Синтез і рециклізація з ацилюючими реагентами гідразонів 2-ацилметил-1н-бензімідазолів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія наук України

Інститут органічної хімії

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата хімічних наук

02.00.03 - Органічна хімія

Синтез і рециклізація з ацилюючими реагентами гідразонів 2-ацилметил-1н-бензімідазолів

Випірайленко Олександр Віталійович

Київ 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у відділі хімії біологічно активних речовин Інституту органічної хімії Національної Академії Наук України.

Науковий керівник: академік НАН України, доктор хімічних наук, професор Лозинський Мирон Онуфрійович, завідувач відділу хімії біологічно активних речовин, директор Інституту органічної хімії НАН України, м. Київ.

Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор Ільченко Андрій Яковлевич, провідний науковий співробітник Інституту органічної хімії НАН України, м. Київ.

доктор хімічних наук, професор Швайка Олексій Павлович, завідувач відділу хімії азолів Інституту фізико-органічної хімії і вуглехімії ім. Л.М. Литвиненка НАН України, м. Донецьк.

Провідна установа: Київський національний університет імені Тараса Шевченка, м. Київ

Захист дисертації відбудеться 12 жовтня 2000р. о 10 годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 26.217.01 при Інституті органічної хімії НАН України за адресою: 02094, м. Київ, вул Мурманська, 5.

З дисертацією можна ознайомитися в науковій бібліотеці Інституту органічної хімії НАН України.

Автореферат розісланий 11 вересня 2000р.

Вчений секретар Спеціалізованої вченої ради доктор хімічних наук, професор Фещенко Н. Г.

1. Загальна характеристика роботи

рециклізація бензімідазол піразол ацилюючий

Актуальність теми. Сполуки піразолу і бензімідазолу відомі понад 100 років. Вони знайшли широке практичне використання як пестициди, барвники та різноманітні лікарські засоби. Інтерес до отримання їх нових похідних не гасне з плином часу. Отже, в хіміків-дослідників значною є потреба створювати такі методи синтезу, що відкривають для молекулярного дизайну нові перспективи. Стосовно цього особливо привабливі реакції на основі рециклізацій.

Цінність рециклізацій - у можливості отримання функціоналізованих продуктів, причому з таким взаєморозташуванням структурних фрагментів, якого важко досягти при використанні інших препаративних методів. Слід зауважити, що рециклізації надто стійких гетероароматичних циклів, у тому числі бензімідазолу, вивчені недостатньо. Вважається, що ці перетворення мають вузькі можливості для синтезу нових сполук із-за значних препаративних обмежень. Вони, як правило, потребують жорстких умов реакції або наявності замісників, що дестабілізують вихідну гетероциклічну систему.

Рециклізації бензімідазольного циклу з утворенням піразольного до нинішнього дослідження були невідомі. Їх реалізація відкриває шлях до нових функціоналізованих гетероциклів і пошуку серед них практично корисних.

Мета і задачі дослідження. Здійснення рециклізації сполук бензімідазолу з утворенням раніше невідомих функціоналізованих піразолів та розробка її до рівня препаративно зручних і ефективних методів. Синтез сполук бензімідазолу, придатних до такого перетворення; вивчення факторів та знаходження засобів, що сприяють селективному перебігу цільової рециклізації.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалася в рамках наукової теми відділу хімії біологічно активних речовин Інституту органічної хімії НАН України (№ держреєстрації 0195U004938), проекту Державного фонду фундаментальних досліджень (№ 3.04/0414), вона підтримана грантами за Міжнародною науково-освітньою програмою фонду “Відродження” (№ GSU 053244) і Міжнародного наукового фонду (№ PSU 083063).

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше здійснено рециклізацію гідразонів 2-ацилметил-1Н-бензімідазолів у сполуки піразолу та 1-[3(5)-піразоліл]бензімідазолу, а також циклоконденсацію в сполуки 2-(4-піразоліл)- та 2-(3-індоліл)бензімідазолів. Визначено залежність напрямку перетворень від їх умов та природи гідразонового фрагмента вихідних сполук. Запропоновано та детально розроблено новий засіб рециклізації: проведення її в умовах реакції ацилювання. Виявлено спроможність ацилюючих реагентів вибірково ініціювати процес перебудови вихідного циклу або вибірково фіксувати утворення його продуктів. Встановлено високу ефективність нового підходу в багатьох випадках, коли не діють відомі засоби рециклізації - нагрівання та каталіз.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблено нові препаративно зручні та ефективні методи синтезу раніше невідомих функціоналізованих сполук піразолу та бензімідазолу, які є перспективними щодо подальших хімічних перетворень і біологічних досліджень.

Апробація роботи. Основні результати роботи були представлені на XVII та XVIII Українських конференціях з органічної хімії (Харків, 1995; Дніпропетровськ, 1998), Українській конференції “Хімія азотовмісних гетероциклів” (Харків, 1997), XIII Науковій конференції з біоорганічної хімії та нафтохімії (Київ, 1998), XXVI Конференції молодих учених з органічної та елементорганічної хімії (Київ, 2000), Регіональній конференції молодих учених та студентів з актуальних питань хімії (Дніпропетровськ, 2000).

Публікації. Матеріали дисертаційної роботи опубліковані в 9 статтях.

Структура і обсяг роботи. Дисертація викладена на 89 сторінках і складається із вступу, трьох розділів, висновків, списку літератури, що містить 222 найменування, і додатку. В роботі є 4 таблиці і 5 малюнків.

У першому розділі узагальнено та систематизовано літературні дані з гідразинолізних рециклізацій середніх циклів, що ведуть до утворення сполук піразолу (174 посилання), а також з рециклізацій бензімідазолів (7 посилань). Результати власних досліджень автора викладені в другому і третьому розділах.

Другий розділ присвячений синтезу 1,3-діелектрофільних сполук бензімідазолу - 2-ацилметил-1Н-бензімідазолів - і пошуку умов їх рециклізації в реакціях з гідразинами.

У третьому розділі описані нові прийоми рециклізації гідразонів 2-фенацил-1Н-бензімідазолів, що ведуть до утворення сполук піразолу, а саме: фіксування рециклізації гідразонів і ініціювання рециклізації арилгідразонів конденсацією з ацилюючими реагентами,.

Особистий внесок здобувача. Експериментальна частина, аналіз спектральних даних і висновки щодо будови синтезованих сполук виконані особисто здобувачем.

2. Основний зміст роботи

1. Синтез гідразонів 2-ацилметил-1н-бензімідазолів і їх термічні та кислотно-каталізовані перетворення

Виходячи з літературних даних, гідразинолізні рециклізації з утворенням піразолів характерні для гетероциклічних сполук, що містять 1,3-діелектрофільний фрагмент, який повністю або частково знаходиться у вихідному циклі. Вони можуть відбуватися при безпосередній взаємодії з гідразинами, або як перегрупування вже наявної гідразинової функції. Отже, на першому етапі завдання полягало у синтезі 1,3-діелектрофілів, що містять один із реакційних центрів у положенні 2 бензімідазольного циклу, і пошуку підходів до гідразинолізних рециклізацій цих сполук.

Взаємодією легкодоступного 2-метилбензімідазолу (1) з ароїлхлоридами в присутності триетиламіну нами були отримані продукти триацилювання 2а-г. Встановлено, що їх морфоліноліз або алкоголіз протікає з розривом N- і О-ацильних зв'язків і веде до раніше невідомих 1,3-діелектрофілів - 2-фенацил-1Н-бензімідазолів 3а-г. За даними спектрів ПМР сполуки 3а-г існують у розчині в рівновазі з таутомерними формами 3?а-г.

Сполуки 3а-г, як нами знайдено, при взаємодії з гідразинами дають досить стійкі гідразони 4а-ж без будь-якої рециклізації.

2-Ацетонілбензімідазол (5) відомий, але важкодоступний. Він також взаємодіє з гідразинами, як нами знайдено, з утворенням досить стійких гідразонів 4з-л. Альтернативний шлях до сполук 4з-л ми розробили, виходячи із більш доступного 1,5-бензодіазепінону 6. Його взаємодія з бензоїлгідразином супроводжується рециклізацією при каталізі етилатом натрію і відразу приводить до цільового бензоїлгідразону 4з. Наступна реакція обміну з арилгідразинами дає відповідні арилгідразони 4і-л.

В ацилгідразонах 4ж,з аміногрупа гідразонового фрагменту має понижену нуклеофільність. Певно, тому умов рециклізації цих сполук нами не виявлено. Вони циклізуються при підвищених температурах із збереженням вихідного гетерокільця і утворенням 2-(4-піразоліл)-1Н-бензімідазолів 7а,б.

Будову сполуки 7а встановлено рентгеноструктурним аналізом.

Реакція є настільки характерною, що синтез гідразонів і подальшу циклоконденсацію можна об'єднати в одному процесі. Так, сполуки 7а,в-з були отримані кип'ятінням у диметилформаміді 2-фенацил-1Н-бензімідазолу (3б) з відповідними ацилгідразинами.

Фенілгідразони 4д,і виявилися також інертними до рециклізації. Вони, як нами встановлено, можуть перетворюватись за двома напрямками. При нагріванні в присутності соляної кислоти або без неї утворюються індоли 8а,б, тобто продукти реакції Фішера. Тривале витримування при помірних температурах у присутності кислоти і доступі кисню повітря веде до утворення азосполук 9а,б. Реакцію можна представити як гідролітичне розщеплення азометинового зв'язку з утворенням кетону і фенілгідразину з подальшим окиснювальним азосполученням по активній метиленовій групі. Така версія підтверджена нами отриманням тих же продуктів 9а,б при безпосередньому азосполученні сполук 3б і 5 з фенілдіазонійхлоридом.

Виходячи з літературних аналогій, рециклізація гідразонів 4а,б може протікати через нестійкі спіросполуки Iа,б і давати о-аміноанілінопіразоли ІІа,б. Проте, це не безперечно. Ароматизація інтермедіату І може здійснюватись із розмиканням як піразолінового, так і бензімідазолінового циклу. Це випливає з близьких значень індексів ароматичності піразолу і бензімідазолу. Отже, передбачити результат реакції досить важко. Як нами встановлено, рециклізація дійсно відбувається при кислотному каталізі, але складніше, ніж очікувалось. Основними продуктами є 1-[3(5)-піразоліл]бензімідазоли 10а,б. Будову дифенілзаміщеної сполуки 10б однозначно встановлено рентгеноструктурним аналізом (рис 2). Отриманий результат можна пояснити конденсацією очікуваних продуктів рециклізації ІІа,б із вихідними гідразонами 4а,б. При цьому, можливо, утворюються інтермедіати IІІа,б, котрі можуть циклізуватися в кінцеві продукти 10а,б з відщепленням 2-метилбензімідазолу (1).

2. Фіксування та ініціювання рециклізації гідразонів 2-ацилметил-1н-бензімідазолів взаємодією з ацилюючими реагентами.

Зважаючи на результати, отримані на попередньому етапі, ми запропонували фіксувати утворення продуктів рециклізації типу ІІ конденсацією з ацилюючими реагентами і, тим самим, сприяти перезамиканню бензімідазольного циклу. Основна проблема при цьому полягала в забезпеченні умов, при яких ацилювання не зачіпало б вихідні гідразони.

Дійсно, рециклізація не відбувається при взаємодії гідразону 4б з бензоїлхлоридом у звичайних умовах реакції ацилювання. Реакція йде, певно, з утворенням відповідного бензоїлгідразону 4ж, котрий вже за умов синтезу циклізується і дає вищеописаний 2-(4-піразоліл)бензімідазол 7а.

Нами знайдено, що селективно зафіксувати утворення продукту рециклізації ІІб можна, проводячи реакцію ацилювання при 200 ?С. Так, у киплячому N,N-диметиланіліні взаємодія з ароїлхлоридами проходить, певно, через аніліди IVб-ж, циклоконденсація яких дає з високими виходами 2-арил-1-[3(5)-піразоліл]бензімідазоли 10б-ж. Сплавлення гідразону 4б з аліфатичними карбоновими кислотами також відбувається як фіксована рециклізація і дає 2-алкіл-1-[3(5)піразоліл]бензімідазоли 10з-п з препаративними виходами.

Зручним реагентом для фіксування продуктів рециклізації ІІа-г виявився диметилформамід. При кип'ятінні у ньому гідразонів 4а-г відбувається подвійна гетероциклізація з утворенням 2-незаміщених 1-[3(5)-піразоліл]бензімідазолів 11а-г. Реакція селективна лише при каталізі кислотами. Її вибірковість залежить також від природи арильного замісника. Виходи в основному високі, лише продукт 11а з електронодонорним замісником утворюється з низьким виходом. Такий результат, певно, спричинений високою реакційною здатністю аміногрупи у вихідному гідразоні 4а і його витратою на реакцію з ДМФА без рециклізації.

Представлений прийом фіксування рециклізації виявився неприйнятним для фенілгідразону 4д, оскільки нуклеофільності його гідразонової аміногрупи недостатньо для розкриття бензімідазольного кільця. Взаємодія з ацилюючими реагентами при підвищених температурах (в умовах рециклізації незаміщених гідразонів) йде невибірково. Однак виявилося, що рециклізація протікає в більш м'яких умовах реакції ацилювання - при нагріванні до 100 ?С, зокрема з бензоїлхлоридом у піридині. Перебіг реакції, певно, відбувається через нестійкі N-бензоїлбензімідазольну похідну V і спіросполуку VІ, яка перетворюється у стійку похідну 5-(о-бензоїламінофеніл)амінопіразолу 12a. Умови реакції настільки м'які, що утворення нового бензімідазольного циклу не відбувається. Слід підкреслити, що в даному випадку ацилювання не фіксує, а ініціює рециклізацію. У проміжній сполуці V електроноакцепторна бензоїльна група дестабілізує вихідний цикл і підвищує електрофільність кільцевого вуглецевого атома до рівня, достатнього для взаємодії з ариламіногрупою гідразонового фрагмента. Слід також відмітити, що вихідний гідразон 4а має декілька нуклеофільних центрів - чотири атоми нітрогену і метиленову групу. Але навіть із подвійним надлишком бензоїлхлориду реакція відбувається як моноацилювання, причому саме по кільцевому атому нітрогену, що забезпечує селективне протікання цільової рециклізації.

Реакція, як нами встановлено, має досить загальний характер. Вона є типовою практично для всієї серії синтезованих арилгідразонів. У якості ацилюючих реагентів придатні ароїлхлориди з електронодонорними і електроноакцепторними замісниками, а також ацетангідрид. Продукти утворюються переважно з препаративними виходами.

Реакції сприяють підвищена нуклеофільність аміногрупи гідразонового фрагмента і, можливо, підвищена електрофільність ацилюючого реагенту. Ця закономірність випливає з аналізу отриманих виходів. Вона проявилася найяскравіше при ацилюванні п-нітрофенілгідразону 2-ацетоніл-1Н-бензімідазолу (4л), який містить найменш нуклеофільну гідразонову аміногрупу. Саме в цьому випадку реакція втрачає селективність, тобто приводить до суміші продуктів. Із реакційної суміші, що утворилася при взаємодії з п-нітробензоїлхлоридом (високоелектрофільним реагентом), відповідний продукт рециклізації нам вдалося виділити з виходом лише 26 %. З ацетангідридом (реагентом помірної електрофільності) результат - суттєво відмінний. Виділити з виходом 35 % вдалося продукт вже іншого напрямку реакції, а саме, піразол 13 із збереженим вихідним бензімідазольним циклом.

Ми також знайшли, що отримані функціоналізовані піразоли типу 12, як і слід було чекати, при підвищених температурах циклізуються в 1-(5-піразоліл)бензімідазоли 14. Реакція відбувається у киплячому етиленгліколі і закінчується за 1-5 год.

Висновки

1. Встановлено, що гідразин, арил- і ацилгідразини за звичайних умов реагують з 2-ацилметил-1Н-бензімідазолами по карбонільній групі і без будь-якої рециклізації дають досить стійкі відповідні гідразони, арил- і ацилгідразони.

2. Показано, що рециклізація гідразонів 2-фенацил-1Н-бензімідазолів відбувається при підвищених температурах у присутності кислот і, не зупиняючись на стадії утворення очікуваних о-аміноанілінопіразолів, супроводжується подальшою конденсацією з вихідними гідразонами, що приводить до 2-арил-1-[3(5)-піразоліл]-1Н-бензімідазолів. Перетворення не має загального характеру, виходи продуктів невисокі.

3. З'ясовано, що рециклізація гідразонів 2-фенацил-1Н-бензімідазолів у присутності ацилюючих реагентів (диметилформаміду, карбонових кислот, ароїлхлоридів) протікає при підвищених температурах (150-200 ?С) і має препаративне значення для отримання 1-[3(5)-піразоліл]-1Н-бензімідазолів. Ацилюючі реагенти можуть фіксувати утворення продуктів рециклізації за рахунок вибіркової конденсації з ними, що дозволяє підвищити виходи і варіювати природу замісника в положенні 2 кінцевих піразолілзаміщених бензімідазолів.

4. Показано, що фенілгідразони 2-ацетоніл- і 2-фенацил-1Н-бензімідазолів при дії кислот і нагріванні не рециклізуються; вони або перетворюються в індоли за схемою реакції Фішера, або зазнають гідролітичного розщеплення по гідразоновому азометиновому зв'язку з наступним окиснювальним азосполученням і утворенням азосполук.

5. Встановлено, що арилгідразони 2-ацетоніл- і 2-фенацил-1Н-бензімідазолів при взаємодії з ароїлхлоридами або ацетангідридом у піридині при 100 ?С можуть рециклізуватися з утворенням 5-(о-ациламіноаніліно)піразолів. Ацилювання, певно, протікає вибірково по атому нітрогену вихідного бензімідазольного циклу, що забезпечує його дестабілізацію та ініціює протікання наступної рециклізації в таких м'яких умовах, у яких замикання нового бензімідазольного циклу не відбувається.

6. Показано, що ацилгідразони 2-ацетоніл- і 2-фенацилбензімідазолів не схильні рециклізуватись. При підвищених температурах вони циклізуються, утворюючи піразольний цикл не з розмиканням вихідного бензімідазольного, а за рахунок конденсації за участю ацильної та метиленової груп, і дають з препаративними виходами 2-(4-піразоліл)-1Н-бензімідазоли.

7. З'ясовано, що рециклізаціям гідразонів 2-ацилметил-1Н-бензімідазолів у функціоналізовані піразоли сприяють замісники, що підвищують нуклеофільність гідразонової аміногрупи та електрофільність кільцевого атома вуглецю в положенні 2, а також високі температури, кислотний каталіз і, особливо, проведення процесу в умовах реакції ацилювання.

Основний зміст дисертації викладено в роботах

1. Дзвинчук И.Б., Лозинский М.О., Выпирайленко А.В. С-Моно- и дибензоилирование 2-метилбензимидазола бензоилхлоридом // ЖОрХ. - 1994. -Т. 30, № 6. - С. 909-914.

2. Дзвинчук И.Б., Выпирайленко А.В., Лозинский М.О. Рециклизация при бензоилировании фенилгидразона 2-фенацил-1Н-бензимидазола бензоилхлоридом // ЖОрХ. - 1996. - Т. 32, № 11. - С. 1759-1760.

3. Дзвинчук И.Б., Выпирайленко А.В., Лозинский М.О. Новая реакция гетероциклизации за счет размыкания бензимидазольного гетерокольца: образование пиразолов при ацилировании арилгидразонов (2-бензимидазолилметил)кетонов // ЖОрХ. - 1997. - Т. 33, № 1. - С. 116-120.

4. Дзвинчук И.Б., Выпирайленко А.В., Лозинский М.О. Рециклизация с двойной гетероциклизацией при формилировании гидразона 2-фенацил-1Н-бензимидазола // ХГС. - 1997. - № 8. - С. 1136-1137.

5. Дзвинчук И.Б., Выпирайленко А.В., Лозинский М.О. Синтез 1(5-пиразолил)бензимидазолов циклоконденсацией 5-[(о-ациламинофенил)амино]пиразолов // ЖОрХ. - 1998. - Т. 34, № 5. - С. 727-729.

6. Дзвинчук И.Б., Выпирайленко А.В., Русанов Э.Б., Чернега А.Н.,

Лозинский М.О. Два способа образования пиразолов при ароилировании гидразона 2-фенацил-1Н-бензимидазола // ЖОХ. - 1999. - Т. 69, № 5. - С. 856-863.

7. Дзвинчук И.Б., Выпирайленко А.В., Пироженко В.В., Лозинский М.О. Циклоконденсация 2-фенацил-1Н-бензимидазола с ацилгидразинами: синтез и таутомерия 2-(пиразол-4-ил)-1Н-бензимидазолов // ХГС. - 1999. - № 11. - С. 1512-1518.

8.Дзвинчук И.Б., Выпирайленко А.В., Лозинский М.О. Рециклизация до

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

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

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

Анотація

Випірайленко О.В. Синтез і рециклізація з ацилюючими реагентами гідразонів 2-ацилметил-1Н-бензімідазолів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.03 - органічна хімія. - Інститут органічної хімії Національної Академії Наук України, Київ, 2000.

На прикладі перетворень гідразонів 2-ацилметил-1Н-бензімідазолів вперше здійснено рециклізацію сполук бензімідазолу з утворенням піразолів. Запропоновано новий підхід до рециклізації: фіксування або ініціювання її ацилюючими реагентами. В результаті розроблено препаративні методи отримання раніше невідомих похідних 5-(о-аміноаніліно)піразолів і 1-(5-піразоліл)бензімідазолів, які є перспективними щодо подальших перетворень і пошуку нових практично корисних речовин.

Ключові слова: ацилювання, бензімідазоли, гетероциклізації, гідразони, рециклізації, піразоли.

Annotation

Vypirailenko A.V. Synthesis and ring transformation with acylating reagents of 2-acylmethyl-1H-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-1H-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 1-(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 c ацилирующими реагентами гидразонов 2-ацилметил-1Н-бензимидазолов. - 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 функционализированных соединений пиразола и бензимидазола на основе рециклизации бензимидазольного цикла. На примере превращений гидразонов 2-ацилметил-1Н-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-1Н-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]-1Н-бензимидазолам. Превращение не имеет общего характера, выходы продуктов невысокие.

Рециклизация гидразонов 2-фенацил-1Н-бензимидазолов в присутствии ацилирующих реагентов (диметилформамида, карбоновых кислот, ароилхлоридов) протекает при повышенных температурах (150-200 ?С) и имеет препаративное значение для получения 1-[3(5)-пиразолил]-1Н-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 пиразолилзамещенных бензимидазолов.

Фенилгидразоны 2-ацетонил- и 2-фенацил-1Н-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-1Н-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-1Н-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)-1Н-бензимидазолы.

Рециклизациям гидразонов 2-ацилметил-1Н-бензимидазолов в функционализированные пиразолы способствуют заместители, повышающие нуклеофильность 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.

Размещено на Allbest.ru