Способ получения конденсированных имидазолальдегидов Советский патент 1977 года по МПК C07D235/06 

1

ИзОбретение относится к области органической химии, в частности :к синтезу конденсированных имидазолальдегндов общей формулы

N/сно

R

N t

где

Л

N I R

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

R - метил, бензил, диалкил.миноалкил, являющихся ценным исходным сырьем для получения разнообразных -соединений, например халконов, стирилпроизводных, азометинов, цианиновых красителей.

Существуют различные методы неп-осредственного введения формильной группы в ароматические или гетероциклические ядра. К ним относятся реакции Гаттермаиа, Гаттермаиа-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 отнощении и дают невысокие выходы альдегидов 2. Для синтеза альдегидов в ряду конденсированных имидазольных систем с общим aTOMOiM азота обычно используется формилирование нри помощи диметилформамида в условиях реакции Вильсмейера, в которой в

качестве конденсирующего средства испо.11ьзуется свежеперегнанная хлорокись фосфора 3. Однако этот метод требует применения абсолютного диметилформамида, свежеперегнанной хлорокиси фосфора и довольно сложной аппаратуры.

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

хлорал-я в качестве С-формилируюп1его агента для таких систем не известно.

Для конденсированных имидазольных яизбыточных систем характерно сильное повышение электронной плотности на атоме углерода, 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

атома карбонильной группы.

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 раствор ителей (бензол, хлороформ и т. п.) при комнатной температуре. Для имидазо (1,2-а) пиридина реакцию проводят при нагревании в избытке

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

В общем виде реакцию можно изобразить уравнением

CljCCHO

ОН

где X 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 карбонильной группе, а в некоторых случаях - сравнением с известными образцами.

Пример 1. 2,9-Диметил-З-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. Выпавщий осадок отфильтровывают, промывают на фильтре бензолом и эфиром. Получают 3,25 г (95,3%) 2,9-диметил-3-(2,2,2трихлор -1 - гидроксиэтил) имидазо (1,2-а) бензимидазола. Белоснежные кристаллы ,с т. пл. 215°С (разложение, при .внесении капилляра в горячий прибор) ,45 (А12Оз, хлороформ).

Пайдено, %: С 47,1; Н 3,9; С1 32,3; N 12,5

CianisClsNaO.

Вычислено, %: С 47,3; Н 3,7; С1 32,0; N 12,6.

Суспензию полученного спирта (3,4 г, 10 ,м,моля) в 40 мл 5%-1Ного 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 щелковистые иглы с т. пл. 186° (из бензола; известная т. пл. 186°). R/ 0,9 (АЬОз, хлороформ).

ИК-спектр (СПС1з): vco 1640 см-.

Спектр ПМР (ODCls, б, м. д.): 2,52 (с., С-СНз), 3,66 с., N-СНз), 7,18 (м. ароматич. протоны) и 9,63 с., СПО).

Пример 2. 9-Бензилн2-метил-3-формилимидазо (1,2-а) бензимидазол.

Смешивают 3,9 г (0,015 моля) 9-.бензил-2метилимидазо(1,2-а)бензимидазола с 1,7 мл (2,34 г; 0,015 моля) хлораля при комнатной

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. нл. 195- 196°С (разложение, из спирта), ,4. Соединение трудно растворимо в обычных органических растворителях. Найдено, %: С 55,5; II 4,2; С1 25,8; N 10,3.

С,9П,бС1зЫзО.

Вычислено, %: С 55,8; П 4,0; С1 26,0; N 10,3.

Смесь из 3,1 г (7, ммоля) полученного галоидсиирта и 1,5 г (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%), т. пл. 170° (из этилацетата). ,9 (, СНС1з).

ИК-спектр (СПС1з): vco 1640 .

Спектр ПМР (CDCls, б, м. д.): 2,6 (с., С-СНз); 5,35 (с., N-СНг); 7,27 (м., ароматические протоны) и 9,75 (с., СНО). Найдено, %: С 74,7; Н 5,1; N 14,4,

CignisNsO.

Вычислено, %: С 74,7; Н 5,2; N 14,5.

2,4-Динитрофенилгидразон, темно-бордовые волокнистые иголочки с т. ил. 281° (разложеиие из ДМФА).

Найдено, %: С 61,2; Н 4,2; N 20,8.

C24ni9N704.

Вычислено, %: С 61,4; Н 4,1; N 20,9. Пример 3. 9-Метил-2-фенил-3-формилимидазо( 1,2-а) бензимидазол.

В .раствор 2 г едкого натра в 25 мл этанола вносят 4 г (10 ммоля) 9-1метил-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 отфильтровывают от хлористого натрия и охлаждают. Выпавщий осадок отделяют и промывают холодной водой. Выход 2,5 г (90%). Белоснежные иголочки с т. пл. 147° (из спирта, известная г. пл. 147°).

Пример 4. 9-Метил-2-нафтил-3-фО:рмилимидазО(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 пл1аву 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 спирте, ацетоне, умеренно - в хлороформе и ДМФА. ,85 (АЬОз; хлороформ).

ИК-спектр (СНС1з): vco 1635 .

Найдено, %: С 77,1; П 4,5; N 12,7.

CziHisNsO.

Вычислено, %: С 77,1; Н 4,7; N 12,9.

2,4-Динитрофенилгидразон, блестящие темно-вишневые иглы с т. пл. выше 330°.

Найдено, %: С 64,1; Н 3,6; N 19,5.

C27H,9N704.

Вычислено, %: 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) беизимидазола в 15 мл сухого хлороформа приливают 0,53 мл (0,8 г; 5 ммоля) хл ораля, смесь тщательно перемешивают и оставляют стоять. По окончании реакции, за которой следят хроматог1рафически, добавляют 15 мл 10%-iHOго 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). R;f 0,45. Альдегид представляет собой бесцветное масло, которое не удается закристаллизовать. Выход 75%.

Найдено, %: С 68,3; Н 7,4; N 18,9.

Ci7H22N4O.

Вычислено, %: С 68,4; Н 7,4; N 18,8.

2,4-Динитрофенилгидр азон, темио-вишневые MCvTKHe кристаллы с т. ил. 268-269° (разложение, из смеси ДМФА и спирта).

Найдено, %: С 57,9; Н 5,2; N 23,2.

С2зН2бН804.

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; С1 30,4; N 12,3.

CuHisNsOCls.

Вычислено, %: С 48,6; Н 3,8; С1 30,7; N 12,1.

При омылении пол} ченного спирта раствором спиртовой щелочи в течение 15 мин получают альдегид, который очищают вначале пропусканием бензольного раствора через слой АЬОз, а затем кристаллизацией из петролейного эфира. Выход 84%. Слегка желтоватые пушистые иголочки с т. пл. 86°, растворимые в большинстве органических растворителей. ИК-спектр (СНС1з): vco 1630 см-.

Найдено, %: С 69,1; Н 4,8; N 18,8.

CisHnNaO.

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.

Ci9Hi5N7O4.

Вычислено, %: 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 ммолей) 2-фенилимидазо(1,2-а)ниридина и 5 мл хлораля нагревают па глицериновой бане 10 час при 100°. По охлаждении плав растирают с небольшим количеством эфира, отфильтровывают и промывают водой. Получают 2-фенил-3-(2,2,2-трихлор-1-оксиэт1 л)имидазо(1,2-а) с выходом 88%. Белоснеж1гые кристаллы с т. пл. 215-216° (разложенис, из спирта).

Найдено, %: С 52,7; Н 3,3; С1 31,1; N 8,0.

Ci5HuCl3N20.

Вычислено, %: С 52,8; Н 3,3; С1 31,1; N 8,2.

При омылении этого галоидспирта спиртовой щелочью альдегид с выходом 91%. R,- 0,75 (АЬОз, элюент-СНС1з).

ИК-спектр (СНС1з) vco 1645 см-. Белоснежные кристаллы с т. пл. 147° (из спирта, известная т. нл. 147-148°).

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

Найдено, %: С 60,0; Н 3,4; N 21,2. С2оН1зМб04.

Вычислено, %: С 59,9; Н 3,3; N 21,0.

Пример 8. 3-Формилимидазо( 1,2-а)ниридин.

Осторожно при охлаждении смешивают 1,2 г (10 ммолей) имидазо-(1,2-а)пиридина и 3 мл (20 ммолей) хлораля и выдерл ивают смесь при комнатной температуре 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 галоидснирта 2,3 г (83%). Соединение хорошо растворимо в ацетоне, труднее - в спирте. Белоснежные иглы с т. нл. 183-184° (разложение, из спирта).

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

CgHyClsN.O.

Вычислено, %: С 40,7; Н 2,7; С1 40,1; N 10,6.