Научный журнал

Фундаментальные исследования

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Потапов В.А. 1 Малинович Д.А. 1 Амосова С.В. 1

---

1 Иркутский институт химии имени А.Е. Фаворского Сибирского отделения Российской академии наук

Разработаны эффективные методы аннелирования бензимидазольной системы на основе реакций 2-пропаргил- и 2-алленилтиобензимидазолов. Нагревание 2-пропаргилтиобензимидазола приводит к 2-метил[1,3]тиазоло[3,2-a]бензимидазолу с высоким выходом. Можно предполагать, что реакция идет через [3,3]-сигматропную перегруппировку с последующим присоединением тиольной группы к алленовому фрагменту. Если в аналогичных условиях (ДМСО, 180 °C) нагреванию подвергается 2-алленилтиобензимидазол, наблюдается внутримолекулярное присоединение аминогруппы к алленовому фрагменту с образованием изомерного соединения с другим положением метильной группы: ранее неизвестного 3-метил[1,3]тиазоло[3,2-a]бензимидазола. Эффективный способ получения 2-пропаргилтиобензимидазола основан на реакции 2-меркаптобензимидазола с пропаргилбромидом. 2-Алленилтиобензимидазол получен прототропной изомеризацией 2-пропаргилтиобензимидазола под действием гидроксида калия.

Статья в формате PDF

311 KB

аннелирование

бензимидазол

нуклеофильное присоединение

перегруппировка Кляйзена

1. Георгиевский В.П., Комиссаренко П.Ф., Дмитрук С.Е. Биологически активные вещества лекарственных растений. – Новосибирск: Наука, 1990. – 333 с.

2. Машковский М.Д. Лекарственные средства. – М.: Новая волна, 2010. – 1216 с.

3. Мусалов М.В., Потапов В.А., Амосова С.В. Аннелирование пропаргилфенилового эфира дихлоридом селена // Известия АН. Сер. хим. – 2011. – № 4. – C. 752–753.

4. Мусалов М.В., Потапов В.А., Амосова С.В. Реакция дихлорида селена с аллилфениловым эфиром // Журн. орган. химии. – 2011. – T. 47, №. 6. – C. 930–931.

5. Мусалова М. В., Потапов В. А., Панов В. А., Амосова С. В. Синтез дивинилдителлурида из теллура и ацетилена // Журн. орг. химии. – 2012. − Т. 48, № 5. – С. 742–743.

6. Мусалов М.В., Потапов В.А., Амосова С.В., Мусалова М.В., Волкова К.А. Реакции дихлорида и дибромида селена с диаллилтеллуридом // Журн. общ. химии. – 2011. − Т. 81, № 10. – С. 1749–1750.

7. Потапов В.А., Мусалов М.В., Амосова С.В., Мусалова М.В., Пензик М.В. Реакция дихлорида селена с дивинилтеллуридом // Журн. орган. химии. − 2011. − Т. 47 №. 6. − С. 932–933.

8. Потапов В.А., Мусалов М.В., Мусалова М.В., Амосова С.В. Реакция тетрахлорида теллура с ацетиленом // Известия АН. Сер. хим. − 2009. − № 11. − C. 2327–2328.

9. Потапов В.А., Мусалова М.В., Амосова С.В. Синтез Е-2-хлорвинилтеллуртрихлорида и Е,Е-бис(2-хлорвинил)дителлурида // Известия АН. Сер. хим. − 2012. − № 1. − C. 201–202.

10. Потапов В.А., Хуриганова О.И., Амосова С.В. Эффективный способ получения 3-бром-2-фенилбензоселенофена из дибромида селена и дифенилацетилена // Журн. орган. химии. – 2010. – Т. 46, № 9. – C. 1417–1418.

11. Brandsma L., Morkved E.H., Bjorlo O., Potapov V.A., Amosova S.V. Application of the [3,3]-sigmatropic rearrangment in the synthesis of condensed bicylic systems containing chalcogens // Sulfur Lett. – 2000. – Vol. 23, № 5. – P. 215–220.

12. Musalova M.V., Amosova S.V., Potapov V.A. Synthesis of novel E-2-chlorovinyltellurium compounds based on the stereospecific anti-addition of tellurium tetrachloride to acetylene // Molecules. – 2012. – Vol. 17, № 5. – P. 5770–5779.

13. Potapov V.A., Kurkutov E.O., Musalov M.V., Amosova S.V. Reactions of selenium dichloride and dibromide with divinyl sulfone: synthesis of novel four- and five-membered selenium heterocycles // Tetrahedron Lett. ‒ 2010. ‒ Vol. 51, № 40. ‒ P. 5258–5261.

14. Potapov V.A., Musalov M.V., Amosova S.V. Reactions of selenium dichloride and dibromide with unsaturated ethers. Annulation of 2,3-dihydro-1,4-oxaselenine to the benzene ring // Tetrahedron Lett. – 2011. – Vol. 52, № 36. – P. 4606–4609.

Производные бензимидазола представляют собой важный класс гетероциклических соединений, представители которых проявляют высокую биологическую активность [1, 2]. Имидазольный цикл входит в состав незаменимой аминокислоты гистидина и является структурным фрагментом гистамина, пуриновых оснований, ряда лекарственных средств (дибазол, метапрот и др.) [1, 2].

В Иркутском институте химии имени А.Е. Фаворского СО РАН проводятся систематические исследования по разработке новых подходов к синтезу новых ненасыщенных халькогенорганических соединений [3–14]. Ряд ненасыщенных халькогенорганических соединений использован нами в реакциях аннелирования гетероциклических соединений [3, 4, 10, 11, 14]. Один из подходов к аннелированию базируется на реакциях [3,3]-сигматропного сдвига в ряду гетероциклических соединений, содержащих пропаргилтиогруппу (тио-перегруппировка Кляйзена). С использованием этого подхода синтезированы новые гетероциклические системы, содержащие кольца тиофена и селенофена [11].

В настоящем сообщении обсуждены результаты, полученные при изучении реакций аннелирования бензимидазольной системы.

Целью исследования является разработка эффективных методов синтеза новых конденсированных соединений на основе аннелирования бензимидазольной системы реакциями 2-пропаргил- и 2-алленилтиобензимидазолов.

Материалы и методы исследования

Спектры ЯМР 1Н и 13С регистрировали на приборе Bruker DPX-400 (рабочие частоты 400,13, и 100,61 МГц соответственно) в CCl4., внутренний стандарт – ГМДС. Элементный анализ выполнен на приборе Thermo Finigan EA 1112.

Результаты исследования и их обсуждение

Нами осуществлено аннелирование бензимидазольной системы на основе реакций 2-пропаргил- и 2-алленилтиобензимидазолов.

Разработан эффективный способ получения 2-пропаргилтиобензимидазола (1) c выходом 87 % реакцией 2-меркаптобензимидазола с пропаргилбромидом в присутствии гидроксида калия в ДМСО.

Нагревание 2-пропаргилтиобензимидазола (ДМСО, 180 ºC) приводит к ранее неизвестному 2-метил[1,3]тиазоло[3,2-a]бензимидазолу (4) с высоким выходом (90 %). Можно предполагать, что реакция идет через [3,3]-сигматропную перегруппировку с образованием соединения 2 с последующим присоединением тиольной группы к алленовому фрагменту в интермедиате 3.

Если в аналогичных условиях (ДМСО, 180 °C) нагреванию подвергается 2-алленилтиобензимидазол (5), наблюдается внутримолекулярное присоединение аминогруппы к алленовому фрагменту с образованием изомерного соединения с другим положением метильной группы: ранее неизвестного 3-метил[1,3]тиазоло[3,2-a]бензимидазола (6) с выходом 95 %.

Эффективный способ получения 2-алленилтиобензимидазола (5) c выходом 82 % основан на прототропной изомеризации 2-пропаргилтиобензимидазола (1) под действием гидроксида калия в ДМСО.

Строение синтезированных соединений надежно доказано методами ЯМР 1Н и 13С, в том числе с использованием методик COSY и JMOD, и подтверждено данными элементного анализа. Спектральные характеристики соединений 1,4-6 объединены в табл. 1. Выходы и данные элементного анализа соединений 1,4-6 представлены в табл. 2.

В ПМР спектре соединения 1 пропаргильная группа проявляется двумя сингалами протонов: дублетом при 3,95 м.д. и триплетом при 2,50 м.д., соответствующим SCH2-группе и терминальному ацетиленому фрагменту, в то время как алленовая группа в ПМР спектре соединения 5 проявляется триплетом при 5,84 м.д. (SCH-группа) и дублетом при 4,81 м.д. (CH2-группа).

Таблица 1

Спектральные характеристики соединений 1,4-6

Таблица 2

Выходы и данные элементного анализа соединений 1,4-6.

В спектре ЯМР 13С соединения 1 пропаргильная группа проявляется двумя сигналами ацетиленовых углеродов при 81,1 и 73,9 м.д. Алленовый фрагмент в спектре ЯМР 13С соединения 5 проявляется сигналами при 206,2; 90,5 и 81,8 м.д., характерными для алленилтиогруппы. В спектре ЯМР 13С соединения 4, кроме сигналов углеродов бензольного кольца, имеется сигнал при 122,1 м.д., относящийся к sp2-гибридизованному атому углерода, связанному с атомом азота (NCН =), в то время как в спектре ЯМР 13С соединения 6 имеется сигнал sp2-гибридизованного атома углерода СН-группы, связанной с атомом серы (111,4 м.д.).

Выводы

На основе реакций 2-пропаргилтиобензимидазола и 2-алленилтиобензимидазола найдены эффективные подходы к аннелированию бензимидазольной системы и разработаны эффективные способы получения 2-метил и 3-метил[1,3]тиазоло[3,2-a]бензимидазолов с высокими выходами.

Работа выполнена в рамках программы фундаментальных исследований Отделения химии и наук о материалах РАН и при финансовой поддержке РФФИ (проект № 12-03-01098).

Ларина Л.И., д.х.н., ведущий научный сотрудник ИрИХ СО РАН, г. Иркутск;

Мартынов А.В., д.х.н., ведущий научный сотрудник ИрИХ СО РАН, г. Иркутск.

Работа поступила в редакцию 26.10.2012.

Библиографическая ссылка