Разработка метода регионаправленного синтеза 2-незамещенных 1-арилимидазолов и их N-оксидов

• Автор: Митянов, Виталий Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Литературный обзор. Методы синтеза 1-арилимидазолов со свободным положением
1.1. Реакции построения имидазольного кольца
из ациклических предшественников
1.1.1. Циклизации, приводящие к 1-арилимидазолам
со свободным положением
1.1.1.1 .Конденсация изонитрилов, содержащих активную метиленовую группу с реагентами, содержащими кратную С,14 связь
1.1.1.2. Катализируемое медью циклоприсоединение
двух различных изоцианидов
1.1.1.3. Восстановительная конденсация З-ариламино-2-нитроенонов
с ортоэфирами
1.1.1.4. Конденсация Жзамещённых а-аминоацетамидов
с реагентом Вильсмайера
1.1.1.5. Конденсация а-аминонитрилов с реагентом Вильсмайера
1.1.1.6. Конденсация а-аминонитрилов с ариламинами
и триэтилортоформиатом
1.1.1.7. Конденсация производных метилового эфира
З-бром-2-изоцианоакриловой кислоты с ариламинами
1.1.1.8. Взаимодействие 1,3-диаза-1,3-бутадиенов
с реагентом Симмонса-Смита
1.1.1.9. Конденсация 1,2-диаза- 1,3-диенов
с первичными аминами и альдегидами
1.1.2. Методы синтеза 2-незамещённых 1-арилимидазолов, включающие стадию десульфуризации 2-тиопроизводных
1.1.2.1. Конденсации, приводящие к 2-меркаптоимидазолам
1.1.2.2. Конденсация 14-арилизотиомочевин с 1,2-бисэлектрофилами
1.1.2.3. Конденсция изотиоцианатов
с а-аминокарбонильными соединениями
1.2. Методы 14-арщшрования имидазолов
1.2.1. Арилирование имидазолов арилгалогенидами
1.2.2. Арилирование имидазолов арилбороновыми кислотами
и их производными
1.2.3. Арилирование имидазолов арилтриметоксисиланами
1.2.4. Арилирование имидазолов триацетатами арилсвинца
1.2.5. Арилирование имидазолов диарилиодониевыми солями
1.2.6. Арилирование имидазолов 2-(триметилсилил)арилтрифлатами
в присутствии фторида цезия
ГЛАВА 2. Обсуждение результатов
2.1. Получение 1-арил-4,5-диметил-1Н-имидазолов
2.2. Получение 1-арил-4-и 1-арил-5-ацил-1Н-имидазолов
2.3. Получение производных 1-арил-5-метил-1Н-имидазол-4-карбоновых кислот
2.4. Получение 1,4- и ],5-диарил-1Н-имидазолов
2.5. Получение 1,5-диарилимидазолов, являющихся гетероциклическими
аналогами комбретастатина А-
ГЛАВА 3. Экспериментальная часть
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Традиционными задачами органической химии являются: разработка эффективных методов синтеза новых соединений, исследование особенностей строения, реакционной способности и возможных практических применений новых веществ. Среди всего многообразия органических веществ значительную долю составляют гетероциклические соединения. Одними из наиболее теоретически важных и практически ценных классов являются пятичленные азотсодержащие гетероциклы, в частности имидазолы, богато представленные среди природных и биологически активных соединений.
Несмотря на огромное количество работ, посвященных различным аспектам химии имидазолов, многие проблемы остаются нерешёнными. В частности, для многих важных классов имидазолов отсутствуют удобные методы синтеза. Так, хорошо известный способ синтеза И-оксидов имидазолов путем конденсации монооксимов а-дикетонов с аминами и альдегидами, как правило, не позволяет получать Ы-оксиды 1-арилимидазолов со свободным вторым положением. Считается, что основной причиной является нестабильность данных соединений и их склонность к легкой перегруппировке 1 -арилимидазол-2-оны.
Цель работы. Разработка метода синтеза, изучение закономерностей образования и особенностей строения 1 -арилимидазолов и их М-оксидов.
Научная новизна. Основным результатом проведенных исследований является разработка нового эффективного метода синтеза 1-арилимидазолов. Предложенная синтетическая схема заключается в получении 1-арилимидазолов в виде стабильных комплексов их N-оке идо в и последующем восстановлении Ы-оксидной функции.
Найдено, что конденсация монооксимов а-дикетонов с ароматическими аминами и формальдегидом в присутствии эфирата трифторида бора приводит к образованию раннее не известных стабильных донорно-акцепторных комплексов трифторида бора с И-оксидами 1-арилимидазолов. Изучены
1.2.1. Арилирование имидазолов арилгалогснидами [32,38-115].
Классическое арилирование аминов по Ульману включает использование в качестве катализатора металлической меди (часто в стехиометрических
количествах), высоких температур и полярных растворителей типа
нитробензола, ДМФА или Ы-метилпирролидоиа. Кроме самой меди
применяются также ее оксиды СигО и СиО, или их смеси
Типичные примеры классического арилирования ульмановского типа приведены, в частности, в работах, выполненных в последнее десятилетие
[40,56,82,84,93]. В одном случае в качестве медного катализатора использовались специальным образом полученные наноразмерные частицы меди, покрытые СигО. Реакции проводились в ДМСО при 150°С в присутствии карбоната цезия. В другом случае катализатором служил нанокристаллический СиО. В качестве растворителя использовался ДМФА, реакции проводили при температуре 120°С в присутствии поташа как основания. Эти каталитические системы дали качественно одинаковые результаты. Арил(гетарил)хлориды и арилфториды, содержащие электроноакцепторные группы вступали в реакцию с прекрасными выходами. В то же время хлорбензол и 4-метоксихлорбензол вообще не реагировали.
Использование в качестве основания КОН в ДМСО [82], впрочем, позволило арилировать имидазол арилйодидами, содержащими как донорные, так и акцепторные заместители, с хорошими выходами. В целом, такой подход применим в основном к получению достаточно простых 1-арилимидазолов; к его плюсам можно отнести возможность регенерации катализатора.
Несколько увеличить круг вступающих в реакцию арилгалогенидов позволяет использование в качестве катализатора нульвалентной меди,
[39,40,46,49,51,62,72,80,82,84,93].