Синтез и рециклизация с ацитилирующими реагентами гидразонов 2-ацилметил-1-Н-бензимидазолов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

НАЦЮНАЛЬНА АКАДЕМШ НАУК УКРА1НИ 1НСТИТУТ 0РГАН1ЧН01ximiï

- ц

УДК 547.288.3+547.772+547.785.5

ВИП1РАЙЛЕНКО Олександр Впалшович

синтез iрецикл13ац1я 3 ацилюючими реагентами г1дразон1в 2-ацилметил-1я-бен31м1да30л1в

02.00.03 - ОРГЛН1ЧНА Х1М1Я

Автореферат дисертаин на здобуття паукового ступени кандидата хЫгчнчх наук

Дисертащею е руколи'с.

Робота виконана у вцщш xiMi'i бюлопчно активних речовин 1нститугу оргашчноТ xiMii' НацюналыюТ Академп Наук УкраТни.

Науковий KepiBHUK: академш HAH Украши, доктор х1м1чних наук, професор Лозннський Мирон Онуфр1Йович, завщувач в-1ддшу xiMi'i бюлопчно активних речовин, директор 1нституту оргашчноТ xiMi'i HAH Украши, м. Кшв.

Офщшш опоненти: доктор xiMi'innx наук, професор 1льченко Андрш Яковлевич, провщний науковий сшвробггник 1нституту оргашчноТ xiMi'i ПАН УкраТни, м. Кшв.

доктор х1м1чних наук, професор Швайка Олексш Павлович, завщувач вщцшу xiMi'i азол1В 1нституту ф5зико-оргашчноТ xiMi'i i DyniexiMi'i iM. JIM. Литвиненка HAH Украши, м. Донецьк.

Прошдпа установа: КиТвський нашональний ушверситет iMeHi Тараса Шевченка, м. Кшв

Захист дисертаци вщбудеться 12 жовтня 2000р. о 10 годиш на засщанш Спещал'130ван01 вченоТ ради Д 26.217.01 при 1нституп оргашчноТ xiMi'i HAH УкраТни за адресою: 02094, м. Кшв, вул Мурманська, 5.

3 дисертащею можна ознайомитися в науковш б1блютещ 1нституту opraHi4Ho'i xiMi'i HAH УкраТни.

Автореферат роз!сланий 2000р.

Вчений секретар СпещашзованоТ вченоТ ради

доктор xiMiHHHX наук, професор Фещенко Н. Г.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальшсть теми. Сполуки тразолу i беггамщазолу вщом! понад 100 роив. Вони знайшли ншроке практичне використання як пестицида, барвники та pi3HOMaHiTHi лжарсью засоби. Гнтерес до отримання ix нових похщних не га-сне з плином часу. Отже, в х!мшв-дослщттв значною е потреба створювати таи метода синтезу, що вщкривають для молекулярного дизайну HOßi перспек-тиви. Стосовно цього особливо приваблив1 реакцй' на ochobi рециктзацш.

Цшшсть рециктзацш - у можливост отримання функцюнал1зованих продуктш, причому з таким взаеморозташуванням структурних фрагмент, якого важко досягти при використанш imunx препаративних метод1в. Слщ за-уважити, що рециюпзацн надто сгшких гетероароматичних циклов, у тому чист бензшщазолу, вивчеш недостатньо. Вважаеться, що щ перетворення мають вузып можливосп для синтезу нових сполук ¡з-за значних препаративних обмежень. Вони, як правило, потребують жорстких умов реакцй' або наявност1 замкниюв, що дестабшзують вихщну гетероцишпчну систему.

Рециюпзацп бенз1Мщазольного циклу з утворенням шразольного до ни-шшнього дослщження були невщом1. Ьс реашзащя в!дкривае шлях до нових функцюнатзованих гетерошюпв i пошуку серед них практично корисних.

Мета i задач! дослгдження. Здшснення рецшстзацп сполук бензшщ-азолу з утворенням ранше невщомих функцюнал1зованих шразол!в та розроб-ка и до р1вня препаративно зручних i ефективних метод1в. Синтез сполук бенз1мщазолу, придатних до такого перетворення; вивчення фактор1в та зна-ходження 3aco6iB, що сприяють селективному nepeöiry цшьовоТрециюпзацп.

Зв'язокроботыз науковими програмами, планами, темами. Робота ви-конувалася в рамках науковоТ теми вщдалу xiMi'i бюлопчно акгивних речовин 1нституту оргашчно! xiMii HAH Украши (№ держреестрацп 0195U004938), проекту Державного фонду фундаментальних дослвджень (№ 3.04/0414), вона тд-тримана грантами за М1жнародною науково-осв1тньою програмою фонду "Вщ-родження" (№ GSU 053244) i Мжнародного наукового фонду (№ PSU 083063).

Наукова новизна одержапихрезультаты. Вперше здшснено рециюиза-щю пдразошв 2-ацшшетил-1#-бе1шмщазсшв у сполуки шразолу та 1-[3(5)-шразолт]бенз5мщазолу, а також циклоконденсащю в сполуки 2-(4-шразолш)-та 2-(3-1ндолш)бенз1мщазолш. Визначено залежшсть напрямку перетворень вщ 'ix умов та природа пдразонового фрагмента вихщних сполук. Запропоновано та детально розроблено новий 3aci6 рецикшзацп: проведения i'i в умовах реакцп ацилювання. Виявлено спроможшсть ацилюючих реагент1в виб!рково шщю-вати процес перебудови вихщного циклу або виб1рково фиссувати утворення його продукпв. Встановлено високу ефектившсть нового шдходу в багатьох випадках, коли не д1ють BiflOMi засоби рецикшзаци - названия та каталЬ.

Практичне значения одержапихрезультатгв. Розроблено нов! препаративно зручш та ефективш метода синтезу ранше невщомих функщонашзо-ваних сполук шразолу та бенз1Мщазолу, яю е перспективними щодо подальпшх х1м1чних перетворень i бюлопчних дослщжень.

Апробацш роботи. Основш результата робота були представлен! на XVII та XVIII Украшсышх конференции з оргашчно! xiMii (Харюв, 1995; Дншропетровськ, 1998), Украшськш конференцн "XiMiH азотовмкних гетероциюпв" (Харив, 1997), XIII Науковш конференцй з бюоргашчно! xiMii та нафтсшми (Кшв, 1998), XXVI Конференцй молодих учених з оргашчно! та елементоргашчно! xiMii (Кшв, 2000), Репональнш конференцй молодих учених та студентов з актуальних питань xiMii (Дншропетровськ, 2000).

Публшаци. MaTepiann дисертацшно1 роботи опублшоваш в 9 статтях.

Структура i обсяг роботи. Дисертацш викладена на 89 сторшках i складаеться i3 вступу, трьох роздшв, висновюв, списку лггератури, що Mi стать 222 найменування, i додатку. В робел е 4 таблиц! i 5 малюнюв.

У першому роздш узагальнено та систематизовано лггературш дан! з гщразшкшзних рецшошацш середшх циюпв, що ведуть до утворення сполук шразолу (174 посилання), а також з рёщшпзацш бензш1дазол1в (7 посилань). Результата власних дослщжень автора викладеш в другому i третьому роздшах.

Другой роздш присвячений синтезу 1,3-д!електрофшьних сполук бенз-¡мщазолу - 2-ацилметил-1 Я-бенз1м1дазол! в — I пошуку умов Тх рецикшзаци в реакциях з пдразинами.

У третьему роздш описан! нов! прийоми рециюпзаци гщразошв 2-фен-ацил-1#-бенз1мщазол1в, що ведуть до утворення сполук тразолу, а саме: фжсування рециюпзаци гщразошв 1 ппщювання рецишизацп арилпдразошв конденсащею з ацилюючими реагентами,.

Особистий внесок здобувача. Експериментальна частина, анал1з спектральних даних I висновки щодо будови синтезованих сполук виконаш особисто здобувачем.

ОСНОВНИЙ ЗМ1СТ РОБОТИ

1. СИНТЕЗ Г1ДРАЗОШВ 2-АЦИЛМЕТИЛ- 1Я-БЕН31М1ДА30Л1В IIX ТЕРМ1ЧН1 ТА КИСЛ0ТН0-КАТАЛ130ВАН1ПЕРЕТВ ОРЕ11НЯ

Виходячи з л1тературних даних, пдразино.тош рециюпзаци з утворен-ням шразол1в характерш для гетероцшипчних сполук, що мктять 1,3-д1елек-трофшьний фрагмент, який повшстю або частково знаходиться у вихщному цикл!. Вони можуть вщбуватися при безпосереднш взаемодп з пдразинами, або як перегрупування вже наявноТ гщразиновоГ функцн. Отже, на першому етат завдання полягало у синтез! 1,3-Д1електрофшв, що мютять один ¡з реакцШних центров у положенш 2 бехшмщазольного циклу, 1 пошуку шдахдав до пдразинол1зних рециюпзацш цих сполук.

Взаемод1ею легкодоступного 2-метилбенз1м1дазолу (1) з арошхлоридами в присутносп триетиламшу нами були отримаш продукти триацилювання 2а-г. Встановлено, що Тх морфолшо;ш або алкогсипз протжас з розривом И- I 0-ацильних зв'язшв 1 веде до рашше невщомих 1,3-д1електрофшв — 2-фснацил-1 Я-бенз1м1 дазол1в За-г. За даними спещмв ПМР сполуки За-г ¡снують у розчиш в р1вноваз1 з таутомерними формами З'а-г.

Г-СОАг

диглш, 100 °С 95- 100%

ОСОАг

2а-г

морфолш/МеОН або л-ВиОН,Д

Вмкт форми 3' в таутомершй сушил (даш спсктр1в ПМР в ДМСО-О^

н-о За-г

6 "Н = 4.61-4.69 м.ч. (С#2)

З'а-г

8 'Н = 6.02-6.15 м.ч. (СИ)

Таутомер Вьист, %

З'а 51

З'б 79

З'в 88

З'г 96

Аг = 4-МеОСбН4 (а), РЬ (б), 4-С1С6Ц, (в), 4-02Ж:6Н4 (г)

Сполуки За-г, як нами знайдено, при взаемоди з пдразинами дають досить стшю пдразони 4а-ж без будь-яко\' рсциюизаци.

За-г

1чн2мга

я-ВиОН,Д

4а-ж

4а-ж: И = Н: Я1 = ОСН3 (а), Я1 = Н (б), Я1 = С1 (в) Я1 = Ш2 (г); Я1 = Н: Я = РЬ (д), Я = 4-С6Н4Ы02 (е), Я = СОРИ (ж).

2-Ацетон1лбенз1М1дазол (5) вщомий, але важкодоступний. Вш також взаемод1е з пдразинами, як нами знайдено, з утворенням досить стшких пд-разошв 4з-л. Альтернативний шлях до сполук 4з-л ми розробили, виходячи ¿з бшып доступного 1,5-бензод1азепшону 6. Його взаемод!я з бензошпдразином супроводжуеться рециюнзащею при катал1з1 етилатом натрш I вщразу приводить до щльового бензо'шгщшону 4з. Наступна реакщя обм1ну з арилпдразинами дае вщповщш арилгщразони 4 ¡-л.

РИСОГШГШ,

N11

—СН2СОСН,-

N

\njNHR

-1ЧН

"к V- сн, (2)

яни-к 4 ¡-л

ш.

>ШНСОРЬ

-н,о

4 1 к л

Я РЬ 4-МеС6Н4 4-Ш2СбН4

Вюод, % (1)/(2) 94/85 95/89 86/85

сн.

РЬСОМН-И

4з

85%

В ацилпдразонах 4ж,з амшогрупа пдразонового фрагменту мае пониже-ну нуклеофшьшсть. Певно, тому умов рециюпзацп цих сполук нами не виявлено. Вони циюпзуються при гадвищених температурах ¡з збереженням вюадного гетерокшьця \ утворенням 2-(4-шразолш)-Ш-бе1шм1дазол1в 7а,б.

РЬ(Мс)

150-200 °С, 1-5 год -Н,0 *

РЬ(Мс)

акх

РЬСОМН-К 100% (75»/.) р/

4ж(4з) 7а(7б)

Будову сполуки 7а встановлено рентгеноструктурним анатзом (рис. 1).

Рис. 1 Вигляд молекули сполуки 7а за даними РСА

Реакщя с настшьки характерною, що синтез пдразошв 1 подальшу циклокон-денсацпо можна об'еднати в одному процесс Так, сполуки 7а,в-з були отри-маш кип'ятшням у диметилформамщ 2-фснацил-1//-бенз!м1дазолу (36) з вщ-повщними ацилпдразинами.

+ АГСОМШН2

РЬ

ОМБ, Д , 8-10 год

-2Н20

36

Аг

/у^

РЬ

7а, в-з

7 а в г д е ж 3

Аг РЬ 4-ВгС6Н4 3-Ы02С6Н4 4-да2с6Н4 З-Ру 4-Ру 1,4-бензодюксен-2-ш

Вихад, % 95 85 87 89 81 85 70

Феншпдразони 4д,1 виявилися також шертними до рещшпзацп. Вони, як нами встановлено, можуть перетворюватись за двома напрямками. При на-гр1ванш в присутност1 соляноТ кислоти або без не! утворюються ¡ндоли 8а,б, тобто продукта реакцЙ Фшера. Тривале витримування при пом!рних температурах у присутностс кислоти I достуш кисню повпря веде до утворення азо-сполук 9а,б. Реакщю можна представите як гщролггичне розщеплення азо-метинового зв'язку з утворенням кетону 1 феншпдразину з подальшим окиснювальним азосполученням по активнш метиленовш груш. Така версш пщтверджена нами отриманням тих же продукпв 9а,б при безпосередньому азосполученш сполук 3615 з фениццазоншхлоридом.

н- • -Я

/ Ч\

РЬ (Ме)

РЬЫН—N 4д (41)

60-70 °С 40% (35%)

65% (70%)

/—РЬ(Ме) Н-0

9а (96) 3 'Н= 15.31(15.21) м.ч.(ОЯ)

95 % (92%)

8а (86)

Виходячи з лггературних аналогш, рецигапзащя гщразошв 4а,б може протшати через нестшю сшросполуки 1а,б 1 давати о-амшоаншнотразоли Па,б. Проте, це не безперечно. Ароматизащя штермед1ату I може здшснюва-тись 13 розмиканням як тразолшового, так I бенз1мщазолшового циклу. Це випливае з близышх значень шдекав ароматичное^ шразолу I бенз1мщазолу. Отже, передбачити результат реакцп досить важко. Як нами встановлено, ре-циюйзащя дшсно вщбуваеться при кислотному катал1з1, але складшше, шж оч1кувалось. Основними продуктами е 1-[3(5)-шразолщ]бенз1мщазоли 10а,б. Будову дифеншзамщено1 сполуки 106 однозначно встановлено рентгеност-руктурним анал1зом (рис 2). Отриманий результат можна поясните конденса-щею оч1куваних продукпв рещшпзаци Па,б ¡з вихщними пдразонами 4а,б. При цьому, можливо, утворюються штермед1ати 1Па,б, котр1 можуть цикль зуватися в ынцев! продукти 10а,б з вщщепленням 2-метилбенз1М1дазолу (1).

10а,б

я

Ша,б

10 а б

я 4-СН3ОСбН4 РЬ

Вихщ, % 49 49

10а: 5'Н = 3.77, 3.81 м.ч. (2СН30)-, 6.80 м.ч. (4'-Н)\ 13.60 м.ч. (7Щ 106:б'Н = 6.92 м.ч. (4'-Я); 13.74 м.ч. (ДЗД)

Рис. 2 Вигляд молекули сполуки 106 за даними РСА

2. ф1ксування та 1н1ц1ювання рецикл13ацпг1дразошв 2-ацилметил- 1я-бен31м1да30лю

взлемодаею з ацилюючими реагентами.

Зважаючи на результата, отримаш на попередньому еташ, ми запропо-нували фжсувати утворення продугав рещшпзацп типу П конденсащею з ацилюючими реагентами ¡, тим самим, сприяти перезамиканню бенз1мщазоль-ного циклу. Основна проблема при цьому полягала в забезпеченш умов, при яких ацилювання не зачшало б вихщн1 пдразони.

Дшсно, рецио!зац1я не вадбувасться при взаемодп пдразону 46 з бензошхлоридом у звичайних умовах реакцн ацилювання. Реакщя йде, певно, з утворенням вщповщного бензоЗшпдразону 4ж, котрий вже за умов синтезу цикл1зуеться 1 дае вищеописаний 2-(4-пipaзoлш)бeнзiмiдaзoл 7а.

Нами знайдено, що селективно зафксувати утворення продукту рецик-Л1заци Пб можна, проводячи реакцпо ацилювання при 200 °С. Так, у кипля-чому Д .М-диметиланшш взаемод1я з аро'шхлоридами проходить, певно, через аншди 1Уб-ж, циклоковденсащя яких дае з високими виходами 2-арил-1-[3(5)-шразолш]бенз1М1дазоли 10б-ж. Сплавления пдразону 46 з ал1фатичними карбоновими кислотами також проткае як фксована рециюпзащя I дае 2-ал-кш-1 -[3(5)тразолш]бенз1мщазоли 10з-п з препаративними виходами.

м

РЬСОС1

ру, 100°с

-II, о

РЬКМС2, А

(75%)

7а

Ш2

РЬ

46

А1кСООН I

Пб

&V

N

200° С а1к

АгСОС!

-НС1

10з-п

" N

10 б-ж

'РЬ

ШСОАг

1Уб-ж

10 Аг Вихщ, % 10 А1к Вихщ, %

б Р}1 82 3 Ме 68

в 4-РС6Н4 79 1 С6Н5СН, 53

г 4-С1СбН4 80 к 2--пеншметил 58

д 4-ВГС6Н4 80 л С6Н5ОСН2 55

е 3-Ы02С6Н4 81 м 4-МеОСбН4ОСН2 72

ж 4-Ш2СбН4 83 н З-МеОСвЩОСНг 83

о 4-ВгСбН40СН2 66

п 2,4-С12С6НзОСН2 64

Зручним реагентом для фксування продукпв рецикшзацп Па-г виявив-ся диметилформамщ. При кип'ятшш у ньому пдразошв 4а-г вщбуваеться по-двшна гетероцшепзащя з утворенням 2-незампцених 1-[3(5)-шразолш]бенз-¡мщазол1в 11а-г. Реакцк селективна лише при кататз! кислотами. П виб!рко-вють залежить також вщ природи арильного замюника. Виходи в основному висок!, лише продукт 11а з електронодонорним замкником утворюеться з

n

низьким виходом. Такий результат, певно, спричинений високою реакцшною здатшстю амшогрупи у вихщному пдразош 4а 1 його витратою на реакцшз з ДМФА без peциклiзaцií.

4а-г

нт

ймг, д

ын,

ын-^ XV

аг

Па-г

-н2о,

-Ме2М1

)

м- I

N Н

11а-г

И А б в г

Аг 4-МеОСбН, Р11 4-С1СбЫ( 4-Ы02С6Н4

Вихщ, % 35 91 80 87

Представлений прийом фксування рециюнзацп виявився неприйнятним для феншпдразону 4д, оскшьки нуклеофшьносп його пдразоновоТ амшогрупи недостатньо для розкриття бенз1мщазольного кшьця. Взаемод1я з ацшпоючи-ми реагентами при пщвищених температурах (в умовах рециюизацп незамЬ щених гщразошв) йде невиб1рково. Однак виявилося, що рециюнзащя про-ткае в бшьш м'яких умовах реакцп ацилювання - при нагрнванш до 100 °С, зокрема з бензо'шхлоридом у шридиш. Перебк реакцп, певно, вщбуваеться через нестшю Аг-бензо1лбенз1мщазольну похщну V 1 сшросполуку VI, яка перетворюеться у стшку похщну 5-(о-бензоТламшофетл)амшошразолу 12а. Умови реакцп настшьки м'яи, що утворення нового бенз1мщазольного циклу не вщбуваеться. Слщ пщкреслити, що в даному випадку ацилювання не фксуе, а ¡шщюе рециюизацио. У пром!жнш сполущ V електроноакцепторна бензошьна група дестабшзуе вихщний цикл I пщвищуе електрофшьшсть кшьцевого вуглецевого атома до р1вня, достатнього для взаемоди з ариламшо-групою гщразонового фрагмента. Слщ також вщмггити, що вихщний гщразон 4а мае декшька нуклеофшьних центр1в - чотири атоми штрогену 1 метиленову групу. Але навш. ¡з подвшним надлишком бензоТлхлориду реакция вщбуваеться як моноацилювання, причому саме по кшьцевому атому нггрогену, що забезпечуе селективне проткання щльовоТ рещшизацн.

РЬСОС!

//

Ру

95-100°С (89%)

СОРЬ

СОРЬ „

. Н ,н

РЬШ-

ЧЛД-и

Н РЬ

4д

VI

Реакщя, як нами встановлено, мае досить загальний характер. Вона е типовою практично для ваеТ сери синтезованих арилпдразошв. У якост1 ацилюючих реагент придатш арошхлориди з електронодонорними { електроноакцеп-торними замюниками, а також ацетангщрид. Продукти утворюються пере-важно з препаративними виходами.

я'нк-ы 4д,е,ьл

а'соа

або Ас20

Ру 95-10<РС

о-

N40011

Ы-

N

Я'

12а-к

12 И1 и2 я3 Вихщ, % 12 Я1 Я2 Л3 Вихщ, %

а РЬ РЬ РЬ 89 е РЬ РЬ Ме 85

б РЬ РЬ 4-МеОС6Н4 83 ж 4-Ш2СбН4 РЬ 4-*ГО2СбН4 77

в РЬ РЬ 4-ВгСбЩ 87 3 РЬ Ме 4-Ж)2С6Н4 86

г РЬ РЬ 4-РСбН4 96 и 4-МеС6Н4 Ме 4-Ш2С6Щ 90

д РЬ РЬ 4-М02С6Н4 99 к 4-М02С6Н4 Ме 4-М02С6Н4 26

Реакци сприяють шдвищена нуклеофшыисть амшогрупи пдразонового фрагмента 1, можливо, шдвищена електрофшьшсть ацилюючого реагенту. Ця зако-ном1ршсть випливае з анал1зу отриманих виход1в. Вона проявилася найяскра-вж при ацилюванш и-нпрофешлпдразону 2-ацетонш-1Я-бенз1мщазолу (4л), який мктить найменш нуклеофшьну пдразонову амшогрупу. Саме в цьому випадку реакцк втрачае селектившсть, тобто приводить до сум1пи продукпв. 1з реакцшноТ сумшп, що утворилася при взаемодй' з «-штробензо'шхлоридом (високоелектрофшьним реагентом), вщповщний продукт рецишшацп нам вдалося видшити з виходом лише 26 %. 3 ацетанпдридом (реагентом пом1рно1 електрофшьносп) результат — суттево вщмшний. Видшити з виходом 35 % вдалося продукт вже пшгого напрямку реакци, а саме, шразол 13 ¡з збереженим вихщним беьгамщазольним циклом.

Ми також знайшли, що отримаш функцюнал!зоващ шразоли типу 12, як 1 слщ було чекати, при шдвшцешх температурах циюизуються в 1-(5-тр-азолш)бенз!мщазоли 14. Реакщя вщбуваеться у киплячому етиленглшш 1 закшчуеться за 1-5 год.

12а,б,д,с,з 14а-д

14 а б в г д

Я1 РЬ Р1г РЬ РИ Ме

^ РЬ 4-МеОС6Н4 4-Ы02С6Н4 Ме 4-Ш2С6Н4

Час реакщТ, год 3,5 5 1 3,5 1

Вихщ, % 85 81 96 83 96

ВИСНОВКИ

1. Встановлено, що пдразин, арил-1 ацилпдразини за звичайних умов реагу-ють з 2-ацилметил-1Я-бенз1мщазолами по карбоншьнш груш 1 без будь-якоУ рецикл1защ1 дають досить стнш вщповщш гщразони, арил- 1 ацилпдразони.

2. Показано, що рециюизащя пдразошв 2-фенацил-1#-бензшщазол1в вщбу-ваеться при шдвищених температурах у присутносп кислот 1, не зупиня-ючись на стади утворення оч^куваних о-амшоашлшошразол1в, супрово-джуеться подальшою конденсащею з вихщними гщразонами, що приводить до 2-арил-1-[3(5)-шразолш]-1#-бенз1мщазол1в. Перетворення не мае загального характеру, виходи продукпв невисокь

3. З'ясовано, що рецшшзащя пдразошв 2-фенацил-1#-бенз1М1дазол1в у при-сутност1 ацилюючих реагента (диметилформамщу, карбонових кислот, ароТлхлорвдв) протжае при шдвищених температурах (150-200 °С) \ мае препаративне значения для отримання 1-[3(5)-шразолш]-1Я-бе1шмщазо-л!в. Ацшпоюч! реагента можуть ф!ксувати утворення продукпв рецикш-зацп за рахунок виб)'рковоТ конденсацн з ними, що дозволяе тдвшцити виходи I варшвати природу замкника в положенш 2 кшцевих шразолш-замщених бенз!мщазол1в.

4. Показано, що феншпдразони 2-ацетонш- I 2-фенацил-Ш-бенз1мщазол1в при до кислот 1 нагр1ванш не рециюпзуються; вони або перетворюються в ¡ндоли за схемою реакцп Ф1шера, або зазнають пдрол1тичного розщеп-лення по пдразоновому азометиновому зв'язку з наступним окиснюваль-ним азосполученням 1 утворенням азосполук.

5. Встановлено, що арилпдразони 2-ацетонш-12-фенацил-1 Я-бенз1мщазол1в при взаемоди з ар01 лхлоридами або ацетанпдридом у шридиш при 100 °С можуть рещшизуватися з утворенням 5-(о-ациламшоаншно)шразол1в. Ацилювання, певно, протжае виб!рково по атому штрогену вихщного бензшщазолыюго циклу, що забезпечуе його дестабшзащю та Ыщюе протжання наступноТ рецшаизаци в таких м'яких умовах, у жих зами-кання нового бенз1м1дазолыюго циклу не вщбуваеться.

6. Показано, що ацилпдразони 2-ацетонш- 1 2-фенацилбенз1М1дазол1в не схильш рециюйзуватись. При шдвшцених температурах вони цикшзують-ся, утворюючи шразольний цикл не з розмиканням вихщного бенз1м!д-азольного, а за рахунок конденсацп за учаспо ацильно! та метиленово'1 груп, 1 дають з препаративними виходами 2-(4-тразол1л)-1Я-бенз!мщазоли.

7. З'ясовано, що рециктзащям пдразотв 2-ацилметил-1 Я-бенз1м1 дазол1В у функцюнашзоваш шразоли сприяють замюники, що шдвищують нуклео-фшьшсть гщразоновоТ амшогрупи та електрофшьшсть кшьцевого атома вуглецю в положенш 2, а також висок! температури, кислотний катал!з ¡, особливо, проведения процесу в умовах реакцн ацилювання.

ОСНОВНИЙ 3MICT ДИСЕРТАЦП ВИКЛАДЕНО В РОБОТАХ

1. Дзвинчук И.Б., Лозинский М.О., Выпирайленко A.B. С-Моно- и ди-бензоилирование 2-метилбензимидазола бензоилхлоридом // ЖОрХ. -1994. -Т. 30, № 6. - С. 909-914.

2. Дзвинчук КБ., Выпирайленко A.B., Лозинский М.О. Рециклизация при бензоилировании фенилгидразона 2-фенацил-1 Я-бензимидазола бензоилхлоридом // ЖОрХ. - 1996. - Т. 32, № 11. - С. 1759-1760.

3. Дзвинчук КБ., Выпирайленко A.B., Лозинский М.О. Новая реакция гетероциклизации за счет размыкания бензимидазольного гетерокольца: образование пиразолов при ацилировании арилгидразонов (2-бензимид-азолилметил)кетонов // ЖОрХ. - 1997. - Т. 33, № 1.-С. 116-120.

4. Дзвинчук КБ., Выпирайленко A.B., Лозинский М. О. Рециклизация с двойной

гетероциклизацией при формилировании гидразона 2-фенацил-1Я-бензимидазола // ХГС. - 1997. -№ 8. - С. 1136-1137.

5. Дзвинчук КБ., Выпирайленко A.B., Лозинский М.О. Синтез 1(5-пиразо-лил)бензимидазолов циклоконденсацией 5-[(о-ациламинофенил)амино]-пиразолов // ЖОрХ. - 1998. - Т. 34, № 5. - С. 727-729.

6. Дзвинчук КБ., Выпирайленко A.B., Русанов Э.Б., Чернега А.Н., Лозинский М.О. Два способа образования пиразолов при ароилировании гидразона 2-фенацил-1Я-бензимидазола // ЖОХ. - 1999. - Т. 69, № 5. - С. 856-863.

7 .Дзвинчук КБ., Выпирайленко A.B., Пироженко ВВ., Лозинский М.О. Цикло-конденсация 2-фенацил-Ш-бензимидазола с ацилгидразинами: синтез и таутомерия 2-(пиразол-4-ил)-1Я-бензимидазолов // ХГС. - 1999. - № 11. -С. 1512-1518.

8. Дзвинчук КБ., Выпирайленко A.B., Лозинский М.О. Рециклизация до

1-[3(5)-пиразолил]бензимидазолов при взаимодействии гидразона

2-фенацил-1Я-бензимидазола с карбоновыми кислотами // Укр. Хим. Журн. - 1999. -Т. 65, №12. - С. 78-81.

9. Выпирайленко A.B., Дзвинчук И.Б., Лозинский М.О. Самофиксирование рециклизации гидразонов 2-фенацил-1#-бензимидазолов // ХГС. - 2000. -№3,-С. 419-420.

АНОТАЩЯ

Вишрайленко О.В. Синтез i рецшсшащя з ацнлюючими реагентами пдразошв 2-ацилметил-1Я-бенз1м1дазол1в. - Рукопис.

Дисертащя на здобуття наукового ступеня кандидата млпчних наук за спещальнютю 02.00.03 - оргайчна х.1мш. - 1нститут оргатчноТ xiMii' Нащо-нально! АкадемИ Наук УкраТни, Ки\'в, 2000.

На приклада перетворень пдразошв 2-ацилметил-1 #-бенз1мщазол1в вперше здшснено рециюизаццо сполук бензпшдазолу з утворенням шразол!в. Запропоновано новий пвдад до рециюпзацп: фксування або шщновання ii ацнлюючими реагентами. В результат! розроблено препаративш метода от-римання ранше невщомих похщних 5-(о-амшоаншно)шразол1в i 1-(5-шразо-лш)бенз!мщазол1в, яю е перспективними щодо подалыгшх перетворень i пошуку нових практично корисних речовин.

Ключов1 слова: ацилювання, беьшмщазоли, гетероцшоизацп, гщразо-ни, рециюпзаци, шразоли.

ANNOTATION

Vypirailenko А.У. Synthesis and ring transformation with acylating reagents of 2-acyImethyl-ltf-benzimidazoles hydrazones. - Manuscript.

Thesis for a Candidate of Sciences' degree by speciality 02.00.03 - organic chemistry. - The Institute of Organic Chemistry of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2000.

The first ring transformation of benzimidazole compounds into the pyrazoles were performed by the example of 2-acylmethyl-lH-benzimidazoles hydrazones. A new approach to ring transformation - fixation or initiation by acylating reagents were proposed. As a result, the preparative methods of synthesis of the previously unknown 5-(o-aminoanilino)pyrazoles and l-(5-pyrazolyl)benzimidazoles derivatives promising for subsequent transformations and searching for new practically useful substances were elaborated.

Key words: acylation, benzimidazoles, heterocyclizations, hydrazones, ring transformations, pyrazoles.

АННОТАЦИЯ

Выпирайленко А.В. Синтез и рециклизация с ацилирующими реагентами гидразонов 2-ацилметил-1Л-беизииидазолов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.03 - органическая химия. - Институт органической химии Национальной Академии Наук Украины, Киев, 2000.

Диссертация посвящена синтезу ранее неизвестных функционализиро-ванных соединений пиразола и бензимидазола на основе рециклизации бенз-имидазольного цикла. На примере превращений гидразонов 2-ацилметил-1Я-бензимидазолов впервые осуществлена рециклизация соединений бензимидазола с образованием пиразолов. Предложен новый подход к рециклизации: инициирование процесса или фиксирование образования его продуктов конденсацией с ацилирующими реагентами. Установлена его высокая эффективность во многих случаях, когда не действуют известные приемы рециклизации - нагревание и катализ.

Рециклизация гидразонов 2-фенацил-1Я-бензимидазолов происходит при повышенных температурах в присутствии кислот, однако не останавливается на стадии образования ожидаемых о-аминоанилинопиразолов, а сопровождается их конденсацией с исходными гидразонами, приводящей к 2-арил-1-[3(5)-пиразолил]-1Я-бензимидазолам. Превращение не имеет общего характера, выходы продуктов невысокие.

Рециклизация гидразонов 2-фенацил-1Я-бензимидазолов в присутствии ацилирующих реагентов (диметилформамида, карбоновых кислот, ароилхло-ридов) протекает при повышенных температурах (150-200 °С) и имеет препаративное значение для получения 1-[3(5)-пиразолил]-1Я-бензимидазолов. Ацилирующие реагенты могут фиксировать образование продуктов рециклизации путем избирательной конденсации с ними, что позволяет увеличить выходы и варьировать природу заместителя в положении 2 конечных пира-золилзамещенных бензимидазолов.

Фенилгидразоны 2-ацетонил- и 2-фенацил-1Я-бензимидазолов при действии кислот и нагревании не рециклизуются; они либо превращаются в индолы по схеме реакции Фишера, либо претерпевают гидролитическое расщепление по гидразоновой азометиновой связи с последующим окислительным азосочетанием по метиленовой группе и образованием азосоединений.

Арилгидразоны 2-ацетонил- и 2-фенацил-1Я-бензимидазолов при взаимодействии с ароилхлоридами либо ацетангидридом в пиридине при 100 °С могут рециклизоваться с образованием 5-(о-ациламиноанилино)пиразолов. Ацилирование, вероятно, протекает избирательно по атому азота исходного бензимидазольного цикла, что обеспечивает его дестабилизацию и инициирует протекание последующей рециклизации в таких мягких условиях, в которых замыкание нового бензимидазольного цикла не происходит.

Ацилгидразоны 2-ацетонил- и 2-фенацил-1Я-бензимидазолов не склонны рециклизоваться. При повышенных температурах они циклизуются, образуя пиразольный цикл не с размыканием исходного бензимидазольного, а за счет конденсации с участием ацильной и метиленовой групп, и дают с препаративными выходами 2-(4-пиразолил)-1Я-бензимидазолы.

Рециклизациям гидразонов 2-ацилметил-1Я-бензимидазолов в функ-ционализированные пиразолы способствуют заместители, повышающие нук-леофильность гидразоновой аминогруппы и электрофильность кольцевого атома углерода в положении 2, а также высокие температуры, кислотный катализ и, особенно, проведение процесса в условиях реакции ацилирования.

Предложенные подходы и разработанные методы имеют теоретическое и практическое значение.

Ключевые слова: ацилирование, бензимидазолы, гетероциклизации, гидразоны, рециклизации, пиразолы.