Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / КУРСОВАЯ РАБОТА, ХИМИЯ

Синтез бензимидазола.

kisssaaa0721 324 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 27 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 10.10.2021
Курсовая работа на тему: "Синтез бензимидазола"
Введение

Актуальной тенденцией в развитии современной органической химии является поиск простых методов синтеза ряда гетероциклических соединений, наиболее важными из которых являются полифункциональные бензимидазолы. Бензимидазол и его производные обладают целым спектром биологической активности, включая противоопухолевую, противогрибковую и противовирусную, противомикробную, противовоспалительную и обезболивающую, а также находят применение и в ветеринарии. Замещенные бензимидазолы присутствуют в многочисленных ценных биологически активных веществах, полезных как для человека, так и для животных. Кроме фармацевтической области, некоторые производные бензимидазола используются и в промышленной сфере: в процессе создания сверхпрочных термостойких полимерных материалов. Большое количество исследований и трудов в химии посвящено разработке новых способов синтеза бензимидазолов с различными фармакофорными группами. Наличие тех или иных заместителей определяет биологическую активность бензимидазола.
Содержание

1. Введение 3 1.1. Свойства бензимидазола 3 1.2. Методика синтеза, получение бензимидазола 5 1.3. Синтез бензимидазолов на основе о-диаминобензолов 6 1.4. Синтез бензимидазолов из о-нитроанилинов 8 1.5. Многокомпонентный синтез бензимидазолов 11 1.6. Синтез бензимидазолов на основе N-замещенных анилинов 13 1.7. Реакции по бензольному кольцу 15 1.8. Реакции SEAr 15 1.9. Реакции SNAr 17 2. Биологическая активность производных бензимидазола 19 3. Практическое применение 22 4. Заключение 25 5. Список литературы 27
Список литературы

1. В. Ф. Травень. Органическая химия. Том 1. – М.: Академкнига, 2004, - 708 с. 2. Общая органическая химия. Карбоновые кислоты и их производные. Том 4. М., Химия, 1983, 729с. 3. Терней А. Современная органическая химия: В 2 т. - М.: Мир, 1981. - Т.1 - 670 с; Т.2 - 615 с. 4. Голодников Г.В., Низовкина Т.В., Рыскальчук А.Т. Практикум по органическому синтезу. Л., Изд-во ЛГУ, 1967. 5. Дорофеенко Г.Н., Жданов Ю.А., Дуленко В.И. и др. Хлорная кислота и ее соединения ворганическом синтезе. Ростов, изд-во Ростовского ун-та, 1965. 6. Богословский Б.Н., Казакова З.С. Скелетные катализаторы, их свойства и применение в органической химии. М., Госхимиздат, 1957. 7. Голодников Г.В. Практические работы по органическому синтезу. Л., Изд-во ЛГУ, 1966, 697с. 8. Крешков А.П., Курбатов И.Н. Лабораторные работы по синтезу и анализу органических соеднений. М., изд-во Артиллерийского ордена Ленина академии Красной армии им. Дзержинского, 1940. 9. Лабораторные работы по органической химии. Изд. 3-е. М., Высшая школа, 1974. 10. Шабаров Ю.С. Органическая химия: В 2-х кн. - М.:Химия, 1994.- 848 с. 11. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия. – М.: Высш. шк., 1973. - 623 с. 12. Препаративная органическая химия. Изд. 2-е, М., Госхимиздат, 1964. 13. Общая органическая химия: в 12 т. / под ред. П. Г. Сэммса; пер. с анг. Н. К. Кочеткова. – М.: Химия, 1985. – Т. 8 – 752 с. 14. Храмкина М.Н. Практикум по органическому синтезу. Изд. 4-ое, Л., Химия. 1977. 15. Георгиевский, В.П. Биологически активные вещества лекарственных растений / В.П. Георгиевский, П.Ф. Коммисаренко, С.Е. Дмитрук. – Новосибирск: Наука; Сибирское отделение, 1990
Отрывок из работы

1.1. Свойства бензимидазола Фунгицидные свойства бензимидазолов были открыты Клопингом в 1960 г. первым препаратом из этой группы, получившим широкое распространение , был тиабендазол (1961 г.). в 1968 г. фирмой «Дюпон» (США) синтезирован и внедрен беномил. Полупродукт его синтеза – метиловый эфир 2-бензимидазолилкарбаминовой кислоты (БМК) не только сам проявил высокую противогрибковую активность, но и послужил основой для производства ряда эффективных фунгицидов. В 1971 г. компания «Ниппон Сода» (Япония) разработала и выпустила на рынок сбыта тиофанат-метил. С тех пор многие соединения бензимидазолов исследованы (на действие) в качестве пестицидов, но только некоторые были внедрены в практику. Бензимидазольные препараты стали первыми системными фунгицидами, появившимися на рынке. Со временем интерес к бензимидазольным фунгицидам упал, отчасти в связи с появлением устойчивых к ним штаммов. Сейчас трудно оценить, насколько это связано с особенностями самих препаратов, а насколько с неподготовленностью к такому последствию их применения. Сегодня во многих странах масштабы их применения снизились из-за резкого уменьшения их эффективности. Бензимидазол, мол. м. 118; бесцветные кристаллы, т. пл. 172°С; растворим в воде, спиртах, щелочах и разбавленных кислотах. Трудно растворим – в неполярных растворителях. Молекулы ассоциированы благодаря водородной связи — NH...NH=. Положения 4 и 7, а также 5 и 6 равноценны вследствие равновесия между таутомерами I и II: С ионами некоторых металлов (Ag, Co, Си и др.) бензимидазол образует в аммиачном р-ре соли. Он устойчив к действию окислителей, но СrO3 в 80%-ной H2SO4 при 80°С окисляет его до имидазол-4,5-дикарбоновой к-ты. Сплавление с S превращает бензимидазол в бензимидазол-2-тион, 1-алкилбензимидазолы - в его 1-алкилзамещенные (формула III, X = S, R = А1К). Бензимидазол алкилируется алкилгалогенидами и диалкилсульфатами в присут. щелочей в положение 1. При алкилировании N-алкилбензимидазолов образуются соли 1,3-диалкилбензимидазолия (формула IV). Арилирование бензимидазола в положение 1 с помощью галогенаренов протекает обычно в жестких условиях. Действием ацилхлоридов и ангидридов кислот получают N-ацилпроизводные. Бензимидазол нитруется смесью HNO3 и H2SO4 в положение 5. При сульфировании образуется 5(6)-сульфокислота. Нуклеофильное замещение идет в положении 2 лишь с N-производными Б. При нагревании с NaNH2 в диметиланилине образуются 2-аминопроизводные Б., при сплавлении с КОН-бензимидазолоны (ф-ла III, X = О). Металлирование (например, фенилнатрием) идет в положение 2. При взаимодействии o-фенилендиамина с НСООН получается бензимидазол, с RCOOH в присутствии НС1-2-алкилбензимидазолы, с АrСНО и ацетатом Сu (1)-2-арилбензимидазолы (реакция Вайденхагена). Сам бензимидазол не находит промышленного применения, зато его производные являются лекарственными средствами (например, дибазол), фунгицидами (например, беномил) и др. 1.2. Методика синтеза, получение бензимидазола 2-Трихлорметилбензимидазол. К 23 г (0,1 моль) охлажденного раствора моногидрохлорида о-фенилендиамина в 200 мл этанола медленно, по каплям добавляют 17,8 г (0,1 моль) трихлорацетимидата. После завершения экзотермичной реакции смесь оставляют при комнатной температуре на несколько часов. Растворитель отгоняют в вакууме, а твердый остаток кристаллизуют из уксусной кислоты. Выход продукта 9-5%; т. кип. >360°. Получение бензимидазола Механизм В данном механизме происходит замещение у карбонильной группы 1.3. Синтез бензимидазолов на основе о-диаминобензолов Синтез различных бензимидазолов может осуществляться путем циклизации о –диаминобензолов, о-нитроанилинов. Синтез нового противоопухолевого агента, 2-фенил-(3,4-метилендиокси) бензимидазола (3) из фенилендиамина (1) и 1,3-бензодиоксол-5-карбонилхлорида (2). Смесь перемешивается при 0 °С в триэтиламине и ТГФ в течение 1 часа. Остаток, полученный в результате реакции, кипятят с обратным холодильником с уксусной кислотой в течение 12 ч до получения желаемого продукта с выходом 46-59%. Схема 1 Рассмотрим схему получения 5-(нитро/хлор замещенного)-2-стирил-бензимидазола (6). Смесь 4-(нитро/хлор замещенного) о-фенилендиамина (4) (0,01 моль) и замещенную коричную кислоту (5) (0,01 моль) в этиленгликоле (10-15 мл) перемешивают в течение 1 часа, и затем смесь кипятят с обратным холодильником при температуре 200°С примерно в течение 6 часов. После охлаждения реакционную смесь выливают в колотый лед с продолжением помешивания. Продукт осаждают, фильтруют, промывают водой и сушат, чтобы получить (6). Продукт реакции перекристаллизовывают с использованием водного этанола. Схема 2 Кроме того, для синтеза бензимидазолов используется мочевина (8), взаимодействующая с 4-нитробензол-1,2-диамином (7) с образованием 5-нитробензимидазол-2-ола (9). Обычно получают хорошие выходы продуктов реакции. Схема 3 Рассмотрим реакцию 1,2-фенилендиамина (1) (1 ммоль) с бензальдегидом (10) (2 ммоль) в присутствии разного количества SDS (лаурилсульфата натрия, CH?(CH?)??OSO?Na) в качестве катализатора в течение 22 мин, при 25 °С, в 5 мл H2O в качестве растворителя. Наилучший выход (98%) 1-бензил-2-фенилбензимидазола (11) получается при использовании 10 мол. % SDS. Применение более чем 10 мол. %SDS не увеличивает химический выход. Схема 4 Реакция, катализируемая рутением с переносом водорода для превращения спирта (12) в бензимидазол (14) в жестких условиях. 1.4. Синтез бензимидазолов из о-нитроанилинов Синтез 2фенилбензимидазола (16) из о-нитроанилина (14) и бензил-N, N-диэтиламина (15), нагревая их при 210-215° С в течение 8 ч. Схема 6 Трифениламин-бензимидазол (19) синтезируется с помощью восстановительной циклизации 2-нитроанилина (17) в присутствии альдегида трифениламина (18) с использованием дитионита натрия Na2S2O4 в растворителе ДМСО в течение 4 ч при 120 °С. Трифениламин – бензимидазол (19), несущий группы различной электронной природы (донор электронов или акцептор) в положении 5 бензимидазольного кольца, синтезируется с отличными выходами (87–95%) по одностадийной реакции. Схема 7 Реакция о-нитроанилина (14) с CO2 и H2 над Au/TiO2. Было определено, что при температуре 100°C (373К) достигается максимальный выход бензимидазола (20), составляющий 95%. При проведении реакции в течение 24 часов достигалась 100%-ная селективность. Схема 8 Реакции, катализируемые железом гетероциклизации 2-нитроанилинов (14) (1 экв) и различных бензиловых спиртов (2,5 экв) в присутствии dppf (1,1' - бис (дифенилфосфино)ферроцен) (0,05 экв) в толуоле при 150 °C в течение 24 ч до бензмидазолов. Получаются бензимидазолы с максимальными выходами. При использовании в качестве бензилового спирта соединение (21) получают бензимидазол (22) с выходом 81%, а выход продукта (24) в реакции с соединением (23) составляет 88%. Схема 9 Схема 10 Получение бензимидазола (26). Межмолекулярную восстановительную циклизацию N-фенил-2-нитро-5-хлоранилина (25) проводят в этилацетате при использовании в качестве катализатора Pd/C (5 моль %) в присутствии триметил-o-формиата (10 экв.) и PPTS (10 моль % или 1 моль %) в течение 7 или 8 часов. Выход целевого продукта (26) составляет 100%. Схема 11 Восстановительная гетероциклизация, представленная на схеме 11, 2-нитроанилина (14) (1 экв) с триметилортобензоатом (27) (2 экв) в присутствии In (5 экв), AcOH (10 экв) в этилацетате при кипении в течение 1 часа. Выход 2-фенил-1Н-бензимидазола (16) после очистки составляет 92%. 1.5. Многокомпонентный синтез бензимидазолов Схема 12 Для синтеза 2-фенил-1Н-бензимидазола (16) используют 2-йодо- или 2-броманилины (17) (1 экв), бензальдегид (10) (1,2 экв.) и NaN3 (18) (2,0 экв), а в качестве катализатора - 5 мол.% CuCl и 5 мол.% TMEDA в качестве лиганда. Реакция проходит в ДМСО при 120 °С в течение 12 часов. В результате получается продукт с выходом 98%, и реакция показывает толерантность к функциональным группам, таким как сложноэфирная, нитро - и хлорная. Схема 13 Схема 14 Многокомпонентный синтез {4-[1-(4-Хлорфенил)-бензимидазол-2-ил]фенил}-диметиламина (22) может осуществляться по аналогичной методике, представленной в схеме 14, с помощью 4-диметиламино-бензальдегида (21), реагирующего с соединением, образующимся при взаимодействии 1–фтор– 2–нитробензола (19) с п-хлоранилином (20), при использовании Na2S2O4 в ДМСО в течение 2 ч при температуре 130 °C. Синтез бензимидазола (25) проводят с помощью взаимодействия п-толилсульфонилазида (23), фенилацетилена (24) и 2броманилина (17) в присутствии 0,1 экв. CuI, 1 экв. триэтиламина (TEA) в ДМСО при комнатной температуре в течение 2 часов. В качестве лиганда используется L-пролин, а основания – K2CO3. Выход продукта составляет 75%.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg