ИССЛЕДОВАНИЯ СИНТЕЗА И СВОЙСТВА ПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗИМИДАЗОЛА

АННОТАЦИЯ

Бензимидазол азотсодержащие ароматическое гетероциклическое соединение в структуру которого входят сопряженные кольца бензола и имидазола. Бесцветные кристаллы с Тпл=172°С, растворимые в спирте, воде, эфире и растворах разбавленных кислот и щелочей. Лабораторный метод синтеза бензимидазола - реакция о-фенилендиамина с муравьиной кислотой, либо с триметилортоформиатом. 2-алкилбензимидазолы получаются взаимодействием жирных кислот с о-фенилендиамином в присутствии HCl. 2-арилбензимидазолы получаются конденсацией о-фенилендиамина с ароматическими альдегидами с последующим окислением ацетатом меди (I) (реакция Вайденхагена). В этой статъе рассмотрено применение  и использование бензомидазола. А также, изучены биохимический синтез и свойства бензомидазола.

ABSTRACT

Benzimidazole is a nitrogen-containing aromatic heterocyclic compound whose structure includes conjugated benzene and imidazole rings. Colorless crystals with Tpl = 172 ° C, soluble in alcohol, water, ether and solutions of dilute acids and alkalis. The laboratory method of benzimidazole synthesis is the reaction of o-phenylenediamine with formic acid, or with trimethylortoformate. 2-alkylbenzimidazoles are obtained by the interaction of fatty acids with o-phenylenediamine in the presence of HCl. 2-arylbenzimidazoles are obtained by condensation of o-phenylenediamine with aromatic aldehydes, followed by oxidation with copper (I) acetate (Weidenhagen reaction). This article discusses the application and use of benzomidazole. Also, the biochemical synthesis and properties of benzomidazole have been studied.

Ключевые слова: Бензомидазол, биохимические  системи,  производные бензимидазола, конденсация, многокомпонентные методы, бензимидозольного кольцо.

Keywords: Benzomidazole, biochemical systems, benzimidazole derivatives, condensation, multicomponent methods, benzimidozole ring.

Производные бензимидазола известны как комбинация веществ, оказывающих противо опухолевое, противо вирусное и антибактериальное действие. Этот класс веществ характеризуется низкой токсичностью и высокой терапевтической эффективностью. Например, витамин В12 содержит соединения, содержащие производные бензимидазола, которые также являются компонентами противоязвенного препарата омепразолаи похожи на регуляторы роста растений цитокины и ауксины. Производные бензимидазола в настоящее время используются в синтезе различных полимеров и красителей, что говорит об их актуальности.

В данной работе был проведен общий литературный обзор бензимидазолови их производных. Для этого были изучены несколько широко используемых методов.

Бензимидазолы их производные получают в результате реакций конденсации или были получены в результате окислительных внутри молекулярных реакций циклизации. Кроме того, в зависимости от природы задействованных реагентов[1;38].

Это зависит от природы реагентов, участвующих в образовании Гетероциклическое кольцо, некоторые однокомпонентные или многокомпонентные методы замыкания бензимидазольного кольца.

Синтез бензимидазолов путем конденсации с о-фенилен диамином карбоновые кислоты и их производные. Один из распространенных методов получения бензимидазолов. Этоконденсацияо-фенилендиаминас карбоновыми кислотами или их производные. о-Фенилендиамин(о-ФДА)  и муравьиная кислота взаимодействуют с образованием муравьиная кислота дала незамещенные 1Y-бензоимидазолы. Реакция продолжалось при комнатной температуре в течение 5 дней с выходом 80%. Для получения 2-алкил замещенных бензимидазолов, реакцию проводили  при нагревании до100°Cв течение нескольких часов[2;382].

Диапазон условий реакции конденсации довольно широк.

• Нагревание ароматических диаминови карбоновых кислот;
• Нагревание-диаминови карбоновых кислот присутствии кислоты, такие как соляная кислота, реактиви тона, полифосфорная кислота (PPA), уксусная кислота ;
• Синтез в присутствии микро- и нанопористых полимерных материалов.
• PS-трифенилфосфин, полиэтилен гликоль PEG, MSM - напр. Катионо обменной смолы Dowex.
• Нагревание-фенилендиамина с производными карбоновых кислот[3;100].

Производные карбоновых кислот: ортоэфиры, нитрилы, имидаты,

• Нагревание ангидридов галогенов, CdI и т.д.
• Нагревание под высоким давлением
• Нагревание ортоэфиров, нитрилов, имидатов
• Нагрев под давлением.
• Микроволновое излучение

Реакция конденсации-фениленди амин аскарбоновыми кислотами

Наиболее широко используемым методом является метод, предложенный в 1931 году Филипс предложил нагревать ароматических-диаминов и карбоновых кислот в присутствии 20% соляной кислоты.

Хотя многие из низших алифатических кислот легко реагируют с реакции с участием ароматических и высших алифатических кислот и карбоновые кислоты с объемными заместителями требуют более строгих требований условия. Например, мпе/в-бутилбензимидазол с выходом 48% можно выдерживали при температуре 112°C и давлении 800 МПа в течение 24часов. 180°C в запаянной ампуле в присутствии полифосфорной кислоты для получения 2-фенилбензимидазола и был получен с выходом 80%. Природа заместителя и его положение в арильном заместителе могут карбоновая кислота влияет на реакционную способность продукта, потому что она происходит и влияет на выход продукта. Таким образом, выход 2-арилбензимидазолов уменьшается с увеличением количества 2->2->2-Me->4-C1->H->4-N02>2-NH 2,5% при реакции замещенных фенилкарбоновых кислот с  фенилендиамином в стехиометрическом присутствии при температуре от 185°до 250°C.(суммакислоты). В реакциях, катализируемых НС1, выход увеличивается следующим образом. Kарбоновой кислоты увеличивается, т.е. вследствие увеличения поляризации связи OH группы карбоновой кислоты[4;168].

При подаче 90% 2-алкил и 2-фенил замещенных бензимидазолов. Бензимидазол можно получить конденсаций o-FDA и соответствующей кислоты в воде при 130-150 °C в автоклаве без воздуха при температуре 5-7°C, два метода конденсацииo-FDA и возможны гетероциклические кислоты (Рисунок 1). Один из них достигается путем под действием 10% соляной кислоты при температуре 110°C, другой – под действием  реактива Итона, представляющего с собой смесь оксида фосфора(V) и метилсульфоновой кислоты в соотношении 1:10 при той же температуре при той же температуре. Поскольку в Eaton имеется сильное вещество, вытягивающее воду (P2O5) агента (P2O5), скорость реакции увеличивается, а время синтеза сокращается до 3 часов.

Рисунок 1. Два метода конденсацииo-FDA и возможны гетероциклические кислоты

Для конденсацииo-FDA и различных карбоновых кислот в качестве подкислителя используется полифосфор. Полифосфорная кислота(PPA) в качестве подкислителя. Температура реакции варьируется в зависимости от реакционной способности кислоты, которая находится в диапазоне от 170° C до 250° C. Использование микроволновых печей сокращает время синтеза с 4 часов до 3 минут вводит галоген замещенные кислоты, например, 3 бром кислоты, в реакцию конденсации о-фенилендиамина кислота, например, 3-бром пропановая кислота (рис 2), уменьшает температура процесса установлена на 100°C. Обратите внимание, что конденсация в этом случае сопровождается десорбцией бромистого водорода с образованием 2-винил замещенные бензимидазолы.

Рисунок 2. 3 бром кислоты, в реакцию конденсации о-фенилендиамина кислота

Процесс с использованием три фтор уксусной кислоты представляет собой авто каталитический инее требует добавления минеральных кислот. Протекает уже при 70°C.

Ладенбург был первым, кто обнаружил плавление JV-ацилаo-FDA производное с образованием бензимидазола. Таким образом было экспериментально показано, что он конденсируется. Ацилирование o-FDA с образованием карбокс амидов и с последующей внутри молекулярной дегидратацией промежуточного продукта гидрокси соединение циклизуется до бензимидазола.

Используя диацильные производные o-FDA, цель реакция циклизации поэтому продукт получается с низким выходом. Реакция более горячая и включает в себя окисление реактивы. Выход выше, если реакция проводится в атмосфере азота бензимидазол как и ожидалось, при кислотном катализе IV-ацилпроизводные циклизуются быстрее и с лучшими выходами благодаря полярность связи.

Ацилирование моноалкильных производных o-FDA в дихлорэтане в присутствии 7U, 7U-ди изопропилэтиламина(DIPEA) иобензотриазол-тетраметил урония гексафторфосфата(HBTU) конденсирующие агенты, способствующие связыванию пептидов. Для проведения реакции циклизации в реакционную смесь добавляют уксусную кислоту. К реакционной смеси добавляют уксусную кислоту. (рис. 3)

Рисунок 3. Конденсации ацилирование моноалкильных производных o-FDA в дихлорэтане в присутствии 7U, 7U-ди изопропилэтиламина(DIPEA) иобензотриазол-тетраметил урония гексафторфосфата(HBTU)

Одним из современных вариантов проведения реакции являются методы твердо фазного синтеза облегчают синтез композитов полимер-субстрат растворим в органических растворителях. Таким образом, циклизация в работе субстратов на полиэтиленгликоле (ПЭГ)в дихлорэтане в присутствии 5% трифторэтана в присутствии 5% трифтор уксусной кислоты (рис.4).

Рисунок 4. Циклизация в работе субстратов на полиэтиленгликоле (ПЭГ)в дихлорэтане в присутствии 5% трифторэтана в присутствии 5% трифтор уксусной кислоты

Для связывания выделившейся воды используются различные сушильные агенты. Например, использование безводного сульфата магния сокращает время реакции с 20 до 12 часов. Удаление продуктов реакции из полимерной подложки осуществляется путем гидролиза сложно эфирных связей в 5% спиртовом растворе КСН при комнатной температуре.

В качестве кислотного агента может быть использована катионо обменная смола Dowex50WX8, содержащая, например, серную кислоту. Синтез незамещенных и замещенных бензимидазолов протекает с хорошими выходами уже через несколько часов при комнатной температуре.

Эта область недостаточно изучена и требует дальнейших исследований.

Бензимидазол и его производные играют огромную роль в жизни всех живых существ. Изучение его и его производных помогает лучше понять природу органических веществ. Дальнейшее изучение производных бензимидазола открывает большие возможности развития не только медицины, но и производств связанных с органической химией. Мало изученность производных бензимидазола показывает фундаментальную значимость всех последующих работ в этом направлении.

Список литературы:

1. Л. Физер, М. Физер. Реагенты для органического синтеза. Москва, Мир, Том 4, 1971, стр. 38
2. В. Хиккинботтом. Реакции органических соединений. ГОНТИ. НКТП. 1939. стр. 382-383
3. А. Ф. Пожарский, В. А. Анисимова, Е. Б. Цупак Практические работы по химии гетероциклов. Изд-во Ростовского Университета, 1988, стр. 100-101
4. М. В. Рубцов, А. Г. Байчиков. Синтетические химико-фармацевтические препараты. Москва, Медицина, 1971, стр. 168