From Chemistry Towards Technology Step-By-Step From Chemistry Towards Technology Step-By-Step От химии к технологии шаг за шагом 2782-1900 84170 10.52957/2782-1900-2024-5-2-28-36 Научные статьи Scientific articles Научные статьи Regioselektivnost` reakcii galogenirovaniya 9-xlorpirido[1,2-a]benzimidazola Региоселективность реакции галогенирования 9-хлорпиридо[1,2-a]бензимидазола Бегунов Роман Сергеевич Begunov Roman Sergeevich begunov@bio.ac.ru

кандидат химических наук;

candidate of chemical sciences;

 Савина Луиза Ильинична Savina Luisa Ilyinichna luizasavina2000@mail.ru Ярославский государственный медицинский университет Yaroslavl State Medical University Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова P.G. Demidov Yaroslavl State University 24 06 2024 24 06 2024 5 2 28 36 14 05 2024 31 05 2024 https://ystu.editorum.ru/en/nauka/article/84170/view

Методами экспериментальной и квантовой химии изучена региоселективность реакции SEAr 9-хлорпиридо[1,2-a]бензимидазола. Процесс галогенирования проводили в серной кислоте, используя N-бромсукцин- или N-хлорсукцинимид. Происходило образование двух изомерных продуктов 8-Hal-9-хлорпиридо[1,2-а]бензимидазола и 6-Hal-9-хлорпиридо[1,2-а]бензимидазола. Преимущественно введение электрофильной частицы происходило в 8-е положение гетероцикла. С помощью методов квантовой химии установлено, что реакция электрофильного галогенирования имела орбитальный контроль. Ориентация введения электрофильной частицы определялась распределением граничной электронной плотности в субстрате, что хорошо согласовывалось с экспериментальными данными.

Методами экспериментальной и квантовой химии изучена региоселективность реакции SEAr 9-хлорпиридо[1,2-a]бензимидазола. Процесс галогенирования проводили в серной кислоте, используя N-бромсукцин- или N-хлорсукцинимид. Происходило образование двух изомерных продуктов 8-Hal-9-хлорпиридо[1,2-а]бензимидазола и 6-Hal-9-хлорпиридо[1,2-а]бензимидазола. Преимущественно введение электрофильной частицы происходило в 8-е положение гетероцикла. С помощью методов квантовой химии установлено, что реакция электрофильного галогенирования имела орбитальный контроль. Ориентация введения электрофильной частицы определялась распределением граничной электронной плотности в субстрате, что хорошо согласовывалось с экспериментальными данными.

 9-хлорпиридо[1 2-a]бензимидазол N-галогенсукцинимид реакция SEAr региоселективность квантово-химическое моделирование метод DFT B3LYP/6-31G** программный комплекс PC GAMESS/Firefly и ORCA 5.0.4

Mayoka G., Keiser J., Häberli C., Chibale K. Structure–Activity Relationship and in Vitro Absorption, Distribution, Metabolism, Excretion, and Toxicity (ADMET) Studies of N-aryl 3-Trifluoromethyl Pyrido[1,2-a]benzimidazoles That Are Efficacious in a Mouse Model of Schistosomiasis // ACS Infect. Dis. 2019. Vol. 5. P. 418–429. DOI: 10.1021/acsinfecdis.8b00313. Mayoka G., Keiser J., Häberli C., Chibale K. Structure–Activity Relationship and in Vitro Absorption, Distribution, Metabolism, Excretion, and Toxicity (ADMET) Studies of N-aryl 3-Trifluoromethyl Pyrido[1,2-a]benzimidazoles That Are Efficacious in a Mouse Model of Schistosomiasis // ACS Infect. Dis. 2019. Vol. 5. P. 418–429. DOI: 10.1021/acsinfecdis.8b00313. Liu A., Ji R., Shen S., Cao X., Ge,Y. A ratiometric fluorescent probe for sensing sulfite based on a pyrido [1, 2 a] benzimidazole fluorophore // New Journal of Chemistry. 2017. Vol. 41, no. 18. P. 10096-10100. DOI: 10.1039/C7NJ02086D. Liu A., Ji R., Shen S., Cao X., Ge,Y. A ratiometric fluorescent probe for sensing sulfite based on a pyrido [1, 2 a] benzimidazole fluorophore // New Journal of Chemistry. 2017. Vol. 41, no. 18. P. 10096-10100. DOI: 10.1039/C7NJ02086D. Gadde S., Kleynhans A., Holien J.K., Bhadbhade M., Nguyen P.L. D., Mittra R., Yu T.T., Carter D.R., Parker M.W., Marshall G.M., Cheung B.B., Kumar N. Pyrimido[1,2-a]benzimidazoles as inhibitors of oncoproteins ubiquitin specific protease 5 and MYCN in the childhood cancer neuroblastoma // Bioorg Chem. 2023. Vol. 136. No.106462. DOI: 10.1016/j.bioorg.2023.106462. Gadde S., Kleynhans A., Holien J.K., Bhadbhade M., Nguyen P.L. D., Mittra R., Yu T.T., Carter D.R., Parker M.W., Marshall G.M., Cheung B.B., Kumar N. Pyrimido[1,2-a]benzimidazoles as inhibitors of oncoproteins ubiquitin specific protease 5 and MYCN in the childhood cancer neuroblastoma // Bioorg Chem. 2023. Vol. 136. No.106462. DOI: 10.1016/j.bioorg.2023.106462. Котовская С.К., Баскакова З.М., Чарушин В.Н., Чупахин О.Н., Беланов Е.Ф., Бормотов Н.И., Балахнин С.М., Серова О.А. Синтез и противовирусная активность фторсодержащих производных пиридо[1,2-a]бензимидазолов. Хим.-фарм. журнал. 2005. Т. 39, № 11. С. 12–16. DOI: 10.30906/0023-1134-2005-39-11-12-16 Kotovskaya S.K., Baskakova Z.M., Charushin V.N., Chupahin O.N., Belanov E.F., Bormotov N.I., Balahnin S.M., Serova O.A. Sintez i protivovirusnaya aktivnost' ftorsoderzhaschih proizvodnyh pirido[1,2-a]benzimidazolov. Him.-farm. zhurnal. 2005. T. 39, № 11. S. 12–16. DOI: 10.30906/0023-1134-2005-39-11-12-16 Арутюнян А.А., Авакимян Дж.А., Степанян Г.М. Антибактериальные свойства некоторых полициклических гетероциклов на основе пиримидина и бензимидазола // Биолог. журнал Армении. 2016. Vol. 68, iss. 2. С. 88–91. URL: https://arar.sci.am/dlibra/publication/260297 Arutyunyan A.A., Avakimyan Dzh.A., Stepanyan G.M. Antibakterial'nye svoystva nekotoryh policiklicheskih geterociklov na osnove pirimidina i benzimidazola // Biolog. zhurnal Armenii. 2016. Vol. 68, iss. 2. S. 88–91. URL: https://arar.sci.am/dlibra/publication/260297 Koo H.L., Dupont H.L. Rifaximin: A Unique Gastrointestinal-Selective Antibiotic for Enteric Diseases // Curr. Opin. Gastroenterol. 2010. Vol. 26. P. 17–25. DOI: 10.1097/MOG.0b013e328333dc8d. Koo H.L., Dupont H.L. Rifaximin: A Unique Gastrointestinal-Selective Antibiotic for Enteric Diseases // Curr. Opin. Gastroenterol. 2010. Vol. 26. P. 17–25. DOI: 10.1097/MOG.0b013e328333dc8d. Бегунов Р.С., Егоров Д.О., Четвертакова А.В., Савина Л.И., Зубишина А.А. Антибактериальная активность галоген- и нитропроизводных бензимидазола в отношении Bacillus subtilis // Антибиотики и химиотерапия. 2023. Т. 68, № 3-4. С. 19-24. DOI: 10.37489/0235-2990-2023-68-3-4-19-24. Begunov R.S., Egorov D.O., Chetvertakova A.V., Savina L.I., Zubishina A.A. Antibakterial'naya aktivnost' galogen- i nitroproizvodnyh benzimidazola v otnoshenii Bacillus subtilis // Antibiotiki i himioterapiya. 2023. T. 68, № 3-4. S. 19-24. DOI: 10.37489/0235-2990-2023-68-3-4-19-24. Andrzejewska M., Yépez-Mulia L., Cedillo-Rivera R., Tapia A., Vilpo L., Vilpo J., Kazimierczuk Z. Synthesis, antiprotozoal and anticancer activity of substituted 2- trifluoromethyl- and 2 pentafluoroethylbenzimidazoles // European Journal of Medicinal Chemistry. 2002. Vol. 37. P. 973–978. DOI: 10.1016/S0223-5234(02)01421-6. Andrzejewska M., Yépez-Mulia L., Cedillo-Rivera R., Tapia A., Vilpo L., Vilpo J., Kazimierczuk Z. Synthesis, antiprotozoal and anticancer activity of substituted 2- trifluoromethyl- and 2 pentafluoroethylbenzimidazoles // European Journal of Medicinal Chemistry. 2002. Vol. 37. P. 973–978. DOI: 10.1016/S0223-5234(02)01421-6. Ткаченко П.В., Ткаченко Е.В., Журавель И.А., Казмирчук В.В., Дербисбекова У.Б. Синтез и противомикробная активность 4-арилсульфанилпроизводных 5-аминопиразолов // Вестник КазНМУ. 2017. №2. С. 307–311. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sintez-i-protivimikrobnaya-aktivnost-4-arilsulfonilproizvodnyh-5-aminopirazolov Tkachenko P.V., Tkachenko E.V., Zhuravel' I.A., Kazmirchuk V.V., Derbisbekova U.B. Sintez i protivomikrobnaya aktivnost' 4-arilsul'fanilproizvodnyh 5-aminopirazolov // Vestnik KazNMU. 2017. №2. S. 307–311. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sintez-i-protivimikrobnaya-aktivnost-4-arilsulfonilproizvodnyh-5-aminopirazolov Begunov R.S., Sokolov А.А., Belova V.O., Fakhrutdinov A.N., Shashkov A.S., Fedyanin I.V. Reaction of substituted pyrido[1,2-a]benzimidazoles with electrophilic agents // Tetrahedron Letters. 2015. Vol. 56, iss. 42. P. 5701–5704. DOI: 10.1016/j.tetlet.2015.08.014. Begunov R.S., Sokolov A.A., Belova V.O., Fakhrutdinov A.N., Shashkov A.S., Fedyanin I.V. Reaction of substituted pyrido[1,2-a]benzimidazoles with electrophilic agents // Tetrahedron Letters. 2015. Vol. 56, iss. 42. P. 5701–5704. DOI: 10.1016/j.tetlet.2015.08.014. Бегунов Р.С., Рызванович Г.А., Фирганг С.И. Простой способ синтеза замещенных бензо[4,5]имидазо[1,2-а]пиридинов // Журнал органической химии. 2004. Т. 40, № 11. С. 1740-1742. DOI: 10.1007/s11178-005-0082-5. Begunov R.S., Ryzvanovich G.A., Firgang S.I. Prostoy sposob sinteza zameschennyh benzo[4,5]imidazo[1,2-a]piridinov // Zhurnal organicheskoy himii. 2004. T. 40, № 11. S. 1740-1742. DOI: 10.1007/s11178-005-0082-5. Богданова Д.М., Савина Л.И., Бегунов Р.С. Синтез и функционализация аминопроизводных пиридо[1,2-a]бензимидазола // От химии к технологии шаг за шагом. 2022. Т. 3, № 4. С. 30-38. URL: https://chemintech.ru/ru/nauka/issue/5030/view Bogdanova D.M., Savina L.I., Begunov R.S. Sintez i funkcionalizaciya aminoproizvodnyh pirido[1,2-a]benzimidazola // Ot himii k tehnologii shag za shagom. 2022. T. 3, № 4. S. 30-38. URL: https://chemintech.ru/ru/nauka/issue/5030/view Becke A. D. Density-functional thermochemistry. III. The role of exact exchange // J. Chem. Phys. 1993. Vol. 98, no. 7. P. 5648-5652. DOI: 10.1063/1.464913. Becke A. D. Density-functional thermochemistry. III. The role of exact exchange // J. Chem. Phys. 1993. Vol. 98, no. 7. P. 5648-5652. DOI: 10.1063/1.464913. Miehlich B. A., Savin H. S., Stoll H, Preuss H. Results Obtained with the Correlation Energy Density Functionals of Becke and Lee, Yang and Parr // Chemical Physics Letters. Vol. 157, no. 3. 1989. P. 200-206. DOI: 10.1016/0009-2614(89)87234-3. Miehlich B. A., Savin H. S., Stoll H, Preuss H. Results Obtained with the Correlation Energy Density Functionals of Becke and Lee, Yang and Parr // Chemical Physics Letters. Vol. 157, no. 3. 1989. P. 200-206. DOI: 10.1016/0009-2614(89)87234-3. Mueller M. Fundamentals of Quantum Chemistry. Molecular Spectroscopy and Modern Electronic Structure Computation // International Journal of Molecular Sciences. Vol. 2, no. 6. P. 291-292. DOI: 10.3390/i2060291. Mueller M. Fundamentals of Quantum Chemistry. Molecular Spectroscopy and Modern Electronic Structure Computation // International Journal of Molecular Sciences. Vol. 2, no. 6. P. 291-292. DOI: 10.3390/i2060291. Granovsky A. A. Firefly version 8.8. URL: http://classic.chem.msu.su/gran/firefly/index.html Granovsky A. A. Firefly version 8.8. URL: http://classic.chem.msu.su/gran/firefly/index.html Neese F. The ORCA program system // Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Molecular Science. 2012. Vol. 2, no. 1. P. 73–78. DOI: 10.1002/wcms.81. Neese F. The ORCA program system // Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Molecular Science. 2012. Vol. 2, no. 1. P. 73–78. DOI: 10.1002/wcms.81. Fukui K., Yonezawa T., Nagata C. MO-Theoretical Approach to the Mechanism of Charge Transfer in the Process of Aromatic Substitutions // Bulletin of the Chemical Society of Japan. 1957. Vol. 27. P. 1247-1256. DOI:10.1063/1.1743986. Fukui K., Yonezawa T., Nagata C. MO-Theoretical Approach to the Mechanism of Charge Transfer in the Process of Aromatic Substitutions // Bulletin of the Chemical Society of Japan. 1957. Vol. 27. P. 1247-1256. DOI:10.1063/1.1743986. Breza M., Milata V. Quantum-chemical studies of the nitration of benzazoles // ARKIVOC. 2005. Vol. 9. P. 80–89. DOI: 10.3998/ark.5550190.0006.909. Breza M., Milata V. Quantum-chemical studies of the nitration of benzazoles // ARKIVOC. 2005. Vol. 9. P. 80–89. DOI: 10.3998/ark.5550190.0006.909. Bode B.M., Gordon M.S. MacMolPlt: a graphical user interface for GAMESS // J. Mol. Graphics and Modeling. 1998. Vol. 16, no. 3. P. 133-138. DOI: 10.1016/s1093-3263(99)00002-9). Bode B.M., Gordon M.S. MacMolPlt: a graphical user interface for GAMESS // J. Mol. Graphics and Modeling. 1998. Vol. 16, no. 3. P. 133-138. DOI: 10.1016/s1093-3263(99)00002-9). Zhurko G.A. Chemcraft. Version 1.6. URL: http://www.chemcraftprog.com Zhurko G.A. Chemcraft. Version 1.6. URL: http://www.chemcraftprog.com