Синтез 2-замещенных бензимидазолов конденсацией фенилендиамина с β-аланином

Таблица 6 – Получение 4,6-дихлор-2-(β-аминоэтил) бензимидазола

	m(β-аланина ),г (ν, моль)	m(3,5-дихлорфенилендиамина-1,2), г (ν, моль)	V(HCl), мл	Т(реакц.смеси), °С	m(4,6-дихлор-2-(β-аминоэтил)бензимидазола)теор., г	m(4,6-дихлор-2-(β-аминоэтил)бензимидазола)прак.., г (ν, моль)	Выход, %	Тпл, °С	Rf · 100	Время
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
2	1,34 (0,015)	1,77 (0,01)	10	105	2,3	2,23 (0,01)	97	265	65	24 ч
3	1,34 (0,015)	1,77 (0,01)	10	105	2,3	2,21 (0,01)	96	265	65	24 ч
4	1,158 (0,013)	1,529 (0,009)	8,6	105	1,99	1,91	96	265	65	24 ч
5	0,733 (0,008)	0,968 (0,006)	5,5	105	1,26	1,22 (0,005)	97	265	65	24 ч

 

2.6. Идентификация  продуктов реакции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.7. Заключение

1. Отработаны методики  получения 3,5-дихлорнитроанилина-1,2 и 3,5-дихлорфенилендиамина-1,2 с выходами 90-94% и 94-97% соответственно  для последующего использования  их в реакции Филлипс с β-аланином.

2. Подобраны условия хроматографирования  для контроля течения реакции, её завершения и оценки чистоты  продуктов реакции.

3. Исследованы условия  реакции Филлипс 3,5-дихлорфенилендиамина-1,2 с β-аланином. Выделен и охарактеризован 4,6-дихлор-2-(β-аминоэтил) бензимидазол с выходом 97%.

3. Экспериментальная  часть

3.1. Характеристика используемых веществ

β - аланин	фирма «Reanal» Budapest HUNGARY
Аммиак водный	ч.д.а.	ГОСТ 3760-79
Ацетон	ч.д.а.	ГОСТ 2603-79
Бутанол - 1	ч.д.а.	ГОСТ 6006-78
Гексан	ч.д.а.	ТУ 2631-003-05807999-98
Глицерин	ч.	ГОСТ 6259-75
п-/Диметиламино/бензальдегид	ч.	МРТУ 6-09-634-63
Диэтиловый эфир	ч.д.а.	ТУ 2600-001-43852015-10
Калия гидроокись	ч.	СТ СЕВ 1439-78
Кальций хлористый б/в гран.	ч.	ТУ 6-09-4711-81
Натрий углекислый кислый	ч.	ГОСТ 4201-79
Нингидрин	х.ч.	90517-1078
о-Нитроанилин	ч.	ТУ 6-09-1321-71
Олово	ч.	ТУ 6.09.2764-88
Перекись водорода 25%	мед.	ГОСТ 177-88
н-Пропанол	ч.	ТУ 2632-106-44493179-07
Соляная кислота ρ=1,180г/см3	х.ч.	ГОСТ 3118-77 №ООН 1789
Уксусная кислота лед.	х.ч.	ГОСТ 61-75
Уксусный ангидрид	х.ч.	ГОСТ 22300-76
о-Фенилендиамин	ч.	ТУ 6-09-08-1127-86
Хлорид олова(II) двуводное	ч.	ГОСТ 36-78
Этилацетат	х.ч.	ГОСТ 22300-76
Этиловый спирт	х.ч.	ТУ 6-09-4191-76

 

 

 

3.2. Научное оборудование

Весы электронные «Zaklady mechniki prcyzyney» ГОСТ 24104

Пластинки ТСХ «Silufol – UV 254», г. Чехословакия, «Ковалер»

Прибор для определения температуры плавления столик «Kofler», Германия

Ультрахемоскоп Хроматоскоп – ЛОМО, г. Ленинград

Магнитная мешалка ТУ 25-11.834-80

Термометр ртутный стеклянный, t=0-360°С, ГОСТ 28498-90

Плитка бытовая

Сушильный шкаф

Рефрактометр

Мешалка механическая с моторчиком, латером

Эксикатор

Холодильник обратный

Воронка Шотта

Колба Бунзена

Стеклянные стаканы на 50 мл, 150 мл, 250 мл

Круглодонные колбы на 100 мл, 250 мл, 500 мл

Цилиндры на 10 мл, 50 мл, 100 мл

Конические колбы на 150 мл

 

 

3.3. Методики синтезов

Условия хроматографирования в тонком слое:

Растворитель образцов – ацетон, пластинки «Silufol – UV 254», обнаружение – УФ-облучение, опрыскивание 0,1% раствором нингидрина в ацетоне.

Системы для восходящей ТСХ:

Система для ТСХ №1: н-пропанол : 25% NH4OH (7:3).

Система для ТСХ №2: гексан : этилацетат (2:1).

3.3.1. Синтез 3,5-дихлорнитроанилина-1,2

К 2г (0,015 моль) о-нитроанилина добавляют 27 мл (0,09 моль) НСl (1:1). При интенсивном перемещении и t = 45°С прибавляют 3,4 мл (0,04 моль, 25%) Н2О2 по каплям. Реакцию ведут в течение 1,5 -2 часов. Завершение реакции проверяют методом восходящей ТСХ. Выпавший осадок желтого цвета отфильтровывают, нейтрализуют 10% раствором КОН, промывают небольшим количеством воды, сушат на воздухе. Перекристаллизацию из ЕtОН или лед. СН3СООН. Образуются ярко-желтые иголочки. Тпл=101-102°С (эксп.), Тпл=101°С [13]. Выход 2,84 г (95%). Rf=0,59, система ТСХ №2.

 

3.3.2. Синтез 3,5-дихлорфенилендиамина-1,2

К 21 г (0,088 моль) SnCl2·2H2O и 1,75 г (0,014 моль) Sn в 35 мл конц. НСl при интенсивном перемешивании и температуре 70-75°С небольшими порциями прибавляют 3,5 г (0,017 моль) 4,6 – дихлор-о-нитроанилина. По окончании дозировки выдерживают реакционную массу (1,5 – 2 часа), после чего охлаждают реакционную смесь. Выпавший осадок отфильтровывают от маточного раствора, промывают 20% раствором КОН до щелочной среды, промывают дистиллированной водой для удаления следов щелочи и сушат на воздухе в темноте. 3,5-Дихлорфенилендиамин-1,2 кремового цвета темнеет при хранении на свету. Выход 2,77 г (92%). Тпл(лед. CH3COOH)=60-61°C (эксп.),  Тпл=60,5°С (лит.) [13]. Rf=0,25. Система ТСХ №2.

 

3.3.3. Синтез 2-(β-аминоэтил) бензимидазола

К 10 мл 5,5 Н хлороводородной кислоты (ρ=1,180г/см3) добавляют β-аланин 1,34 г (0,15 моль) и о-фенилендиамин 1,08 г (0,1 моль), смесь кипятят при перемешивании 24 часа. Окончание реакции устанавливают методом ТСХ по исчезновению пятна исходного амина. После чего реакционную смесь сутки выдерживают в холодильнике при t=0-5 °С. Выпавший осадок отфильтровывают, сушат на воздухе. Выход 1,58 г (68%). Тпл(EtOH)=267-268°C (эксп.), Тпл=269°С(лит.)[19]. Rf=0,51, система ТСХ №1.

 

3.3.4. Cинтез 4,6-дихлор-2-(β-аминоэтил) бензимидазола

К раствору 10 мл 5,5 Н. хлороводородной кислоты (ρ=1,180 г/см3) добавляют β-аланин 1,34 г (0,15 моль) и 3,5-дихлорфенилендиамин-1,2  1,77 г (0,1 моль) и перемешивают при кипячении в течение 24 часов. Окончание реакции устанавливают методом ТСХ по исчезновению пятна исходного амина. Реакционную смесь охлаждают при t=0-5°С в течение 12 часов. Выпавший осадок отфильтровывают, сушат на воздухе. Выход 1,361 г (70%). Тпл(EtOH)=264-265°C(лит.)[33].  Rf=0,53, система ТСХ №1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Техника безопасности [34,35]

4.1. Неорганическая вещества.

Аммиак. Бесцветный газ с резким характерным запахом, очень ядовит.

Общий характер действия: по физиологическому действию на организм относится к группе веществ удушающего и нейротропного действия, способных при ингаляционном поражении вызвать токсический отек легких и тяжелое поражение нервной системы. Аммиак обладает как местным, так и общим действием. Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы.

Неотложная терапия. При попадании брызг NH4OH в глаза немедленно обильное промывание широко раскрытого глаза водой или 0,5-1% раствором квасцов; вазелиновое или оливковое масло. При резких болях – 1-2 капли 1% раствора новокаина или 1 капля 0,5% раствора дикаина с адреналином (1:1000). Надеть очки-консервы. В последующем применяют закапывание 0,1% раствора ZnS04, 1% раствора Н3В03 или 30% раствора альбуцида. При поражении кожи — обмывание чистой водой, наложение примочки из 5% раствора уксусной, лимонной, виннокаменной или соляной кислот. При отравлении NH3 через дыхательные пути – свежий воздух, вдыхание теплых водяных паров (лучше с добавлением уксуса или нескольких кристаллов лимонной кислоты), 10% раствора ментола в хлороформе. Пить теплое молоко с боржомом или содой. Кодеин (по 0,015 г) или дионин (по 0,01 г). При удушье – кислород (вдыхать до уменьшения одышки или цианоза); при спазме голосовой щели – тепло на область шеи, теплые водные ингаляции, атропин (подкожно 1 мл 0,1% раствора), при необходимости – трахеотомия. При нарушениях или остановке дыхания – искусственное дыхание. По показаниям – камфора, кофеин, кордиамин, коразол, успокаивающие средства (настойка валерьяны, бромиды). При признаках начинающегося отека легких – внутривенно 10-20 мл 10% раствора СаС12, 40% раствора глюкозы (20 мл) с аскорбиновой кислотой (500 мг). Кислородная терапия (в кислородной палатке, через маску или с помощью носового катетера; рекомендуют 40-60% концентрацию 02 во вдыхаемом воздухе).

Индивидуальная защита: промышленный противогаз КД. Время защитного действия при концентрации NH3 2,3 мг/л 240 мин, для противогаза КД с фильтром 120 мин. При отсутствии в воздухе органических веществ возможно использование противогаза марки М с защитным временем 90 мин. Противогазы должны смениться немедленно при ощущении самого слабого запаха, Защитные очки марки ПО-3 и др. Перчатки из щелочестойкой резины. Спецодежда из плотной ткани. Герметизация всей аппаратуры, коммуникаций, транспорта самого NH3, аммиачной воды и т. д. Местная и общая вентиляция рабочих помещений, где возможно образование и выделение в воздух NH3. ПДК в воздухе рабочей зоны производственного помещения составляет 20 мг/м3.

Гидроксид калия.

Общий характер действия: действует прожигающим образом на ткани. Опасно попадание даже малых количеств едкого калия в глаза, поражается не только роговица, но и более глубокие части глаза.

Неотложная терапия: при попадании на кожу - обмывание пораженного участка водой в течение 10 минут. Затем из 5%-ного раствора уксусной или лимонной кислот. При попадании в глаза – тщательное промывание водой, затем закапывание 2%-ного раствора новокаина или 0,5%-ного раствора дикаина.

Индивидуальная защита: спецодежда, резиновые перчатки, защитные мази.

Перекись водорода. Бесцветная сиропообразная жидкость. На свету в присутствии катализаторов разлагается.

Общий характер действия: вызывает ожоги кожи. Может вызвать сильное раздражение и воспаление слизистых оболочек глаз, носоглотки, дыхательных путей. Заглатывание может привести к поражению пищевода и желудка и даже кровотечению.

Неотложная терапия: при попадании на кожу – промывание большим количеством воды. Промывание желудка, внутрь – молоко, слизистое питье, слабительное – жженая магнезия (окись магния).

Индивидуальная защита: защитная спецодежда из стойкой ткани. Перчатки из полихлорвинила, полиэтилена, полиэфирных пластиков. Защитные очки или защитные маски из прозрачных полимерных материалов. ПДК 1,4мг/м3.

Хлорид олова (II). Белые кристаллы, в водных растворах гидролизуются.

Общий характер действия: при длительном воздействии вызывает хронический бронхит с начальными признаками эмфиземы при дыхательной недостаточности, при попадании на кожу вызывает появление сыпи, сопровождающей зудом.

Неотложная терапия: при попадании раствора хлорида олова на кожу, этот участок кожи необходимо промыть водой.

Индивидуальная защита: перчатки, работа под тягой.

Хлористоводородная кислота (хлористый водород, соляная кислота). Бесцветный газ с резким запахом.