МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Материалы и методы исследования.

Температуры плавления определяли на приборе ПТП.

Спектры ¹Н ЯМР получены на приборе Bruker AVANCE III HD (400 МГц). Внутренний стандарт – Me₄Si. Приведены химические сдвиги в м.д. (δ-шкала) (Институт живых систем Северо-Кавказского федерального университета, г. Ставрополь).

Для проведения синтеза был использован микроволновой реактор «Monowave 200» (производитель AntonPaar, Австрия), частота магнетрона 2455 МГц, виалы с максимальным объемом заполнения 10 и 30 мл.

Система ВЭЖХ в сочетании с тандемной масс-спектрометрией «Ultimate 3000/ TSQ Quantum Access MAX (Thermo Scientific)».

ИК-спектры образцов исследованы на Фурье-спектрометре Perkin-Elmer Spectrum Two, оснащенном призмой НПВО, в диапазоне 4000–400 см^-1.

Элементный анализ на содержание углерода, азота и водорода проводили с использованием анализатора EuroVector EuroEA 3000 при сжигании навески образца в токе кислорода с последующим хроматографированием газообразных продуктов сгорания в токе гелия. Точность определения содержания элементов составила 0,1 %.

Спектры возбуждения и люминесценции были записаны на спектрофлюориметре Horiba «FluoroMax-4».

ТСХ проводили на пластинках Sorbfil-АФВ-УФ («Сорбполимер», Россия). Вещества обнаруживали УФ (254 нм) и 1% раствором нингидрина в изопропиловом спирте с последующим нагреванием до 200 ^oС. Использовали системы растворителей: хлороформ – изопропиловый спирт, 15:1; изопропиловый спирт – бензол, 10:1.

Использованные реактивы и реагенты.

1,2-Фенилендиамин – М= 108,14г/моль, бесцветные кристаллы, Т_пл.= 103,8 °С, Т_кип.= 257 °С.

Бензол – М= 78,11 г/моль, бесцветная жидкость с характерным запахом, Т_пл= 5,53 ^оС, Т_кип= 80,1 ^оС , d₄²⁰= 0,879 г/мл.

Изопропиловый спирт – M= 60,09 г/моль, бесцветная прозрачная жидкость с характерным запахом, Т_пл= -89,5 °C, Т_кип= 82,4 ^оС, d₄²⁰ = 0,785 г/мл.

Бензальдегид – М= 106,12 г/моль, бесцветная жидкость с характерным запахом, Т_пл= -26 °C, Т_кип= 178,1 ^оС, d₄²⁰= 1,0415 г/мл.

4-Метоксибензальдегид – М= 136,15 г/моль, бесцветная маслянистая жидкость с пряным запахом, Т_пл= 1 °C, Т_кип= 248–249  ^оС, d₄²⁰=1,119 г/мл.

4-Метилбензальдегид – М= 120,2 г/моль, бесцветная жидкость с характерным запахом, Т_пл= -6 °C, Т_кип= 204 ^оС, d₄²⁰= 1,0194 г/мл.

4-Диметиламинобензальдегид – М= 149,19 г/моль, светло-желтый кристаллический порошок, Т_пл= 74 °C, Т_кип= 176–177 ^оС, d₄²⁰= 1,072 г/мл.

2,4-Дихлорбензальдегид – М= 175,01 г/моль, белый кристаллический порошок, Т_пл= 69–73 °C, Т_кип= 233 ^оС, d₄²⁰= 1,4 г/мл.

Ацетонитрил – М= 41,05 г/моль, бесцветная жидкость со слабым эфирным запахом, Т_пл= -44 °C, Т_кип= 81,6 ^оС, d₄²⁰= 0,7875 г/мл.

Хлорид цинка – М= 136,29 г/моль, белые гигроскопичные кристаллы, Т_пл= 318 °C, Т_кип= 732 ^оС, d₄²⁰= 2,91 г/мл.

Салициловый альдегид – М= 122,12 г/моль, бесцветная жидкость с резким и навязчивым фенольным запахом, Т_пл= -7 °C, Т_кип= 196–197 ^оС, d₄²⁰= 1,167 г/мл.

2-Гидроксиацетофенон – М= 136,15 г/моль, бесцветная жидкость, Т_пл= 3–6 °C, Т_кип= 213 ^оС, d₄²⁰= 1,131 г/мл.

Ацетоуксусный эфир – М= 130,14 г/моль, бесцветная жидкость, Т_пл= 45 ^оС , Т_кип= 180,8 ^оС , d₄²⁰= 1,0284 г/мл.

Этиловый спирт – М= 46,07 г/моль, бесцветная жидкость с характерным запахом, Т_пл= -114,3 ^оС , Т_кип= 78,4 ^оС , d₄²⁰= 0,7893 г/мл.

Тиомочевина – М= 76,12 г/моль, белые кристаллы, T_пл = 182 °C.

Гидразин гидрат – М= 50,06 г/моль, бесцветная жидкость, Т_пл= 51,7 °C, Т_кип = 120 °C, d₄²⁰ = 1,032 г/мл.

Пероксид водорода – М= 34,01 г/моль, бесцветная жидкость,            T_пл= -0,432 °С, T_кип= 150,2 °С, d₄²⁰ = 1,4 г/мл.

Соляная кислота – М= 36,46 г/моль, бесцветная, прозрачная жидкость, Т_пл= -30 ^оС, Т_кип= 48 ^оС, d₄²⁰= 1,19 г/мл.

Гидроксид натрия – М= 39,997 г/моль, белое твердое вещество, Т_пл= 323 ^оС, Т_кип= 1403 ^оС , d₄²⁰= 2,13 г/мл.

Методики синтезов.

2.3.1. Синтез 2-меркаптобензимидазола.

54 г (0,5 моль) 1,2-фенилендиамина сплавляли с 38 г (0,5 моль) тиомочевины при постоянном перемешивании и нагревании на песчаной бане в течение 1 часа при температуре 150–160 ^оС. По окончанию реакции реакционную смесь охладили, затем растворили в 150 мл 20%-ного раствора гидроксида натрия, после чего нагрели до кипения и добавили активированный уголь и кипятили еще в течение 10 мин. Горячий раствор отфильтровали, фильтрат охладили до комнатной температуры и нейтрализовали концентрированной соляной кислотой до pH= 5. Выпавший белый осадок 2-меркаптобензимидазола отфильтровали, промыли холодной водой и высушили на воздухе. Выход: 40,39 г (54%), Т_пл= 301–305 °С [7].

2.3.2. Синтез бензимидазол-2-сульфокислоты.

В трехгорлой литровой колбе, снабженной мешалкой, термометром и капельной воронкой (не допускать герметичности прибора), растворили 40,39 г (0,3 моль) 2-меркаптобензимидазола в растворе 23 г (0,6 моль) гидроксида натрия в 120 мл воды. Полученную реакционную смесь охладили до 20 °С и добавляли по каплям при энергичном перемешивании и охлаждении ледяной водой 80 мл 60%-ного пероксида водорода с такой скоростью, чтобы температура реакционной смеси не поднималась выше 37–40 °С. Первые 30–40 мл пероксида водорода необходимо добавлять особенно осторожно, так как вследствие сильного разогревания возможен выброс реакционной массы. По окончанию прибавления раствора пероксида водорода смесь перемешивали при комнатной температуре еще 4 часа, а затем оставили на ночь. На следующий день раствор подкислили концентрированной соляной кислотой до рН= 1–2. Белоснежный осадок бензимидазол-2-сульфокислоты отфильтровали из охлажденного раствора, тщательно промыли холодной водой и высушили на воздухе. Выход: 52,36 г (95%), Т_пл= 365–368 °С [7].

2.3.3. Синтез 2-гидразинобензимидазола.

В плоскодонную колбу добавили 52,36 г (0,26 моль) бензимидазол-2-сульфокислоты, 70 мл гидразин гидрата и 100 мл воды и нагревали с обратным холодильником в течение 1 часа при интенсивном перемешивании, процесс контролировали методом ТСХ. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок 2-гидразино-бензимидазола отфильтровали, промыли холодной водой и высушили на воздухе. Выход: 29,46 г (75%), Т_пл= 127–129 °С.

2.3.4. Синтез 1-этил-2-гидразинобензимидазола.

В плоскодонную колбу добавили 31 г (0,14 моль) 1-этилбензимидазол-2-сульфокислоты, 70 мл гидразин гидрата и 100 мл воды и нагревали с обратным холодильником в течение 1 часа при интенсивном перемешивании, процесс контролировали методом ТСХ. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок 1-этил-2-гидразинобензимидазола отфильтровали, промыли холодной водой и высушили на воздухе. Выход: 19,65 г (81%), Т_пл= 115–117 °С.

¹Н ЯМР-спектр (DMSO-d₆): 1,18 м.д. (т, 3Н, –СН₃); 3,99 м.д. (к, 2Н,         –СН₂–); 6,88–7,32 м.д. (м, 4Н, Ar).

2.3.5. Синтез 1-(1 H -бензимидазол-2-ил)-4,5-дигидро-3,5-дифенилпира-зола.

1) Смесь 0,74 г (0,005 моль) 2-гидразинобензимидазола и 1,04 г (0,005 моль) 1,3-дифенилпропен-3-она растворили в 20 мл этилового спирта при нагревании с обратным холодильником в течение 1 часа при интенсивном перемешивании, процесс контролировали методом ТСХ. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровали, перекристаллизовали из этилового спирта и высушили на воздухе. Выход: 0,48 г (28%). Т_пл= 217–220 °С.

2) Смесь 0,74 г (0,005 моль) 2-гидразинобензимидазола и 1,04 г (0,005 моль) 1,3-дифенилпропен-3-она растворили в 5 мл этилового спирта. Синтез проводили в микроволновом реакторе «Monowave 200» при температуре 125 ºС и перемешивании в течение 1 часа. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровали, перекристаллизовали из этилового спирта и высушили на воздухе. Выход: 1,25 г (74%), Т_пл.= 221–222 °С. ESI⁺-MS m/z 339,20 [M+Н]⁺, вычислено для С₂₂H₁₉N₄ 339,41.

¹Н ЯМР-спектр (DMSO-d₆): 3,21 м.д. (м, 1Н, –СН₂–); 4,01 м.д. (м, 1Н,      –СН₂–); 5,69 м.д. (с, 1Н, –CH–); 6,86–7,93 м.д. (м, 14Н, Ar); 11,78 м.д. (с, 1Н,  –NH–).

2.3.6. Синтез 2-(1 H -бензимидазол-2-ил)-5-метил-1,2-дигидро-3 H -пира-зол-3-она.

1) В плоскодонной колбе растворили 1,5 г (0,01 моль) 2-гидразино-бензимидазола в 10 мл этилового спирта, затем добавили 1,2 мл (0,01 моль) ацетоуксусного эфира и нагревали с обратным холодильником в течение 30 мин с прибавлением 5 капель соляной кислоты при интенсивном перемешивании, процесс контролировали методом ТСХ. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровали, промыли этиловым спиртом и высушили на воздухе. Выход: 1,63 г (76%), Т_пл.= 217–218 °С. ESI⁺-MS m/z 215,10 [M+Н]⁺, вычислено для С₁₁H₁₁N₄O 215,23.

2) В виале растворили 1,5 г (0,01 моль) 2-гидразинобензимидазола в 3 мл этилового спирта, затем добавили 1,2 мл (0,01 моль) ацетоуксусного эфира и 5 капель соляной кислоты. Синтез проводили в микроволновом реакторе «Monowave 200» при температуре 100 ºС и перемешивании в течение 30 мин. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровали, промыли этиловым спиртом и высушили на воздухе. Выход: 1,53 г (71%), Т_пл.= 219–220 °С. ESI⁺-MS m/z 215,14 [M+Н]⁺, вычислено для С₁₁H₁₁N₄O 215,23.

¹Н ЯМР-спектр (DMSO-d₆): 2,19 м.д. (с, 3Н, –СН₃); 5,24 м.д. (с, 1Н, –СН–); 7,10–7,59 м.д. (м, 4Н, Ar).

2.3.7. Синтез (1 Z )-1-(2-гидроксифенил)этанон-1 H -бензимидазол-2-илгидразона.

В плоскодонной колбе растворили 1,48 г (0,01 моль) 2-гидразино-бензимидазола в 10 мл изопропилового спирта, затем добавили 1,2 мл (0,01 моль) 2-гидроксиацетофенона и нагревали с обратным холодильником в течение 1 часа при интенсивном перемешивании, процесс контролировали методом ТСХ. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровали, промыли холодным изопропиловым спиртом и высушили на воздухе. Выход: 1,22 г (46%), Т_пл.= 175–177 °С. ESI⁺-MS m/z 267,14 [M+Н]⁺, вычислено для С₁₅H₁₅N₄O 267,12.

2.3.8. Синтез (1 Z )-1-(2-гидроксифенил)этанон-(1-этил-1 H -бензимида-зол-2-ил)гидразона.

В плоскодонной колбе растворили 1,76 г (0,01 моль) 1-этил-2-гидразино-бензимидазола в 10 мл изопропилового спирта, затем добавили 1,2 мл (0,01 моль) 2-гидроксиацетофенона и нагревали с обратным холодильником в течение 1 часа при интенсивном перемешивании, процесс контролировали методом ТСХ. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровали, промыли холодным изопропиловым спиртом и высушили на воздухе. Выход: 1,38 г (47%), Т_пл.= 132–135 °С. ESI⁺-MS m/z 295,21 [M+Н]⁺, вычислено для С₁₇H₁₉N₄O 295,36.

2.3.9. Синтез 2-гидроксибензальдегид-1 H -бензимидазол-2-илгидразона.

В плоскодонной колбе растворили 1,48 г (0,01 моль) 2-гидразино-бензимидазола в 10 мл изопропилового спирта, затем добавили 1 мл (0,01 моль) салицилового альдегида и нагревали с обратным холодильником в течение 1 часа при интенсивном перемешивании, процесс контролировали методом ТСХ. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровали, промыли холодным изопропиловым спиртом и высушили на воздухе. Выход: 2,2 г (87%), Т_пл.= 257–259 °С. ESI⁺-MS m/z 253,16 [M+Н]⁺, вычислено для С₁₄H₁₃N₄O 253,28.

2.3.10. Синтез 2-гидроксибензальдегид(1-этил-1 H -бензимидазол-2-ил)гидразона.

В плоскодонной колбе растворили 1,76 г (0,01 моль) 1-этил-2-гидразинобензимидазола в 10 мл изопропилового спирта, затем добавили 1 мл (0,01 моль) салицилового альдегида и нагревали с обратным холодильником в течение 1 часа при интенсивном перемешивании, процесс контролировали методом ТСХ. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровали, промыли холодным изопропиловым спиртом и высушили на воздухе. Выход: 1,53 г (55%), Т_пл.= 168–170 °С. ESI⁺-MS m/z 281,18 [M+Н]⁺, вычислено для С₁₆H₁₇N₄O 281,33.

2.3.11. Синтез бензальдегид-1 H -бензимидазол-2-илгидразона.

В плоскодонной колбе растворили 0,74 г (0,005 моль) 2-гидразино-бензимидазола в 10 мл изопропилового спирта, затем добавили 0,5 мл (0,005 моль) бензальдегида и нагревали с обратным холодильником в течение 1 часа при интенсивном перемешивании, процесс контролировали методом ТСХ. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровали, промыли холодным изопропиловым спиртом и высушили на воздухе. Выход: 1,88 г (91%), Т_пл.= 214–215 °С. ИК-спектр ( , см^-1): 3500 (N-Н, гидразон), 2800 (N-Н, имидазол), 1637 (C=N). ESI⁺-MS m/z 237,14 [M+Н]⁺, вычислено для С₁₄H₁₃N₄ 237,28.

2.3.12. Синтез 4-метоксибензальдегид-1 H -бензимидазол-2-илгидразона.

В плоскодонной колбе растворили 0,74 г (0,005 моль) 2-гидразино-бензимидазола в 10 мл изопропилового спирта, затем добавили 0,6 мл (0,005 моль) 4-метоксибензальдегида и нагревали с обратным холодильником в течение 1 часа при интенсивном перемешивании, процесс контролировали методом ТСХ. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровали, промыли холодным изопропиловым спиртом и высушили на воздухе. Выход: 1,18 г (89%), Т_пл.= 226–228 °С. ESI⁺-MS m/z 267,31 [M+Н]⁺, вычислено для С₁₅H₁₅N₄O 267,31.

2.3.13. Синтез 4-диметиламинобензальдегид-1 H -бензимидазол-2-илгидразона.

В плоскодонной колбе растворили 0,74 г (0,005 моль) 2-гидразино-бензимидазола в 10 мл изопропилового спирта, затем добавили 0,75 г (0,005 моль) 4-диметиламинобензальдегида и нагревали с обратным холодильником в течение 1 часа при интенсивном перемешивании, процесс контролировали методом ТСХ. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровали, промыли холодным изопропиловым спиртом и высушили на воздухе. Выход: 1,23 г (88%), Т_пл.= 228–230 °С. ESI⁺-MS m/z 280,24 [M+Н]⁺, вычислено для С₁₆H₁₈N₅ 280,35.

2.3.14. Синтез 4-метилбензальдегид-1 H -бензимидазол-2-илгидразона.

В плоскодонной колбе растворили 0,74 г (0,005 моль) 2-гидразино-бензимидазола в 10 мл изопропилового спирта, затем добавили 0,6 мл (0,005 моль) 4-метилбензальдегида и нагревали с обратным холодильником в течение 1 часа при интенсивном перемешивании, процесс контролировали методом ТСХ. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровали, промыли холодным изопропиловым спиртом и высушили на воздухе. Выход: 1,1 г (88%), Т_пл.= 236–237 °С. ESI⁺-MS m/z 251,21 [M+Н]⁺, вычислено для С₁₅H₁₅N₄ 251,31.

2.3.15. Синтез 2,4-дихлорбензальдегид-1 H -бензимидазол-2-илгидразона.

В плоскодонной колбе растворили 0,74 г (0,005 моль) 2-гидразино-бензимидазола в 10 мл изопропилового спирта, затем добавили 0,88 г (0,005 моль) 4-метилбензальдегида и нагревали с обратным холодильником в течение 1 часа при интенсивном перемешивании, процесс контролировали методом ТСХ. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровали, промыли холодным изопропиловым спиртом и высушили на воздухе. Выход: 1,45 г (95%), Т_пл.= 237–238 °С. ESI⁺-MS m/z 305,07 [M+Н]⁺, вычислено для С₁₄H₁₁Cl₂N₄ 305,04.

2.3.16. Синтез 1-пентил-1 H -бензимидазол-2-карбальдегид-1 H -бензимидазол-2-илгидразона.

В плоскодонной колбе растворили 0,74 г (0,005 моль) 2-гидразино-бензимидазола в 10 мл изопропилового спирта, затем добавили 1,08 г (0,005 моль) 1-пентил-1H-бензимидазол-2-карбальдегида и нагревали с обратным холодильником в течение 1 часа при интенсивном перемешивании, процесс контролировали методом ТСХ. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровали, промыли холодным изопропиловым спиртом и высушили на воздухе. Выход: 1,4 г (81%), Т_пл.= 218–219 °С. ESI⁺-MS m/z 347,25 [M+Н]⁺, вычислено для С₂₀H₂₃N₆ 347,44.

2.3.17. Синтез комплекса цинка с бензальдегид-1H-бензимидазол-2-илгидразоном.

В плоскодонной колбе растворили 0,5 г (0,002 моль) бензальдегид-1H-бензимидазол-2-илгидразон в 25 мл ацетонитрила при нагревании и интенсивном перемешивании, затем добавили 0,272 г (0,002 моль) хлорида цинка и в течение 1 часа нагревали при интенсивном перемешивании. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровали, промыли этиловым спиртом и высушили на воздухе. Выход: 0,285 г (36%).

ИК-спектр ( , см^-1): 3200 (N-Н), 1625 (C=N).

По данным элементного анализа состав комплекса отвечает формуле ZnLCl₂. Найдено, %: C – 44,56, H – 3,91, N – 15,05. Для C₁₄H₁₂N₄ZnCl₂ вычислено, %: C – 45,09, H – 3,22, N – 15,03.

2.3.18. Синтез комплекса цинка с 4-метоксибензальдегид-1H-бензимидазол-2-илгидразоном.

В плоскодонной колбе растворили 0,5 г (0,0019 моль) 4-метокси-бензальдегид-1H-бензимидазол-2-илгидразон в 25 мл ацетонитрила при нагревании и интенсивном перемешивании, затем добавили 0,258 г (0,0019 моль) хлорида цинка и в течение 1 часа нагревали при интенсивном перемешивании. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровали, промыли этиловым спиртом и высушили на воздухе. Выход: 0,625 г (83%).

По данным элементного анализа состав комплекса отвечает формуле ZnLCl₂. Найдено, %: C – 44,41, H – 4,12, N – 13,77. Для C₁₅H₁₄N₄OZnCl₂ вычислено, %: C – 44,75, H – 3,47, N –.13,91

2.3.19. Синтез комплекса цинка с 4-диметиламинобензальдегид-1H-бензимидазол-2-илгидразоном.

В плоскодонной колбе растворили 0,470 г (0,0017 моль) 4-диметиламинобензальдегид-1H-бензимидазол-2-илгидразон в 25 мл ацетонитрила при нагревании и интенсивном перемешивании, затем добавили 0,231 г (0,0017 моль) хлорида цинка и в течение 1 часа нагревали при интенсивном перемешивании. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровали, промыли этиловым спиртом и высушили на воздухе. Выход: 0,570 г (82%).

По данным элементного анализа состав комплекса отвечает формуле ZnLCl₂. Найдено, %: C – 46,21, H – 4,38, N – 16,72. Для C₁₆H₁₇N₅ZnCl₂ вычислено, %: C – 46,19, H – 4,09, N – 16,84.

2.3.20. Синтез комплекса цинка с 4-метилбензальдегид-1H-бензимидазол-2-илгидразоном.

В плоскодонной колбе растворили 0,485 г (0,0019 моль) 4-метилбензальдегид-1H-бензимидазол-2-илгидразон в 25 мл ацетонитрила при нагревании и интенсивном перемешивании, затем добавили 0,258 г (0,0019 моль) хлорида цинка и в течение 1 часа нагревали при интенсивном перемешивании. По окончанию реакции реакционную смесь охладили до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровали, промыли этиловым спиртом и высушили на воздухе. Выход: 0,575 г (77%).

По данным элементного анализа состав комплекса отвечает формуле ZnLCl₂. Найдено, %: C – 46,51, H – 4,34, N – 14,20. Для C₁₅H₁₄N₄ZnCl₂ вычислено, %: C – 46,56, H – 3,62, N – 14,48.