苯并咪唑类化合物一步法合成及表征

2004年第24卷第7期,792~796

有机化学

Chinese J ournal of Organic C hem istry

Vol.24,2004

No.7,792~796

#研究论文#

苯并咪唑类化合物一步法合成及表征

杨红伟a岳凡a封顺a王吉德X,a

刘爱华a陈华梅a郁开北b X

(a新疆大学化学化工学院乌鲁木齐830046)

(b中国科学院成都有机化学研究所成都610041)

摘要采用对甲氧基苯甲醛、对羟基苯甲醛和邻苯二胺直接关环合成了12(对甲氧基苄基)222(对甲氧基苯基)-苯并咪唑、12(对羟基苄基)222(对羟基苯基)-苯并咪唑化合物.通过元素分析、IR、核磁分析对它们进行了表征,并培养了12(对甲氧基苄基)222(对甲氧基苯基)-苯并咪唑化合物晶体.该晶体经X射线衍射确定为正交晶系,空间群Pna2(1),a=210194

(7)nm,b=115657(4)nm,c=015498(1)n m,A=90b,B=90b,C=90b,V=117383(8)nm3,Z=4,M r=344140,D c=11316

g/cm3,L=0185cm-1,F(000)=728.

关键词苯并咪唑,合成,晶体结构

One2S tep Synthesis and Characteristics of Benzimidazole Derivatives

Y AN G,Hong2Wei a Y UE,Fan a FEN G,Shun a WA NG,Ji2De X,a

LI U,Ai2Hua a C HEN,Hua2M ei a Y U,Kai2Bei b

(a Co llege o f Chemistry an d Chemical Enginee rin g,Xinjiang U nive rsity,U rumq i830046)

(b Chengdu Institute o f O rgan ic Chemistry,Chin es e A cademy o f Sciences,Chengdu610041)

Abstr act12(p2Methoxybenzyl)222(p2methoxyphenyl)2benzimidaz ole or12(p2hydroxybenzyl)222(p2hydroxyphenyl)2 benzimidazole was synthesized by the condensation of o2phenylenediamine with p2methoxybenzaldehyde or p2 hydroxybenzaldehyde,and characterized by elemental analysis,IR and N M R spectra.Single crystals of12(p2 methoxybenz yl)222(p2methoxyphenyl)benzimidaz ole were obtained.The crystal belongs to orthorhombic system,space group Pna2(1)with cell parameters:a=210194(7)nm,b=115657(4)nm,c=015498(1)nm,A=90b,B= 90b,C=90b,V=117383(8)nm3,Z=4,M r=344.40,D c=11316g/cm3,L=0185c m-1,F(000)=728.

Keywords benzimidaz ole,synthesis,crystal structure

含苯并咪唑类衍生物能够抑制细菌和酵母菌生成,许多烷基苯并咪唑具有抗维生素B12的活性,其中一些具有抗病毒性质[1].含苯并咪唑配体的配位化学是配位化学领域中的一个十分活跃的课题,含苯并咪唑的过渡金属配合物常用作为SOD活性中心的模拟物[2].近年来,此类杂环化合物的合成及其生物活性研究日益成为杂环化学研究的热点[3].而文献报道的苯并咪唑类化合物的合成方法一般用邻苯二胺及其衍生物与羧酸经多步反应或添加催化剂[4,5]反应而得.本文用对甲氧基苯甲醛、对羟基苯甲醛与邻苯二胺直接合成了12(对甲氧基苄基)222(对甲氧基苯基)-苯并咪唑、12(对羟基苄基)222(对羟基苯基)-苯并咪唑,方法简单,产率较高(60%以上).用DEP T13C N MR确定对羟基苯甲醛与邻苯二胺的反应产物不是双席夫碱型化合物,而是苯并咪唑类衍生物.用元素分析和I R进行了表征,并培养了12(对甲氧基苄基)222(对甲氧基苯基)-苯并咪唑的晶体,报道了其晶体结构.

X E2mail:awangjd@

Received August15,2003;revised and accepted February10,2004.

教育部骨干教师计划资助项目.

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Perkin 2Elme r 2400C HN 元素分析仪;北京泰克X T 25显微熔点测定仪;Bio 2Rad F TS 240型红外光谱仪(KB r 压片);Va rian Inova 2400核磁共振仪,四甲基硅烷为内标,D MS O 2d 6为溶剂;UV 23010紫外可见光谱仪;Sie mens P4型X 射线四圆衍射仪.

对甲氧基苯甲醛、对羟基苯甲醛、邻苯二胺及其他溶剂试剂均为市售分析纯.

1.2 两种苯并咪唑化合物的合成与1

的单晶培养

Scheme 1

20m mol 的对甲氧基苯甲醛溶于无水乙醇中,加入10mm ol 邻苯二胺,加热回流3h,冷却静置,得黄色沉淀.过滤,用乙醇洗涤,干燥,为淡黄色絮状沉淀.将滤液旋转蒸发后,用乙醇或甲醇重结晶.合并得产物1,产率为60%,熔点为

127~129e .化合物1溶于丙酮、乙酸乙酯、体积比为1B 1的THF 和乙醇的混合溶剂、甲醇及乙醇,室温静置数天,瓶壁上

均可得适合X 射线单晶结构分析的无色透明针状晶体.用对羟基苯甲醛代替对甲氧基苯甲醛,与邻苯二胺反应,方法同上.可得到浅黄色化合物2,产率为6713%,熔点为222~224e .

1.3 元素分析、红外光谱分析及核磁分析

元素分析结果:其化合物1化学式为C 22H 20N 2O 2,实测值(%):C 76144,H 5182,N 7197;理论计算值(%):C 76174,H 5181,N 8113.化合物2化学式为C 20H 16N 2O 2#C H 3C H 2OH,实测值(%):C 72138,H 5179,N 8104;理论计算值(%):C 72191,H 6112,N 7173.基本吻合.

红外光谱分析结果:所得主要特征峰如表1所示.核磁分析结果:1的1H NM R D :61852~71864(m,12H,苯环氢及咪唑环氢),51395(s,2H,C H 2),31857(s,3H,与苄基相连的OC H 3),31792(s,3H,与苯环相连的OC H 3).图1为2的结构式

.

图1 2的分子结构式Figur e 1 Molecular structure o f 2

图2是2的13C N MR DEP T 谱.醛与二胺一般认为生成双Schif f 碱型化合物II ,所示双Schif f 碱型化合物II 中有5种

C H,3种季C,无C H 2.而从13

C NM R DEP T 谱分析得6种C H,6种季C,两种C H 2,一种C H 3.这与2所示的苯并咪唑型化合物的碳类型相吻合.其中苯环所连C H 2的13C NM R 化学位移

D 471260,另外乙醇的C H 2,C H 3的13C NM R 化学位移分别为D 561232,181765(表2).这与元素分析结果相吻合.

表1 化合物1和2的红外光谱吸收频率

Table 1 IR absorption frequencies (cm -1)fo r co mpo unds 1and 2

1

M C )H (Ph)

M C

N

(Imid)M C )

N

(Ph)M C )

O )C

(PhO C H 3)M C )

H

(p 2Ph)M C )

H

(o 2Ph)

3049.33

1479.741294.851028.4814.25737.51828

834.67764.542

M O )

H

(PhO H)M C )H (Ph)M C )H (o 2Ph)M C )H (p 2Ph)M C )

N

(Ph)M C

N

(Imid)

3282.843024.37

744.249

835.845

1265.421480.07

793

No.7杨红伟等:苯并咪唑类化合物一步法合成及表征