Синтез, изучение строения и превращения нитропроизводных, аминов и азометинов в ряду 2-замещенных бензимидазолов и пиридо (1,2-а) бензимидазола тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАЮДОВ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ имени ПАТРИСА ЛУМУМБЫ

На правах рукописи

БААТХ БАЛВИНДЕР СИНГХ

СИНТЕЗ, ИЗУЧЕНИЕ СТРОЕНИЯ И ПРЕВРАЩЕНИЯ НИТРОПРОИЗВОДНЫХ, АМИНОВ И АЗОМЕТИНОВ В РЯДУ 2-ЗАМЕЩЕННЫХ БЕНЗИМИДАЗОЛОВ И ПИРИДО[1,2-а] БЕНЗИМИДАЗОЛА

(02.00.03 - органическая химия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва - 1991

Работа выполнена на кафедре органической химии ордена Дружбы народов Университета дружбы народов им.П.Лумумбы

Научные руководители -

кандидат химических наук, доцент В.Г.Плешаков, заслуженный деятель науки и техники РСФСР, доктор

химических наук, профессор Н.С.Простаков

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор И.Г.Решетова,

кандидат .химических нар, ведудай научный сотрудник А.В.Юдашкин

Ведущая организация - Всесоюзный научный центр по безопасности биологически активных: Ееществ.(г.Кулавна)

Защита диссертации состоится 24 декабря 1991 г.

в 15 час. 30 мин. на заседании специализированного совета К 053.22.№ в Университете дружбы народов имени Патриса Лумумбы по адресу: 117198, ГСП, Москва, ул.Орджоникидзе, д.З.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Университета дружбы народов им.Патриса Луыумбы по адресу: 117198, Москва, ул.Миклухо-Маклая, д.б.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат химических наук доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОШ

Актуальность теш. Производные бензимидазола и пиридина находят широкое применение в исследованиях как теоретического, так и прикладного характера и особенно при поиске физиологически активных соединения. Весьма перспективными в этом отношении следует считать и такие гетероциклические системы, какими являются пиридилбензимидазолы и их структурные аналоги -- конденсированные пиридобензимидазолы. Сравнительный анализ биодействия производных этих гетероциклических систем с одноименным типом заместителей представляется особенно важным для синтетической лекарственной химии, в развитии которой существенная роль принадлежит генетически связанным между собой ни-тро-, амино- и азомегиновым производным азотистых гетероцик-лов. Однако этот тип произвддных, и особенно азомегикы, в ряду пиридил- и пиридо-бензимидазолов вследствие их синтетической труднодоступности мало изучены и до настоящего времени. И лишь в последние годы благодаря работам сотрудников кафедры органической химии УДН, разработавших простой способ получения пиридо[1,2-а]бензимидазола, открылась возможность сравнительного изучения физико-химических и биологических свойств производных пиридил(пиридо)бензимидазолов и настоящей работой положено начало систематическим исследованиям в этом направлении, которое является составной частью одной из актуальных проблем в теоретической и прикладной химии гетероциклических гоединений.

Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследо-^ зательских работ кафедры органической химии УД1, проводимых ю плану научно-технической программы 0.43.01 (задания 01.02. 3641 и 01.04.1341) и координационным планом АН СССР по направ-1ению "Синтетическая органическая химия", проблема 2.11.,№Гос. регистрации 01.86.0008289.

Цель -работы.!. Синтез 2-эамещенных бензимидазолов с ме-'ильным, изопропилфенильным, фенилдиизобутильным, нитро^уриль-ым и пиридильными радикалами. 2. Синтез нитро- и аминопроиз-одных исходных 2-замещенных бензимидазолов и пиридо[1,2-а]-ензимидазола.З. Синтез и изучение пространственного строения зометинов в ряду пиридилзамещонных 5-аминобензимидазолов и -аминопиридо[1,2-а]бензимидаэола. 4. Синтез вторичных аминов

на основе азометинов ряда 2-(^},^-пиридил)-5-ешинобензимидазо-лов. 5. Изучение поведения 2-метил(^-,^-пирвдил)-5-аминобен-зимидазолов в реакции Скраупа. 6. Выявление возможности синтеза замещенных бензимидазо[1,2-а]хинолина и швдазо[1,2та]~ пиридина методом гетерогенно-каталитической дегвдроциклиза-ции.7.Синтез и некоторые превращения четвертичных солей и комплексных соединений 2-замещенных бензимидазолов и пиридо-[1,2-а]бенэишдазол& е целью поиска в .их ряду физиологически активных соединений.

Научная новизна. Осуществлен синтез серии малоизученных и неизвестных ранез 2-замещенных бензимидазолов, их 5-нитро-, 5-аминопроизводных, изучены их спектральные, квантовохимичес-кие характеристики и некоторые химические превращения.Экспериментально установлена высокая эффективность применения модифицированного метода Клеменсена для восстановления 5-нитробензи-мидазолов в соответствующие аминопроизводные. Впервые проведе! сравнительный анализ активности пиридилзамещенных 5-аминобен-зимидазолов и 8-аминопиридо[1,2-а]бензимидазола в азометиновы: конденсациях с ароматическими и гетероциклическими альдегидам; Получена серия неизвестных ранее потенциально биологически ак тивных альдиминов ряда бензимидазола, соответствующих им вторичных аминов и установлен факт исключительной легкости вое- . становления азометиновой связи этих альдиминов под действием боргидрида натрия. Методом спектроскопии ПМР выявлены заселен ности геометрических форм 2-^()Г)-пиридил-5-[М-арилиден(пиколи нилиден)ЗаминобензимидазолоБ и впервые в ряду азометиновых пр изводных бензимидазола на примере 2-(У-пиридил)-5-[№ -(х ,п -диметоксибензшшден)3аминобензимидазола выделены индивидуальные % ,Е-изомеры.

Впервые проведен кристаллооптический анализ азометинов ряда '5-аминобензшшдазола и определен фазовый состав ивдиви-дуальных и смесей геометрических изомеров этих азометинов.

На основе 2-метил-,^-,^-пиридилсодержащих 5-аминобенз! мидазолов по реакции Скраупа подучены неизвестные ранее замещенные пиридо£3,2-е]бензимидазолы и показана принципиальная возможность синтеза труднодоступной системы имидазЬ рздита гетерогенно-каталитической дегидроциклизацией 2-[И -(«¿-метил-2,4-диметилбензилиден)]]аминопиридина.

На основании данных ИК-, УФ-, ПМР-спектров, кристаллооп1

ческого анализа я квантовохимических расчетов сделан вывод о наиболее вероятных типах межмолекулярных ассоциатов пиридил]-5-|))-арилиден(пиколинилиден)]аминобензимидазолов и о возможности существования производных 2-<<(Т)-пиридилбензими-дазолов в виде хлноидных таутомеров.

Практическая значимость. Результаты настоящих исследований позволяю! констатировать о более высокой эффективности кислотного способа синтеза 2-^ОО-пиридилсодержадих бензиаи-дазолов, что существенно расширяет возможность их использования в качестве синюнов при разрабогке путей синтеза новых по-ликонденсированных азотистых гетероциклов с фрагментами бензи-дшдаэола и пиридина. Структурные особенности _/?(Ю-пиридил-бензимидазолов, полеченных на их основе азометинов,вторичных аминов и конденсированных пиридобензиыидазолов позволяют рассматривать их как весьма перспективные при поиске физиологически активных соединении. С этой целью синтезированные в работе азомехдны, ряд новых четвертичных солей и комплексных соединений на основе 2-Р(Т)-пиридилбензимидазолов и пиридо-0- ,2-а]бензимидазола переданы на испытания их биологической активности. Брл этом, в частности, выявлена высокая (100^-ная от эталона) фунгицидная активность хлорида 5-ОР-хлорбутироил)-пиридор ,2-а]бензимидазолия.

Апробация рабогы. Основные результаты диссертации доло-кены на Я конференции молодых ученых и специалистов фа куль-сета физико-математических и естественных наук УДН (г.Москва, 1988 г.), да П и И конференциях научно-учебного центра физико-химических методов исследования УДН(г.Москва,1989-1990 уч.г.),

У Московской конференции по органической химии и технологии (г. Москва, 1989 г.), на Всесоюзной конференции по химии :инонов и хиноидных соединений (г.Новосибирск, 1991 г.).

Публикации, По материалам диссертации опубликовано пять )абот.

Обьем и структура диссертации. Диссертация объемом страниц состоит из введения,литературного обзора ( 1 глава), Осуждения результатов (7 глав), экспериментальной части, вводов, списка литературы (13? наименований) и содержит 32 аблицы, 44 рисунка и 4 схемы»

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I.Синтез исходных 2-замещенных бензимидазолов

Исходные 2-замещенные бензимццазолы (1-УП, схема № 5) получены ковденсацией о-фенилевдиамина с альдегидами (первый способ) или кислотами (второй способ). В соответствии с поставленными в работе задачами в качестве альдегидных компонентов нами выбраны 5-нитрофурфурол, изомерные пиридинальдегиды, 3,5-дитрет-бугил-4-оксибензальдегвд и Л-метил-п -изопропил-гидрокоричный альдегид (цикламенальдегид), а в качестве кислотных - уксусная, никотиновая и изоникотиновая кислоты. Первым способом с выходами 22-74/5 получены 2-(5' -нитро-о£~фу-рил)-(П)-, 2-[в6-(Ш)-,^-(1У)-, /-(У)-]-пирадил-, 2-СЗ* ,5'-дитрет-бутил-4-океифенил)-(У1)-, 2- (д' -метил-2'-( П -изопро-пилфенил )этил-(УП)-3-бензшидазолы*, вторым способом с выходами -" 55-85$ получены 2-метил-(1)- и 2-[^-(1У)-, у -(У)-пи-ридил^-бензимидазолы, т.е. £ - и ^-пиридилсодержащие бензими-дазолы (1У-У) получились и первым и вторым способами (схема № I, пути "а" и "б" соответственно) и, судя по выходам, трудоемкости методик и доступности исходных компонентов синтез 2-( £>-,Х -)пириди л с одержанное бензимидазолов по второму способ; более предпочтителен. При метилировании бензимидазола (УП) йодистым метилом в водноспиртовом растворе едкого натра с выходом 70% получен его N-метилзамеценный аналог (У111).

В ряду 2-замещенных бензимидазолов (1-УШ) соединения (У1-У1Д) получены впервые, остальные были описаны ранее. Однако, за исключением 2-мегилбензимидазола (I), являющегося в на ших исследованиях модельным соединением, свойства 2-гетарил-бензимидазолов (П-У) и, в особенности, пиридиябензимидазолов (Ш-У), практически не изучены и до настоящего времени.

Индивидуальность, состав и строение соединений (1-УШ) подтверждены хроматографически, элементным анализом и спектрально .

2. Нитрование 2-замещенных бензимидазолов (1-У.УП) и восстановление их нитропроизводных

Нитрование 2-замещенных бензимидазолов (1-У,УП) проводилось нитрующей смесью при температуре 0-5°С и при этом из со-

О-О-О гО

2-" 54

5

единений С 1-У) о выходами ^ 809.98 % получены их 5-нитропроиз-водные (1Х-ХШ) (схема № 2), строение которых доказано аналитическими данными и совокупностью спектральных характеристик. При нитровании диизопропилфенилбензимидазола (УП) образуется смесь моно-ШХ)- и ди-(ХХ)-нитропроизводных, разделить которые не удалось. Содержание*компонентов в этой смеси и порядок замещения в моно-(Х1Х)- и ди-(ХХ)~нитропроизводных определены с помощью масс- и ПМР-спектров. 5-Нитро-2-метил-(1Х)~ и 5-ни-тро-2-[(5'-нитро-<£-фурил)-(Х|-бензимидазолы были получены ранее на основе 4-нитро-о-фенилендиамина или его N , ы'-диаце-тильного производного; 5-нитросодержащие Зензимидазолы (XI--ХШ) получены впервые.

При изучении восстановления нитробензимидазолов (1Х-ХШ) весьма эффективным оказался модифицированный метод Хдеменсена, иногда применяемый для нитропроизводных карбоциклических углеводородов. Бри восстановлении этим методом 5-нитросодержшцих бензимидазолов (IX, XI-XII!) с выходами ~ 49-76$ получены неизвестные ранее соответствующие 2-замещенные 5-аминобензимидазолы (Х1У, ХУ1-ХУШ)(схема № 2), строение которых подтверждено аналитическими, спектральными данными и химическим путем. Установить строение продуктов восстановления динитрофурилсодержащего бензимидазола (X) нал не удалось и ожидаемый диамин (ХУ) выделен не был.

3. Синтез и изучение строения -пищдил)-

-5-СМ -адалцден(Р -,У-пиколинилиден^ аминобензимидазолов (ХХ1-ХХХ1)

Литературные сведения об азометинах ряда бензимидазола представлены единичными сообщениями. В результате сравнительно го анализа доступности пиридиламинобензимидазолов (ХУ1-ХУШ) мы сочли целесообразным восполнить этот пробел на примере азо-метиновых производных 5-амино-2-(уб-,^-пиридил)бензимидазоло! (ХУП-ХУШ). Азометиновые конденсации последних проводились с анисовым, вератровым, салициловым альдегидами, пипероналем, £ - и /-пиридинальдегидами в эквимолекулярных соотношениях акинного и альдегидного компонентов в кипящем спиртовом растворе с ТСХ-контролем за ходом реакций. По этой методике с выхс дами 71-97% получена новая серия (схема № 3) потенциально биологически активных азометинов -2-(р У-пиридил)-5-[Ь1 -ари-лиден( р - * ^ -пиколинилидёнДаминобензимвдазолов, изучение ,

Схема. Л/2

НН03

й

£ ■+

с?

зс

нгы

(ху)

а

г 0/1

(ХН?)

й сн3 сн3

—N С. Н3

-снд-0-сн («)

И Щ

; ('I',х?, К=¿-шсри.дил;(¡у, Щ/^*¿-пиридил-,

(¥,£¡¡1, ШО Я-У'

строения которых проводилось нами химическим путем и с использованием аналитических данных, спектральных методов (масс-, ИК-, ПМР- и У§-спектров), кристаллооптического анализа и кван-товохимических расчетов (метод ППП). Данные элементного анализа и масс-спектрометрическое определение молекулярных весов альдиминов (ХХ1-ХХХ1) находятся в полном соответствии с их брутто-формулами. Наиболее интенсивными в масс-спектрах этих соединений являются пики ионов М+ и М-Н+. Помимо последних диагностический интерес представляют собой хотя и малоинтенсивные, но весьма характерные пики ионов, обусловленные параллельным элиминированием из ионов М+ арильного (пиридильного) радикалов А^ (Ру' ) альдегидного остатка и молекулы ЛъСЫ в результате расщепления имидазольного кольца.

ИК спектры азометинов (ХХ1-ХХХ1) в кристаллическом состоянии указывают на ассоциированный характер их имидаэольных

МН -связей, валентные колебания которых проявляются в виде широких полос с максимумами поглощений в области"2760 т 3450 Полосы экэоциклических азометиновых связей этих альди-минов б некоторых случаях перекрываются с полосами С=С-свя-зей и сильно сдвинуты в низкочастотную область до 1602-1632 см-*, причем интенсивности этих полос 2-У-шфидилсодержащих азометинов значительно выше по сравнению с 2-/-пиридильными аналогами.

По данным квантовохимических расчетов изомерных пиридил-бензимидазолов СШ-У), нитропроизводных (Х1-ХШ), аминов (ХУ1--ХУШ), а также ¿Г(Е-изомерных форм азометинов (XXIX),(XXXI) наиболее электроотрицательными являются атомы азота К)3, а наиболее электроположительными - атомы азота их имидаэольных фрагментов и атомы азота N (^-группы в нитропроизводных (XI--ХШ), что,с учетом стерических факторов, дает основание считать вариант ассоциации по типу >Ы-Н.....наиболее вероятным среди возможных межмолекулярных ассоциатов азометинов (ХХ1-ХХХ1). ^Насыщенность, длины и порядки связей -изомеров альдиминов (XXIX),(XXXI) практически одинаковы. Однако дипольные моменты изомеров существенно различаются и равны 2.39 [ЯЧХХ1Х)]; 3,35 [Е-(ШХ)]; 3.14 [¿-(Ш1)]и 4.0 [Е--(XXXI)], т.е. Е-изомеры более поляризованы и дипольный момент увеличивается при перемещении атома азота из ^-положения пи-ридильного фрагмента при С^ в Ц -положение, что согласуется с характером изменений дипольных моментов в ряду Z-J3 -, #-пщк-дилсодержЕщих бензимидазолов (1У-У), их 5-нитро-(ХП-ХШ) и 5--амино-(ХУП-ХУШ)-производных. С учетом данных ИК- и ПМР-спект-ров о-оксисодержащего азометина (ХХУП) ему приписана Е-конфи-гурация/ стабилизируемая шестичленным хелатным циклом, образованным внутримолекулярной Н-связыо гидроксмгруппы с азомети-новым атомом азота (схема № 3).

Спектры ПМР азометинов (ХХ1-ХХХ1) дают сложную картину сигналов, наиболее информативными среди которых при выявлении .¿Г,Е-изомерного состава оказались еигналы протонов азометиновых группировок, оксиметил-, метилендиокси-групп и протонов Н арилиденовых фрагментов, а также сС - и Дуб1 -протонов пиридиновых ядер и протонов Н бензимидазольного цикла. Поскольку азометиновые протоны Е-изомеров этих альдиминов под

вергаются более сильному влиянию анизотропных эффектов фени-леновых ядер бензимидазольных фрагментов, сигналы указанных протонов Е-изомеров должны быть смещены в сильное поле по сравнению с родственными сигналами Я-изомеров, что и подтвердилось при интерпретации спектров ПМР азометинов (ХХ1-ХХХ1). Только при конденсации 2-( ¿Г-пиридил)-5-г-шинобензимидазола (ХУШ) с вератровым альдегидом удалось выделить каждый из.?, Е-изомеров азометина (ХХ1У): низкоплавкому (т.пл.120-122°С) приписана 2-конфигурация, высокоплавкому (т.пл.140-142°С), мажорному по содержанию - Е-конфигурация. Методом спектроскопии ПМР установлено, что при обычных условиях в растворах ОМ0О и ЩОЯ азометины (ХХП, ХХУП-ХХХ) представлены Е-изо-мерами с примесью в некоторых случаях следовых количеств 2--форм, а азометины (XXI, ХХШ, ХХУ-ХХИ) в растворе Х>М$0 находятся в виде смесей 2,Е-изомеров в соотношении последних ~ -1:5, 1:2, 1:2, 1:4 соответственно. Выявление изомерного состава азометина (XXXI) оказалось затруднительным. При попьн ке получить информацию о степени геометрической индивидуальности азометинов (ХХ1-ХХП, ХХ1У, XXXI) методом кристаллоопти-ческого анализа было показано, что кристаллы этих соединений анизотропны, причем индивидуальные ¿Г,Е-изомеры азометина (ХХ1У) являются однофазными, а азометины (ХХ1-ХХП, XXXI) пpe^ ставлены двумя оптически близкими между собой фазами кристаллов с соотношением последних ~!:3, Учитывая эти результаты и Я>Е-изомершй состав азометинов (ХХ1-ХХП, ХХ1У, XXII) по да! ным их спектров ПМР, можно считать, что геометрическая конфигурация азометинов в значительной степени предопределяет фаз( вый состав их кристаллов.

При изучении превращений азометинов (ХХШ-ХХУ1) в присутствии боргидрида натрия в растворе этанола получены 2-(р ,^ ■ -пиредил)-5-£л», п -диметокси-(^, п -метилевдиокси)бензил^ми бензимидазолк (ХХХП-ХХХУ), причем выход (93-96%) 2-у-пириди. содержащих аминов (ХХХШ, ХХХУ) на^30% выше выходов (70-76%) аминов (ХХХП, ХХХ1У) с р -пиридильными радикалами при С^, чт! вероятно, связало с существованием 2-# -пиридилсодержащих аз метинов (ХХП, ХХ1У, ХХУ1, ХХХ-ХХХ1) в виде хиноидных таутоме; обладающих большей степенью поляризации азометиновых связей : сравнению с 2-р -пиридилзамеценными азометинами (XXI, XXIII, X ХХУШ-ХХ1Х), для которых хиноидная таутомерия исключена. Возм ность хиноидной таутомерии для 2~у-пиридилсодержащих альди-10

минов (ХХП, ХХ1У, ХХУ1, ХХХ-ХХХ1) показана нами на примере сравнительного анализа характерных особенностей ИК- и электронных спектров поглощения (ХП) исходных 2-(«£-, ридилбензимидазолов (Ш-У) и азометинов (ХХ1-ХХХ1), о чем сообщается в разделе 5.

4. Синтез и строение 2-замещенных пиридоС3.2-е]бензимидазолов (ХХХУ1-ХХХУШ)

Учитывая положение аминогруппы в 5-аминобензимидазолах (Х1У, ХУП-ХУШ), можно ожидать образования как линеарных (ХХХУ1а-ХХХУШа), так и ангулярных (ХХУ1-ХХХУШ) продуктов конденсации аминов (Х1У, ХУП-ХУШ) по Скраупу. По данным квантово-химических расчетов 5-аминопроизводных 2-^-СХУБ)- и 2-/-(ХУШ)-пиридилбензимидазолов <7^-заряды на их атомах углерода С4 находятся в пределах(-ф95+-0,096), а на атомах С® -

ххху/а. - хххУша. Ш^Ш'Ш! МШй.

(ШУ/)Я=СН}; (щуп)Я =£-П1фидиУ!-, (ШШ) tLU.pU.ljи. Л

(-0,064+ - 0,066), т.е. конденсации этих аминов по Скраупу должны протекать, главным образом, с участием атомов С4.Тщательный анализ спектров ПМР выделенных продуктов конденсаций подтвердил этот вывод и при этом из аминов (Х1У, ХУП-ХУШ) с выходом 35~9б% получены неизвестные ранее соответствующие 2-замещенные пиридо[3,2-е]бензимидазолы (ХХХУ1-ХХХУШ), строение которъг/ подтверждено аналитически и спектрально. В их спектрах ПМР отсутствуют синглетные сигналы, характерные для протонов фениленовых ядер линеарных систем (ХХХУ1а-ХХХУШа) и в интервале 7.80+7.91 м,д. имеются однопротонные дублет-дублетные сигналы протонов Н® и дублетные сигналы протонов Н при 7.93+0.05 м.д. с КССВ 58 д= 8.8+9.4 Гц.

5. Ассоциация и таутомерия в ряду бензимидазолов с пиридильными фрагментами при С

Некоторые аспекты этой сложной и малоизученной до настоящего времени проблемы изучались нами путем сравнительного

анализа ЭСП этанольных растворов оснований, гидрохлоридов и йодметилатов изомерных бензимидазолов СШ-У), модельного 2-фе-нилбензимидазола (2-ШБ), ИК спектров кристаллических образцов и хлороформных растворов этих соединений и в рамках реферата представляется возможным только в лаконичной форме изложить результаты этих исследований.

Наличие в ИК спектрах кристаллических образцов пири£,илбен-зимидазолов (Ш-У) полос поглощения валентных колебаний Ы-Н --связей в области 26001-2700 свидетельствует в пользу цвиттер-ионных структур (Ша-Уа). На возможность хиноидных тау-томеров.СШб,Уб) указывают полосы поглощения при 5614-1612 см-* отнесенные нами к V межфрагментарных связей. Эти полосы отсутствуют в спектрах 2-_/}-пиридилпроизводного (1У) и 2-ФБ, для которых хиноидная таутомерия исключается, причем судя по интенсивности указанных полос, структура (Уб) более предпочтительна по сравнению с (Шб). Поскольку в ИК спектре 2-<Ш полоса V (3480 см-*, ср.) сдвинута в высокочастотную сторону спектра примерно на 101-20 см~*относительно ^_^ пиридил-

производных.(Ш,У), то этот сдвиг дает основание отнести в спектрах соединений Ш,У) к пиридильным циклам таутомерных форм (Шб, Уб). Такое отнесение подтверждается и почти полным совпадением значений V и -Н Б спектРах 2-ШБ и 2-^-пиридил-бензимидазола (1У). Для«¿-пиридилпроизводного Ш) характерен максимальный низкочастотный сдвиг полосы Д° 3460 см- , что может служить подтверждением факта существования (Ш) в вид« внутримолекулярных пятичленных ассоциатов с Н-связью типа или Ы.-Н-Ы^.

Перестройка электронной структуры ароматической системы 2-(в£-, зП-пиридилбензимидазолов Ш.У) в хиноидную подтверждав, ется данными их ЭСП, в которых длинноволновые полосы поглощения (ДПП) сдвинуты бахотромно на ^20*40 нм относительно ДТП как в экспериментальном спектре /?-изомера (1У), так и в теоретически рассчитанных ЭСП для соединений (Ш-У).

Большинство ЭСП азометинов (ХХ1-ХХХ1), и в особенности сравнение спектров(ХХУШ)(по принятой в работе абревиатуре

его шифр ^.^д-ПА) и (ХХХ1)(его шифр - у , у*-ПА.) также указывает на возможность хиноидной таутомерии в ряду 2-у-пиридил-бензимидазолов: в ЭСП ди-У-пиридилсодержащего азометина у,^--ПА максимум ДПП батохромно сдвинут на 14- нм относительно этой полосы в спектре ди-^З-пиридильного аналога-ПА.

б. Азометиновые производные в ряду пиридоГ!.2-а]~

бензимидазола (ХЬ ) и синтез его аналогов

В результате ранее проведенных на кафедре органической химии Уда исследований стали доступными пиридо[1,2-а]бензими-дазол (X]«,), его 8-нитро-(ХЬ I)- и 8-амино-(ХЬП)-производные, полученные путями, указанными на схеме № 4. Этими путями соединения (ХЬ - ХЬП) получены и в нашей работе с целью изучения поведения амина(Х1.П) в азометиновых конденсациях. Информация на этот счет до налшх исследований отсутствовала. В конденсациях с амином(Х1_П) нами опробированы бе'нзальдегид, салициловый, X -пиридинальдегиды и 5-нитрофур$урол. В отличие от азометинов (ХХ1-ХХХ1) выходы 8-[М -арилиден(гетарилиден)] -зминопиридо[1,2-а]бензимидазолов (XL.y-XL.IX) значительно нике (~14*66%), их выделение и очистка осложняются труднораст-воримостью как самих азометинов, так и исходного амина (ХЬП). За исключением альдимина(Х]_У)(его1650 см"^) валентные колебания азометиновых связей в ИК спектрах соединений (XI.У1--XI. IX) проявляются в виде малоинтенсивных полос в интервале [624|-1642 Вследствие структурных особенностей альдиминов

(Х1_У-Х1_1Х) метод спектрометрии ЯМР при установлении их строения оказался малоэффективным. В масс-спектрах этих соединений наиболее интенсивньши являются пики молекулярных ионов, а их ЭСП характеризуются наличием более длинноволнового поглощения ю сравнению с родственными спектрами альдиминов (ХХ1-ХХХ1).

Выделить ожидаемый метилизопропилсодержащий конденсиро-занный хинолинобензимидазол (1-1) или продукт его дегидриро-зания при высокотемпературной дегидроциклизации 2-[1 -метил--2 -(п -изопропилфенил)этил]бензимидазола (УП) (схема № 4) в 1рисутствии катализатора марки К-16 нам не удалось - в этих условияхгроисходит глубокая деструкция (УП). Более успешной зказалась попытка получения диыетилфенилш и да з о [1,2-а]пирлда на [ 1.1У) дегидроциклизацией в присутствии указанного катализа-рора 2-[И -(«С-метил-2|4-диметилбензилиден)Заминопиридина

Схема. Л/^

а

о Н,Н

_,

к-16

НЫ0з+Н2$01

(ХХХЧХ )

1 -ы* (Ж)

огн

Г

(Ж) л (Ш) \

Лг-с-и

Г

Л

I]

(шт)

(ЖШ) (I) ^

(ЩШ = Сен5 ;(Ш)М « о-СеНь-ОН; (7Ш)Лъ =шридцл; (и.УШ)Лг = у- аи.ридил; (хШ) •Л'г = ¿г- нитро-срурц.л

И3С-О-С=0СШ

Г

Нзс-сн-сн3

ЦС-СН-СН3

(Ш) |к-1б

г^т—В

кЛЛсЛ—*

_ Л| I

(Ж) н СН3

СНа

(Ш)

НМ0Д4- Н^Оа

СН, N0,

ыог

(Ш)

(LUI) при температуре в зоне катализа 550-560°С. Образование зри этом целевого (Х_1У) зафиксировано в виде его динитропро-лзводного (1.У), выделенного при нитровании продуктов катализа нитрующей смесью. Строение динитроиглвдазопирвдиду- (1»1У) триписано нами на основании динных его ИК-, ПМР- и масс-спект-зов.

7. Кватернизаиия и биологическая активность синтезированных соединений

При изыскании областей применения синтезированных соеди-1ений и превде всего для биологических испытаний были полусны (с выходами~53-93%) гидрохлориды и (или) йодметилаты '-замещенных бензимидазолов (Ш-У, УП), бромаллильные соли (1У) i (У) и четвертичные соли пиридо[1,2-а}бензимидазола (XL) с слорангидридами Jf -хлормасляной и гидрохлорида у-аминомас-шной кислот. С ¿-четом квантовохимических характеристик син-гезированных в работе бензимидазолов и ранее полученных ре- • зультатов по изучении»направления кватернизации пиридобензи-дидазола (XL) сделан вывод о кватернизации указанных выше 1роизводных ряда бензимидазола по имидазольным атомам азота

N3 , а производных (XL) - по атомам N5" . На основе 2-/(/) -пиридилбензимидазолов (1У-У), пиридо[1,2-аЗбензимидазола(ХУ, 5го 8-нитро-(Х1_I)- и 8-okch-(L) -производных сотрудниками ка-Евдр общей и неорганической химии SjZfi впервые поручены их ком-шексные соединения с хлоридами £п, $п} Ctí*u. SScoc¡:aBa.¿.¿:MXn = 1:1 или 2:1. При щелочном расщеплении йодметилата (XLIII) 1иридобензимидазола (XL) по данным масс-спектра образуется :месь 2-метилбензимидазола(1) и 1-метилпирролидино£1,2-а]бен-¡имидазола (XL 1У).

По результатам биологического скрининга 20 синтезировании в работе соединений наивысшую (100%-ную от эталона) фунги-(идную активность проявил хлорид 5-(У-хлорбугироил)пиридо~ !,2-а]бензимидазолия.

ВЫВОДЫ

I. Осуществлен синтез и проведен сравнительный анализ :пектральных и квантовохимических характеристик малоизученных i неизвестных ранее 2-замещенных бензимидазолов, их 5-нитро-амино)производных с пиридильными, «¿-фурильными, изоалкил-

арильными и арилизоалкильными заместителями.

2. Впервые изучено поведение 2-(;6-,^ )пиридилсодержащих 5-аминобензимидазолов и 8-аминопиридо[1,2-а]бензимидазола в азометиновых конденсациях с ароматическими и гетероциклическими альдегидами и получена новая серия потенциально биологически активных азометинов -2-(£-, }Г-пиридил)-5-[Й -(арилиден^

-аминобензимидазолов и 8-[Н -арилиден(гетарилиден|аминопиридо-[I,2-а}бензимидазолов.

3. Методом спектроскопии ПМР обнаружен факт существования некоторых ^-пиридил)-5-£К-арилиденС^, у-пиколи-нилиден^аминобензимидазолов в растворах в виде смесей

2,Е -изомеров, выявлены заселенности геометрических форм и впервые в ряду азометиновых производных бензимидазола на примере 2-(у -пиридил)-5-[|||-&ч, п .-диметоксибензиивдем^и^/у-нобензимидазола выделены индивидуальные 2,Е-изомеры.

4. На основании спектральных, квантовохимических и крис-таллооптических характеристик 2-(у~пиридил)-5-£М-арилиден ( р- , у" -пиколинилиден|аминобензимидазолов предложен вариант межмолекулярной ассоциации этих азометинов и показана возможность существования производных 2-(о£-,у)-пиридилбензимидазо-лов в виде хиноидных таутомеров.

5. Выявлена легкость восстановления азометиновых связей 2-(</8-,/-пиридил)-5-( N -арилиден)аминобензимидазолов боргид-ридом натрия и получены потенциально биологически активные вторичные амины- 2-СД-,^ -пиридил)-5-ариламинобензимидазолы.

6. Изучено поведение 2-метил( ^-пиридил)содержащих 5-аминобензимидазолов в реакции Скраупа и осуществлен синтез неизвестных ранее замещенных пиридо[3,2-е]бензимидазолов.

7. Экспериментально установлена возможность синтеза гете-рогенно-каталитическим методом труднодоступной гетероциклической системы имидазо [1,2-а)пи,риднна.

8. Для биологических испытаний осуществлен синтез серии четвертичных солей и комплексных соединений (в соавторстве) 1 ряду производных бензимидазола и пиридо[1,2-а]бензимидазола. По данным биологического скрининга хлорид 5-( ¿'-хлорбутироил! пиридо[3,2-а]бензимидазолия проявил высокую(100%-ную от эталс на) фунгицидную активность.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. ¿алвиндер С.Баатх, Плешаков В.Г. Синтез и спектральные характеристики 2- (ß )-, ( Y* )-пиридил- и 2-[l' -метил-2;-( л -изопропилфенил)э'^ил]0ензимидазолов// Ма'лер. П конф. науч. -учеб. центра физико-химических методов исслед. Университета дружбы народов (21-24 шевр .): Тез. докл. - M., 1989. - С.141.

2. iiacc-спектромехрическое исследование арил(гетарил)со-держащих индолов, имидазолов и бензимидазолов /Сорокин A.A., Сташенко Ё.Ё., Taxa Абубакр, Зволинским О.В., Балвиндер Сингх ¿аатх, вактибаев О.В., Плешаков В.Г., Просз:аков Н.С.//

У «Носков. конф. по органической химии и технологии: Тез. докл. - гл., 1989. - ч. П. - С.204.

3. Изучение комплексных соединений олова (ПДУ) с производными пиридо[1,2-а]бензимидэзола/Василенко Т.Г., Ермолина Г.И., Молодкин A.n., Кузнецов С.л., Простаков Н.С., Плешаков В.Г., далвлндер Сингх // журнал неорганической химии АН СССР - 1989. - Т. 34, вып. 6. - С.1470-1475.

4. Современное состояние в химии замещенных индолов, аза-индолов, бензимидазолов с фрагментами пиридина и сравнительный анализ путей их использования для синтеза азотсодержащих аналогов дабензопенгаленов /Плешаков В.Г., Зволинский О.В., Taxa Абубакр Фадель, Ваатх ¿.С. // «датер. Ш конф. науч.-учеб. центра физико-химических методов исслед. Университета дружбы народов: Тез. докл. - гл., 1990. - С.155.

5. Синтез и изучение строения производных в ряду ¿-замещенных бензимидазолов с лиридильными фрагментами при атомах С^ /Плешаков З.Г., Баатх Б.С., Муругова Л.А., Крывенко Л.М., Захаров В.Ф., Простаков B.C. // Всесоюз. kohç. по химии хинонов и хиноидных соединений: Тез. докл. - Красноярск, 1991. -С.180.

Тематический план 1991 г., Л 355

Подписано к печати 21.II.91. Формат 60x90/16. Ротапринтная печать. Усл.печ.л. 1,0. Уч.-изд.л. 0,35, Усл.кр.-отт. 1,25.

¡московская типография й S Министерства печати и массовой информации PC'iCP К!1898, '.'оскза, Хохлстеакгй пер.,7

Зак. 496 тлр. 100 ;н:з.