Новое в химии имидазолов....?

форум для специалистов в области органической химии
organic chemistry issues discussion for professional scientists
Аватара пользователя
Magic Methyl
Сообщения: 1227
Зарегистрирован: Вт авг 07, 2018 7:06 pm

Новое в химии имидазолов....?

Сообщение Magic Methyl » Пт окт 15, 2021 12:37 pm

Коллеги, здравствуйте!
Немного изучив химию имидазолов, а именно 4(5)-монозамещенных имидазолов пришел к довольно
странным выводам, - складывается четкое впечатление что с 1880..1920 годов в способах их синтеза,
т.е создания самого пятичленного цикла, не появилось практическим счетом ничего нового.
Насколько я понял, методов получения всего на всего пару:
1. Реакция Бредерика (формамид + альфа-замещенные производные карбонильных соединений)
2. Реакция Вейденхагена (ацетаты гидроксикетонов + формалин + аммиак)
3. Кетоальдегиды + аммиак + формалин
Причем все методы сопровождаются кучей побочных процессов, в т.ч образованием оксазолов
(до 50%) и банальным осмолом.
Я очень надеюсь что я что то упустил, и мне очень хотелось бы услышать мнение коллег на этот счет.
С уважением.
Litterarum radices amarae, fructus dulces sunt

Аватара пользователя
Phobos
Сообщения: 5884
Зарегистрирован: Чт авг 12, 2004 9:24 am

Re: Новое в химии имидазолов....?

Сообщение Phobos » Сб окт 16, 2021 9:56 pm

Смутно помню какой-то процесс, где участвовал тозил-изоцианат.
Есть еще возможность взять обычный имидазол, защитить позиции N-1 и C-2, получить с бутил-литием анион на позиции 4-5, прореагировать с нужным электрофилом, потом снять защиты.
Wodka trinkt man pur und kalt, das macht hundert Jahre alt!

Аватара пользователя
Magic Methyl
Сообщения: 1227
Зарегистрирован: Вт авг 07, 2018 7:06 pm

Re: Новое в химии имидазолов....?

Сообщение Magic Methyl » Вс окт 17, 2021 10:56 am

Phobos писал(а):
Сб окт 16, 2021 9:56 pm
Смутно помню какой-то процесс, где участвовал тозил-изоцианат.
Да, забыл упомянуть, это хороший (в плане выходов) довольно современный метод, однако как мне
кажется только для получения очень небольшого кол-ва (по массе) продукта...
Есть еще метод Марквальда, но это все классика позапрошлого века.
Есть еще возможность взять обычный имидазол, защитить позиции N-1 и C-2, получить с бутил-литием анион на позиции 4-5, прореагировать с нужным электрофилом, потом снять защиты
С точки зрения технологичности наверное это самый лучший метод. Но мне хотелось бы обсудить именно
создание цикла
С уважением.
Litterarum radices amarae, fructus dulces sunt

Аватара пользователя
ChemNavigator
Сообщения: 1817
Зарегистрирован: Пт янв 28, 2005 3:02 am

Re: Новое в химии имидазолов....?

Сообщение ChemNavigator » Вс окт 17, 2021 1:04 pm

Magic Methyl писал(а):
Пт окт 15, 2021 12:37 pm
формамид + альфа-замещенные производные карбонильных соединений

Есть ещё такой вариант - берём альфа-замещённое (правда, хлоркетон не подойдёт) и конденсируем его с тиомочевиной. Получаем имидазол-2-тион, таутомерный 2-меркапто-имидазолу. Затем -SH - группу окисляем до -SO3H, которую удаляем кислотным гидролизом. В итоге на место серы встаёт водород.

Аватара пользователя
Magic Methyl
Сообщения: 1227
Зарегистрирован: Вт авг 07, 2018 7:06 pm

Re: Новое в химии имидазолов....?

Сообщение Magic Methyl » Вс окт 17, 2021 2:08 pm

ChemNavigator писал(а):
Вс окт 17, 2021 1:04 pm
Magic Methyl писал(а):
Пт окт 15, 2021 12:37 pm
формамид + альфа-замещенные производные карбонильных соединений

Есть ещё такой вариант - берём альфа-замещённое (правда, хлоркетон не подойдёт) и конденсируем его с тиомочевиной. Получаем имидазол-2-тион, таутомерный 2-меркапто-имидазолу. Затем -SH - группу окисляем до -SO3H, которую удаляем кислотным гидролизом. В итоге на место серы встаёт водород.
Да, это как раз модифицированный метод Марквальда, - вот только то что мне удалось найти по
конденсации с тиомочевиной почему то идет с очень низким выходом, 20-25%...
Попадались еще какие то варианты с МеS- во втором положении, и различные варианты дезаминирования
но все почему то с похожими выходами...
Litterarum radices amarae, fructus dulces sunt

ivi
Сообщения: 10
Зарегистрирован: Ср мар 10, 2021 8:50 pm

Re: Новое в химии имидазолов....?

Сообщение ivi » Вс окт 17, 2021 2:57 pm

Может быть здесь найдете что-то: https://www.organic-chemistry.org/synth ... zoles.shtm
"Голова, тело и ховст",- никто не знает когда они начинаются, когда заканчиваются...

Аватара пользователя
Magic Methyl
Сообщения: 1227
Зарегистрирован: Вт авг 07, 2018 7:06 pm

Re: Новое в химии имидазолов....?

Сообщение Magic Methyl » Вс окт 17, 2021 4:17 pm

ivi писал(а):
Вс окт 17, 2021 2:57 pm
Может быть здесь найдете что-то: https://www.organic-chemistry.org/synth ... zoles.shtm
Да-да, и видел. Но там в основном сборка замещенных имидазолов, с ними часто довольно хорошо
все получается...
Litterarum radices amarae, fructus dulces sunt

Аватара пользователя
Phobos
Сообщения: 5884
Зарегистрирован: Чт авг 12, 2004 9:24 am

Re: Новое в химии имидазолов....?

Сообщение Phobos » Вс окт 17, 2021 6:10 pm

Видел реакцию сборки 4-имидазол-CH2OH из какого-то сахара, с разбивкой MnO3 в присутствии каких-то аммониевых солей. Видимо, получалась разбивка вицинального диола в альдегид или диальдегид in situ, и конденсация в имидазол шла быстрее, чем такой диальдегид разваливался сам.
Wodka trinkt man pur und kalt, das macht hundert Jahre alt!

Аватара пользователя
Cezar
Сообщения: 3482
Зарегистрирован: Пт апр 25, 2003 6:31 pm
Контактная информация:

Re: Новое в химии имидазолов....?

Сообщение Cezar » Вс окт 31, 2021 2:58 pm

Мне недавно нужны были 4,5-диарил (или гетероарил) имидазолы. Синтезируем их из диарилдикетонов и выяснилось следующее: 1) вместо аммиака и формалина удобнее брать уротропин 2) в качестве дополнительного источника аммиака - безводный! ацетат аммония 3) самое главное, в замкнутом сосуде (можно ампулу запаять, можно просто в шленке с тефлоновой завинчивающейся пробкой и толстыми стенками) реакция идет многократно чище, чем при кипячении с обратным холодильником (выход увеличивается с 20-30 до 75-80% при прочих равных условиях), видимо это связано с тем, что при кипячении аммиак просто улетает.
Необходимость преодоления собственного интеллектуального ничтожества есть необходимое и достаточное ограничение в доступе к научной информации

Аватара пользователя
Magic Methyl
Сообщения: 1227
Зарегистрирован: Вт авг 07, 2018 7:06 pm

Re: Новое в химии имидазолов....?

Сообщение Magic Methyl » Вс окт 31, 2021 8:28 pm

Cezar писал(а):
Вс окт 31, 2021 2:58 pm
Мне недавно нужны были 4,5-диарил (или гетероарил) имидазолы. Синтезируем их из диарилдикетонов и выяснилось следующее: 1) вместо аммиака и формалина удобнее брать уротропин
Коллега, большое спасибо за интересные замечания!
1. Вы просто кипятите с уротропином? Какие растворители? Мне в Reaxys попадалась одна публикация
в которой кетоальдегид нагревали в микроволновке в АсОН с уротропином, и выходы хорошие по данным
авторов, но вот пойдет ли без микроволнового облучения я как то засомневался, и не стал пробовать
2) в качестве дополнительного источника аммиака - безводный! ацетат аммония
Ацетат аммония добавляете к уротропину? Или при какой то другой реакции?
самое главное, в замкнутом сосуде (можно ампулу запаять, можно просто в шленке с тефлоновой завинчивающейся пробкой и толстыми стенками) реакция идет многократно чище, чем при кипячении с обратным холодильником (выход увеличивается с 20-30 до 75-80% при прочих равных условиях), видимо это связано с тем, что при кипячении аммиак просто улетает
Интересно, насколько высокое давление развивается при реакции?
У нас что то нет сосудов специальных стеклянных для нагревания под давлением...
Litterarum radices amarae, fructus dulces sunt

Аватара пользователя
ChemNavigator
Сообщения: 1817
Зарегистрирован: Пт янв 28, 2005 3:02 am

Re: Новое в химии имидазолов....?

Сообщение ChemNavigator » Вс окт 31, 2021 9:40 pm

Magic Methyl писал(а):
Пт окт 15, 2021 12:37 pm
складывается четкое впечатление что с 1880..1920 годов в способах их синтеза,
т.е создания самого пятичленного цикла, не появилось практическим счетом ничего нового.
Наткнулся на свежий обзор по имидазолам, и там же есть ссылки на другие более ранние обзоры:

Код: Выделить всё

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ob/d0ob00350f

Аватара пользователя
ChemNavigator
Сообщения: 1817
Зарегистрирован: Пт янв 28, 2005 3:02 am

Re: Новое в химии имидазолов....?

Сообщение ChemNavigator » Вс окт 31, 2021 9:47 pm

Cezar писал(а):
Вс окт 31, 2021 2:58 pm
Мне недавно нужны были 4,5-диарил (или гетероарил) имидазолы. Синтезируем их из диарилдикетонов и выяснилось следующее: 1) вместо аммиака и формалина удобнее брать уротропин
Интересно, а что будет если вместо альфа-дикетона взять альфа-бромкетон, или его соль с уротропином? Можно ли в одну стадию (через р-цию Соммле) получить имидазол?

Аватара пользователя
Magic Methyl
Сообщения: 1227
Зарегистрирован: Вт авг 07, 2018 7:06 pm

Re: Новое в химии имидазолов....?

Сообщение Magic Methyl » Вт ноя 02, 2021 6:58 pm

ChemNavigator писал(а):
Вс окт 31, 2021 9:40 pm
Magic Methyl писал(а):
Пт окт 15, 2021 12:37 pm
складывается четкое впечатление что с 1880..1920 годов в способах их синтеза,
т.е создания самого пятичленного цикла, не появилось практическим счетом ничего нового.
Наткнулся на свежий обзор по имидазолам, и там же есть ссылки на другие более ранние обзоры:

Код: Выделить всё

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ob/d0ob00350f
Как мне кажется, чем более замещенный имидазол по С, тем легче и большими выходами он
получается. Смотрел методы получения 4,5-диарилимидазолов по реакции Бредерика, так там
выходы под 80-90%...А с монозамещенными, по 4(5)-положению одни проблемы
Litterarum radices amarae, fructus dulces sunt

Аватара пользователя
Magic Methyl
Сообщения: 1227
Зарегистрирован: Вт авг 07, 2018 7:06 pm

Re: Новое в химии имидазолов....?

Сообщение Magic Methyl » Вт ноя 02, 2021 7:01 pm

ChemNavigator писал(а):
Вс окт 31, 2021 9:47 pm
Интересно, а что будет если вместо альфа-дикетона взять альфа-бромкетон, или его соль с уротропином? Можно ли в одну стадию (через р-цию Соммле) получить имидазол?
Находил одну статью (еще СССР), в которой имидазы получали при нагревании четвертичных солей
амина и бромкетона с формамидом, заявленные выходы скромные (20-40%). Попробовал со своим
субстратом, получил только следы продукта.
Litterarum radices amarae, fructus dulces sunt

Аватара пользователя
ChemNavigator
Сообщения: 1817
Зарегистрирован: Пт янв 28, 2005 3:02 am

Re: Новое в химии имидазолов....?

Сообщение ChemNavigator » Вт ноя 02, 2021 9:18 pm

Magic Methyl писал(а):
Вт ноя 02, 2021 7:01 pm
имидазы получали при нагревании четвертичных солей
амина и бромкетона с формамидом
"...Четвертичных солей амина" - какого амина, уротропина?

Аватара пользователя
ChemNavigator
Сообщения: 1817
Зарегистрирован: Пт янв 28, 2005 3:02 am

Re: Новое в химии имидазолов....?

Сообщение ChemNavigator » Вт ноя 02, 2021 9:24 pm

Кстати, вот навскидку ещё одна реакция сборки имидазольного кольца.
Берём альфа-бромкетон и получаем четвертичную соль, но не с уротропином, а с симм-триазином (непонятно, правда, где его взять, - но допустим что он есть в наличии). Добавляем аммиак или соль аммония (ацетат? формиат?) и в одну стадию замыкаем цикл.

Аватара пользователя
Magic Methyl
Сообщения: 1227
Зарегистрирован: Вт авг 07, 2018 7:06 pm

Re: Новое в химии имидазолов....?

Сообщение Magic Methyl » Ср ноя 03, 2021 3:46 pm

ChemNavigator писал(а):
Вт ноя 02, 2021 9:18 pm
Magic Methyl писал(а):
Вт ноя 02, 2021 7:01 pm
имидазы получали при нагревании четвертичных солей
амина и бромкетона с формамидом
"...Четвертичных солей амина" - какого амина, уротропина?
Автор - Завьялов, - они использовали соли триметиламина и триэтиламина
Litterarum radices amarae, fructus dulces sunt

Аватара пользователя
Magic Methyl
Сообщения: 1227
Зарегистрирован: Вт авг 07, 2018 7:06 pm

Re: Новое в химии имидазолов....?

Сообщение Magic Methyl » Ср ноя 03, 2021 3:48 pm

ChemNavigator писал(а):
Вт ноя 02, 2021 9:24 pm
Кстати, вот навскидку ещё одна реакция сборки имидазольного кольца.
С триазином не встречал, - а почему Ваш взгляд упал именно на него?
Litterarum radices amarae, fructus dulces sunt

Аватара пользователя
ChemNavigator
Сообщения: 1817
Зарегистрирован: Пт янв 28, 2005 3:02 am

Re: Новое в химии имидазолов....?

Сообщение ChemNavigator » Ср ноя 03, 2021 8:24 pm

Magic Methyl писал(а):
Ср ноя 03, 2021 3:46 pm
ChemNavigator писал(а):
Вт ноя 02, 2021 9:18 pm
"...Четвертичных солей амина" - какого амина, уротропина?
Автор - Завьялов, - они использовали соли триметиламина и триэтиламина
Это не то, т.к. эти амины - просто уходящие группы, типа галогенида. В отличие от них, в случае уротропина связь C-N не рвётся, а встраивается в цикл. Но там может образоваться не имидазол, а соответствующий имидазолидин (см. рис.). Поэтому если реакция Соммле не пойдёт, то продукт придется доокислять.
Magic Methyl писал(а):
Ср ноя 03, 2021 3:48 pm
ChemNavigator писал(а):
Вт ноя 02, 2021 9:24 pm
Кстати, вот навскидку ещё одна реакция сборки имидазольного кольца.
С триазином не встречал, - а почему Ваш взгляд упал именно на него?
Потому что он является эквивалентом 3-х молекул формамида, но его атомы азота гораздо нуклеофильнее (и должны реагировать с хлоркетонами очень легко, аналогично пиридину).
Для замыкания хлоркетона в имидазол нужно 2 экв. аммиака и 1 экв. остатка муравьиной кислоты. В триазине соотношение этих остатков 1:1, поэтому нужен доп. источник NH3. В уротропине соотношение N:C = 4:6, поэтому тоже нужен доп. источник аммиака, то там степень окисления углеродных остатков другая (2 лишних водорода на каждый углерод). Поэтому объективно схема с триазином лучше (с уротропином даже могут пойти побочные реакции типа N-метилирования). Обе схемы см. на рисунке. В обоих случаях образующиеся (из уротропина и триазина) осколки должны быть способны реагировать дальше.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Аватара пользователя
Cezar
Сообщения: 3482
Зарегистрирован: Пт апр 25, 2003 6:31 pm
Контактная информация:

Re: Новое в химии имидазолов....?

Сообщение Cezar » Чт ноя 04, 2021 5:15 pm

Magic Methyl писал(а):
Вс окт 31, 2021 8:28 pm
1. Вы просто кипятите с уротропином? Какие растворители? Мне в Reaxys попадалась одна публикация
в которой кетоальдегид нагревали в микроволновке в АсОН с уротропином, и выходы хорошие по данным
авторов, но вот пойдет ли без микроволнового облучения я как то засомневался, и не стал пробовать
Ацетат аммония добавляете к уротропину? Или при какой то другой реакции?
Интересно, насколько высокое давление развивается при реакции?
У нас что то нет сосудов специальных стеклянных для нагревания под давлением...
Греем в уксусной кислоте (лучше ледяной) с уротропином и ацетатом аммония в закрытой емкости (при темепературе кипения уксусной, баня на 130С), соотношение реагентов подобрано экспериментально (и оно совсем не стехиометрическое, не помню точно, но типа 1:3:20 дикетон:уротропин:ацетат) вот в таких емкостях https://aliexpress.ru/item/32856643304. ... 5a02eLFPdi
Необходимость преодоления собственного интеллектуального ничтожества есть необходимое и достаточное ограничение в доступе к научной информации

Ответить

Вернуться в «органическая химия / organic chemistry»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 5 гостей