте с последующим выделением целевого продукта. Значения Ri, R2, Рз: выход, %t т.пл., °С, брутто-ф-ла: a) CeHs, СНз, СНз, 90, 108-109. CnHi2N20; б) СбНа. СНз. (СН2)-СНз, 60, масло, CieH2eN20; в) СбНз, СНз, СН2-С(0)ОС2Н5. 40,58-61, г) CeHs, СНз, СН2СН2С(0)ОСНз, 80, масло С14Н1б№Оз; д) СбН5. СНз, СН2-СН2-С(0)ОН, 60, 107-109, С1зНи№Оз: е) CeHs. СН2СН2СНз, СН2СН2СНз, 67, 77-79, CisH2o№0: ж) СНз, СНзСНз, 63. 27-29, CeHioN20; з) , СНз, СНз. 60, 186- 188, СеНд№02; и) n-NOrCe H4, СНз. СНз, 56, 213-214. СпНпМзОз; к) CN, СНз. СНз, 75, 43-45. л) С(0)ОСНз, СНз, СНз, 68. 80-82, СтНюМаОз; м) C(0)NH2, СНз. СНз. 68. 204-206. СбНдМ302; н)п-Н2М-СеН4. СНз. СНз, 22,188-190, СиЖзМзО. Новые вещества доступнее известных. tn С