Способ получения конденсированных имидазолальдегидов

(23) ПриоритетОпубликовано 25.06.77. Бюллетень2Дата опубликования описания 29.09,77 осударственныи коми Совета Министров СС оо делам изобретенийи открытий 3) УДК 547,78В. А. Анисимова и Н. И. Авдюниндена Трудового Красного Знамениарственный университет М. Симон остовский гоСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНДЕНСИРОВАННЫХ ИМИДАЗОЛАЛЪДЕГИДОВ(54) к ооласти орган1 к синтезу конден егидов общей фор 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 конденсиованных 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 сложной аппаратуры.Предлагаемый способ получения альдегидов конденсированных имидазольных систем заключается,в использовании в качестве формилирующего агента хлораля, Использование хлорадя,в качестве С-формилирующего агента для таких систем не известно.Для конденсированных имидазольных тизбыточных систем характерно сильное повышение электронной плотности на атоме углерода, соседнем с мостиковым атомом азота. Это положение и атакуется хлоралем, в молекуле которого сильное индукционное влияние атомов галогена приводит к значительному оттягиванию электронов от углеродного атома карбонильной группы. х е Сг С- гфенил,К - водород, метил, фенил, галоиднафтил;К" - метил, бензил, диалкилминоал являющихся ценным исходным сырь получения, разнообразных соединений, мер халконов, стирилпроизводных, а нов, цианиновых красителей.Существуют различные методы непо венного введения формильной группы матические или гетероциклические я ним относятся реакции Гаттермана, мана-Коха, Даффа, Реймера-Тимана, мейера и др. 11. Применение этих ем для напри- зометисредст в ародра. К ГаттерВил- методов ЗО Изобретение относится ческой химии, в частнос сированных имидазолаль мулы562554 10 онг мд сн - сс 1,М К КП он 3Реакция 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 проводят при нагревании в избытке где Х и К имеют приведенные значения.Выходы конечных продуктов реакции высоки и превышают выходы таких же альдегидов, полученных другими способами.С помощью предлагаемого способа получают альдегиды формулы 1, строение которыхдоказано анализами, спектрами, синтезомпроизводных по карбоиильной групис, и в некоторых случаях - сравнением с известнымиобразцами.П р и м е р 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 сухогобензола 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-З- (2,2,2 трихлор - 1 - тидроксиэтил) имидазо(1,2-а) бензимидазола. Белоснежные кристаллы,с т. пл,215 С (разложение, при,внесении капиллярав горячий прибор) Ку=О,45 (А 1,0 з, хлороформ),Найдено, %: С 47,1; Н 3,9; С 1 32,3; К 12,5С 1 зН 19 С 1 з 11 зО.Вычислено, %: С 47,3; Н 3,7; С 1 32,0; К 12,6.Суспензию полученного спирта (3,4 г,10 ммоля) в 40 мл 5%-ного раствора едкогонатра нагревают на кипящей водяной бане1 - 1,5 часа. При охлаждении осадок отфильтровывают, промывают водой. Получают1,95 г (91,5%) альдегида, Белоснежные шелковистые иглы с т. пл. 186 (из бензола;известная т. пл, 186), Ку=0,9 (А 170 з, хлороформ).ИК-спектр (СНС 1 з): ъсо 1640 см - .Спектр ПМР (СЮС 1 з, б, м, д.): 2,52 (с.,С - СНз), 3,66 с., К - СНз), 7,18 (м. ароматич.протоны) и 9,63 с., СНО),П,р и м ер 2. 9-Бензил-метил-формилимидазо (1,2-а) бензимидазол,Смешивают 3,9 г (0,015 моля) 9-бензилметилимидазо(1,2-а) бензимидазола с 1,7 мл(2,34 г; 0,015 моля) хлораля при комнатной 25 зо 35 40 45 50 55 бо 65 4хлораля. В результате получаются устойчивые спирты формулы 11, легко расщепляющиеся до альдегидов формулы 1 под влиянием любых щелочных агентов: водный раствор соды или щелочи, спиртовая щелочь, алкоголяты щелочных металлов и т, 1 п. Можно проводить реакцию в одну стадию, не выделяя попромежуточно образующийся спирт.В общем виде реакцию можно изобразить уравнением температуре. По окончании экзотермическойреакции смесь, нагревают в течение 10 -15 мин на бане при 40 - 50. Получают с количественным выходом 9-бензил-метил(2,2,2 - трихлор - 1 - гидроксиэтил)имидазо.(1,2-а) бензимидазол. Белоснежные кристал.лы с т. пл. 195 - 196 С (разложение, нз спирта), Йу= 0,4. Соединение трудно раствори мов обычных органических растворителях.1 айдеио, %. С 55,5; 11 4,2; С 25,8; М 10,3.С 19 Н н С 1 з з О.Вычислено, %. С 55,8; Н 4,0; С 1 26,0;М 10,3.Смесь из 3,1 г (7, ммоля) полученного галоидспирта и 1,5 г (35 ммоля) едкого натрав 30 мл воды нагревают,на кипящей водянойбане в течение 1 часа, По охлаждении кристаллы отделяют, промывают водой. Выходальдегида 1,98 г (90%), т. пл. 170 (из этилацетата), КО=0,9 (А 190 з, СНС 1 з)ИК-спектр (СНСз): со 1640 см - .Спектр ПМР (СХЭС 1 з, б, м. д.): 2,6 (с.,С - СН,); 5,35 (с., К - СН 9); 7,27 (м., ароматические протоны) и 9,75 (сСНО).Найдено, %. С 74,7; Н 5,1; К 14,4,С 1 зН 1 з 1 ЧзО.Вычислено, /о. С 74,7; Н 5,2; К 14,5.2,4-Динитрофенилгидразон, темно-бордовыеволокнистые иголочки с т. пл. 281 (разложение из ДМФА).Найдено, %: С 61,2; Н 4,2; Х 20,8,С 241 1 974.Вычислено, %: С 61,4; Н 4,1; И 20,9.П р и м е р 3. 9-Метил-фснил-формилимидазо (1,2-а) бензимидазол.В,раствор 2 г едкого натра в 25 мл этанолавносят 4 г (10 ммоля) 9-метил-фенил(2,2,2 - трихлор - 1 - гидроксиэтил) имидазо(1,2-а)бензимидазола, полученного с количественным выходом при смешении эквимолекулярных количеств 9-метил- фенилимидазо(1,2-а) бензимидазола и хлораля, и кипятятсмесь 20 - 25 мин. Горячий раствор отфильтровывают от хлористого натрия и охлаждают. Выпавший осадок отделяют и промыва 5625545ют холодной водой, Выход 2,5 г (90%). Белоснежные иголочки с т. пл. 147 (из спирта,известная г. пл. 147).П р и м е р 4. 9-Метил-нафтил-формилимидазо (1,2-а) бензимидазол.Смешивают эквивалентные количества 9 метил- нафтилимидазо(1,2-а) бензимидазола и хлораля при комнатной температуре, апо окончании экзотермичной реакции смесьнагревают 15 мин при 50, Затем добавляютк плаву спиртовый раствор щелочи и кипятят 30 мин, По охлаждении выпавший альдегид отделяют. Выход 89 о/о. Слегка розоватыекристаллы имеют т, пл. 254 - 255 С (изДМФА). Соединение трудно растворимо вспирте, ацетоне, умеренно - в хлороформе иДМФА. Ку=0,85 (А 120,; хлороформ),ИК-спектр (СНС 1 з): чсо 1635 см - .Найдено, %: С 77,1; Н 4,5; К 12,7,С 21 Н 18 КЗО.Вычислено, /о. С 77,1; Н 4,7; К 12,9.2,4-Динитрофенилгидр азон, блестящие темночвишневые иглы с т, пл, выше 330.Найдено, %. С 64,1; Н 3,6; К 19,5.С 271 118 К 7 О 4.Вычислено, о/о. С 64,2; Н 3,8; К 19,4.П р и м е р 5. 9-Диэтиламиноэтил-метилформилимидазо(1,2-а) бензимидазол,К раствору 1,36 г (5 ммоля) 0-диэтиламиноэтил - 2 - метилимидазо- (1,2-а) бензи мидазола в 15 мл сухого хлороформа приливают0,53 мл (0,8 г; 5 ммоля) хлораля, смесь тщательно перемешивают и оставляют стоять.По окончании реакции, за которой следятхроматопрафически, добавляют 15 мл 10%-ного раствора едкого натра и смесь кипятят 1 -2 часа. Охлаждают, хлороформный слой отделяют, промывают водой, сушат безводнымсульфатом натрия и хроматографируют наколонке с окисью алюминия (элюент - хлороформ). К=0,45. Лльдегид представляет собой бесцветное масло, которое не удается закристаллизовать. Выход 75%Найдено, %: С 68,3; Н 7,4; К 18,9.С 171-122 К 40.Вычислено, о/о. С 68,4; Н 7,4; К 18,8.2,4-Динитрофенилгидр азон, темно-вишневыемелкие кристаллы с т. пл. 268 - 269 (разложение, из смеси ДМФЛ и спирта).Найдено, /,: С 57,9; Н 5,2; К 23,2.С 2326 К 804Вычислено, /о. С 57,9; Н 5,3; К 23,5.П р и м е р 6. 7-Метил-фенил-формилимидазо (1,2-а) имидазол.7-Метил-фенил - 3- (2,2,2-трихлор - 1-оксиэтил)имидазо(1,2-а)имидазол получают с выходом 98% при смешении эквивалентных количеств 7-метил-фенилимидазо (1,2-а) имидазола и хлораля в бензоле. Он представляетсобой слегка розоватые кристаллы с т. пл,173 - 175 (разложение, из спирта),Найдено, %: С 48,4; Н 3,5; С 1 30,4; К 12,3,С 14 Н 12 КзОС 1 з.Вычислено, /о. С 48,6; Н 3,8; С 1 30,7;К 12,1. 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 65 бПри омылении полученного спирта раствором спиртовой щелочи в течение 15 мин получают альдегид, который очищают вначале пропусканием бензольного раствора через слой Л 1,0 з, а затем кристаллизацией из петролейного эфира. Выход 84/о. Слегка желтоватые пушистые иголочки с т. пл. 86, растворимые в большинстве органических раство- рптслсЙ.ИК-спектр (СНС 1 з); ъсо 1630 с 114 - .Найдено, /о. С 69,1; Н 4,8; К 18,8.С 1 зН 11 КзО.Вычислено, /о. С 69,3; Н 4,9; К 18,7.2,4-Динитрофенилгидразон, темно-коричневые кристаллы с т, пл. 286 - 28 (из ДМФА),Найдено, о/о. С 56,2; Н 3,7; К 24,0.С 1 о Н 18 К 704.Вычислено, о/о. С 56,3; Н 3,7; К 24,2, Пример 7. 2-Фенил - 3 - формилимидазо (1,2-а) пиридин.Хорошо растертую смесь из 1 г (5 ммолей) 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-фен ил- (2,2,2-трихлор-оксиэтпл) имидазо(1,2-а) ппрпдпп с выходом 88 о/о. Белоснежные кристаллы с т. пл. 215 - 216 (разложение, пз спирта).11 айдсно, %. С 52,; 11 3,3; С 1 31,1; К 80.С 18 Н 11 С 1 зК 20.Вычислено, %: С 52,8; Н 3,3; С 1 31,1; К 8,2.При омылении этого галоидспирта спиртовой щелочью получают альдегид с выходом 91/о Е;=0,75 (А 120 з, элюент - СНС 1 з)ИК-спектр (СНСз) 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; К 21,2,С 2 о Н 18 К 804.Вычислено, о/о. С 59,9; Н 3,3; К 21,0.П р и м е р 8. З-Формилимидазо(1,2-а) пиридин.Осторожно при охлаждении смешивают 1,2 г (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. пл. 183 - 184 (разложение, из спирта).Найдено, /,: С 41,0; Н 2,9; С 40,6; К 10,3 Со,СзК,О.Вычислено, о/о. С 40,7; Н 2,7; С 1 40,1; К 10,6.Заказ 1691/10 Изд,554 Тираж 563 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Типография, пр, Сапунова, 2 При омылении йолученного галоидспиртаспиртовым раствором щелочи в течение 20 -30 мин получают альдегид, который очищают на хроматографической колонке с А 120 з(элюент - бензол). Выход 37%. Бледно-желтые кристаллы с т, пл. 116 - 117.ИК-спектр (СНС 1 з): со 1640 см - .Найдено, %: С 65,5; Н 4,0; К 20,0.С 8 Н 6 К 20.Вычислено, %: С 65,7; Н 4,1; М 19,8.2,4-Динитрофенилгидразон. Темно-бордовыекристаллы с т, пл. 340,Найдено К 26,0%.С 14 Н 10 К 604.Вычислено Х 25,8%.П р и м е р 9, 2-и-Бромфенил-метил-формилимидазо (1,2-а) бензимидазол.К раствору 0,34 г (1 ммоль) 9-метил-ибромфенилимидазо(1,2-а) бензимидазола в5 мл сухого бензола приливают 0,16 г(1 ммоль) хлораля. Через 2 дня выпавшийосадок отфильтровывают, промывают 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).Вг=0,4 (А 1,0 хлороформ).Найдено, %: С 35,8; Н 2,8; Н 1 39,0; Х 9,0.С 1 зН 1 зС 1 зВгМзО,Вычислено, %: С 45,6; Н 2,8; Н 1 39,3; 1 Ч 8,9.В раствор 0,35 г едкого патра в 2,5 млэтанола 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 (А 120 з, бензол). Слегка зеленоватые кристаллы с т, пл, 199 - 201 (изспирта), Выход 56%.Найдено, %: С 59; Н 37; Вг 228; И 11,6.С 1 тН 12 ВгХзО.Вычислено, %: С 57,7; Н 3,4; Вг 22,6;К 11,9,2,4-Динитрофенилгидразон, Темно-коричневые кристаллы с т, пл. 307 - 308 (разложение, из ДМФА).Найдено, %: С 52,0; Н 3,3; Вг 15,4; Х 18,7.С 2 зНгвВгХ 704Вычислено, %; С 51,7; Н 3,0; Вг 15,0;И 18,4. Формула изобретенияСпособ получения конденсированных имидазолальдегидов общей формулы 15 К - водород, метил, фенил, галоидфенил,нафтил;1 с - 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, К и К имеют указанные значения, подвергают взаимодействию с хлоралем, а затем промежуточно образующиеся замещенные трихлорэтанолы общей формулы Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. А, Серрей. Справочник по органическимреакциям. М., 1962.2, Вейганд-Хильгетаг, Методы эксперимен 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.