Структура и основные свойства производных имидазо |4.5-b|пиридина
Изучены основные свойства производных имидазо[4,5-b]пиридина. На основании полученных данных сделан вывод, что величины констант основности этих соединений определяются электронной природой и положением заместителей в имидазольном и пиридиновом циклах, центром протонирования, а также таутомерной фор...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Украинский химический журнал |
|---|---|
| Дата: | 2011 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
2011
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/187288 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Структура и основные свойства производных имидазо |4.5-b|пиридина / Н.Г. Корженевская, В.И. Рыбаченко, Н.Н. Смоляр, М.Г. Абрамянц // Украинский химический журнал. — 2011. — Т. 77, № 6. — С. 105-110. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-187288 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Корженевская, Н.Г. Рыбаченко, В.И. Смоляр, Н.Н. Абрамянц, М.Г. 2022-12-17T20:08:36Z 2022-12-17T20:08:36Z 2011 Структура и основные свойства производных имидазо |4.5-b|пиридина / Н.Г. Корженевская, В.И. Рыбаченко, Н.Н. Смоляр, М.Г. Абрамянц // Украинский химический журнал. — 2011. — Т. 77, № 6. — С. 105-110. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0041–6045 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/187288 547.832 Изучены основные свойства производных имидазо[4,5-b]пиридина. На основании полученных данных сделан вывод, что величины констант основности этих соединений определяются электронной природой и положением заместителей в имидазольном и пиридиновом циклах, центром протонирования, а также таутомерной формой, в которой находятся молекулы имидазо[4,5-b]пиридинов. Вивчено основні властивості похідних імідазо[4,5-b]піридину. На підставі отриманих даних зроблено висновок, що величини констант основності цих сполук визначаються електронною природою та положенням замісників в імідазольному і піридиновому циклах, центром протонування, а також таутомерною формою, в якій знаходяться молекули імідазо[4,5-b]піридинів. The basic properties of imidazo[4,5-b]pyridine derivatives were studied. They are dependent on the electronic nature and position of the substitutients in imidazole and pyridine cycles, the protonation centre and tautomeric form of imidazo[4,5-b]pyridine molecule. ru Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України Украинский химический журнал Органическая химия Структура и основные свойства производных имидазо |4.5-b|пиридина Структура і основні властивості похідних імідазо[4,5-b]піридину Structure and main properties of imidazo[4,5-b]pyridine derivatives Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Структура и основные свойства производных имидазо |4.5-b|пиридина |
| spellingShingle |
Структура и основные свойства производных имидазо |4.5-b|пиридина Корженевская, Н.Г. Рыбаченко, В.И. Смоляр, Н.Н. Абрамянц, М.Г. Органическая химия |
| title_short |
Структура и основные свойства производных имидазо |4.5-b|пиридина |
| title_full |
Структура и основные свойства производных имидазо |4.5-b|пиридина |
| title_fullStr |
Структура и основные свойства производных имидазо |4.5-b|пиридина |
| title_full_unstemmed |
Структура и основные свойства производных имидазо |4.5-b|пиридина |
| title_sort |
структура и основные свойства производных имидазо |4.5-b|пиридина |
| author |
Корженевская, Н.Г. Рыбаченко, В.И. Смоляр, Н.Н. Абрамянц, М.Г. |
| author_facet |
Корженевская, Н.Г. Рыбаченко, В.И. Смоляр, Н.Н. Абрамянц, М.Г. |
| topic |
Органическая химия |
| topic_facet |
Органическая химия |
| publishDate |
2011 |
| language |
Russian |
| container_title |
Украинский химический журнал |
| publisher |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Структура і основні властивості похідних імідазо[4,5-b]піридину Structure and main properties of imidazo[4,5-b]pyridine derivatives |
| description |
Изучены основные свойства производных имидазо[4,5-b]пиридина. На основании полученных данных сделан вывод, что величины констант основности этих соединений определяются электронной природой и положением заместителей в имидазольном и пиридиновом циклах, центром протонирования, а также таутомерной формой, в которой находятся молекулы имидазо[4,5-b]пиридинов.
Вивчено основні властивості похідних імідазо[4,5-b]піридину. На підставі отриманих даних зроблено висновок, що величини констант основності цих сполук визначаються електронною природою та положенням замісників в імідазольному і піридиновому циклах, центром протонування, а також таутомерною формою, в якій знаходяться молекули імідазо[4,5-b]піридинів.
The basic properties of imidazo[4,5-b]pyridine derivatives were studied. They are dependent on the electronic nature and position of the substitutients in imidazole and pyridine cycles, the protonation centre and tautomeric form of imidazo[4,5-b]pyridine molecule.
|
| issn |
0041–6045 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/187288 |
| citation_txt |
Структура и основные свойства производных имидазо |4.5-b|пиридина / Н.Г. Корженевская, В.И. Рыбаченко, Н.Н. Смоляр, М.Г. Абрамянц // Украинский химический журнал. — 2011. — Т. 77, № 6. — С. 105-110. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT korženevskaâng strukturaiosnovnyesvoistvaproizvodnyhimidazo45bpiridina AT rybačenkovi strukturaiosnovnyesvoistvaproizvodnyhimidazo45bpiridina AT smolârnn strukturaiosnovnyesvoistvaproizvodnyhimidazo45bpiridina AT abramâncmg strukturaiosnovnyesvoistvaproizvodnyhimidazo45bpiridina AT korženevskaâng strukturaíosnovnívlastivostípohídnihímídazo45bpíridinu AT rybačenkovi strukturaíosnovnívlastivostípohídnihímídazo45bpíridinu AT smolârnn strukturaíosnovnívlastivostípohídnihímídazo45bpíridinu AT abramâncmg strukturaíosnovnívlastivostípohídnihímídazo45bpíridinu AT korženevskaâng structureandmainpropertiesofimidazo45bpyridinederivatives AT rybačenkovi structureandmainpropertiesofimidazo45bpyridinederivatives AT smolârnn structureandmainpropertiesofimidazo45bpyridinederivatives AT abramâncmg structureandmainpropertiesofimidazo45bpyridinederivatives |
| first_indexed |
2025-11-26T23:05:57Z |
| last_indexed |
2025-11-26T23:05:57Z |
| _version_ |
1850779639737221120 |
| fulltext |
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 547.832
Н.Г. Корженевская, В.И. Рыбаченко, Н.Н. Смоляр, М.Г. Абрамянц
СТРУКТУРА И ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ПРОИЗВОДНЫХ ИМИДАЗО[4,5-b]ПИРИДИНА
Изучены основные свойства производных имидазо[4,5-b]пиридина. На основании полученных данных сделан
вывод, что величины констант основности этих соединений определяются электронной природой и положением
заместителей в имидазольном и пиридиновом циклах, центром протонирования, а также таутомерной формой,
в которой находятся молекулы имидазо[4,5-b]пиридинов.
ВВЕДЕНИЕ. Имидазо[4,5-b]пиридины являют-
ся структурными аналогами пуринов, играющих
важную роль в процессах жизнедеятельности жи-
вых организмов, как элементы нуклеиновых кис-
лот, некоторых коферментов. Структурное подо-
бие пурина и имидазо[4,5-b]пиридина находит от-
ражение в биологических свойствах последнего.
Производные этого гетероцикла используются для
создания фармацевтических композиций [1].
Разносторонние биологические свойства про-
изводных имидазо[4,5-b]пиридина вызывают у ис-
следователей интерес к дальнейшему изучению их
свойств, в частности, кислотно-основных. Имею-
щиеся данные по основности некоторых замещен-
ных имидазо[4,5-b]пиридина получены наряду с
изучением их ИК- и УФ-спектров. Так, например,
для доказательства строения 3-рибозильных про-
изводных имидазо[4,5-b]пиридина использовали
константы основности N1- и N3-метилзамещен-
ных этого гетероцикла [2].
Цель настоящей работы — получить инфор-
мацию о взаимосвязи между структурой и основ-
ностью производных имидазо[4,5-b]пиридина.
ЭКСПЕРИМЕНТ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТА-
ТОВ . Для решения поставленной задачи были из-
мерены константы основности ряда производных
имидазо[4,5-b]пиридина, содержащих различные
по электронной природе заместители в разных по-
ложениях гетероцикла (табл. 1).
Анализ представленных данных показывает,
что имидазо[4,5-b]пиридин (21) и его производные
существенно менее основны (на 2—4 ед. рКВН
+),
чем их составляющие фрагменты (рКВН
+ имида-
зола — 6.95 [3], пиридина — 5.26 [3]). Известно,
что введение второго атома азота в положение 3
пиридинового цикла заметно уменьшает его основ-
ность (с 5.26 для пиридина и до 1.31 для пирими-
дина [3]). Отсюда следует, что низкую основность
имидазо[4,5-b]пиридина (21) можно истолковать как
следствие взаимного влияния двоесвязанных ато-
мов азота, входящих в конденсированные гетеро-
циклические кольца.
Данные, приведенные в табл. 1, свидетельст-
вуют о том, что влияние различных по электрон-
ной природе заместителей на величины рКВН
+ под-
чиняется, в основном, общим закономерностям:
электронодонорные заместители повышают основ-
ность соединений, электроноакцепторные — сни-
жают. Из табл. 1 следует, что в одних случаях при-
сутствие метильной группы характеризуется по-
вышением значения рКВН
+ (соединения 1–4, 24), в
других — рКВН
+
не изменяется (соединения 22,
25), в третьих — рКВН
+
даже снижается (соедине-
ния 25 и 23, 25 и 26). Сравнение величин основно-
сти 3-метил-3Н-имидазо[4,5-b]пиридина (1) и 1-ме-
тил-1Н -имидазо[4,5-b]пиридина (3) с их 2-метил-
производными (соединения 2 и 4 соответственно) по-
казывает, что введение метильной группы в поло-
жение 2 соединения 1 повышает основность на 0.92
ед. рКВН
+ (соединение 2), а во втором случае (от
соединения 3 к 4) — только на 0.42 ед. рКВН
+.
Этот эффект, по-видимому, обусловлен тем, что
изменение положения метильной группы в имид-
азольном фрагменте влечет за собой и изменение
места протонирования.
Центр протонирования 3-метил-3Н-имидазо-
[4,5-b]пиридина (1) находится на атоме N1, о чем сви-
детельствует идентичность УФ-спектров его прото-
нированной (растворы в 0.1—3.0 н. HCl) формы
(1а) и четвертичной соли — 1,3-диметилимидазо-
[4,5-b]пиридинийхлорида (1б) [4] (схема 1).
Тождественность УФ-спектров растворов 1-ме-
тил-1Н-имидазо[4,5-b]-пиридина (3) в 0.1—3.0 н. со-
ляной кислоте (протонированная форма 3а) и хло-
© Н .Г. Корженевская, В.И . Рыбаченко, Н .Н . Смоляр, М .Г. Абрамянц , 2011
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2011. Т. 77, № 6 105
рида 1,4-диметил-1Н-имидазо[4,5-b]пиридиния (3б)
указывает на то, что 1-метил-1Н-имидазо[4,5-b]пи-
ридин (3) протонируется по атому N4 [4] (схема 1).
Если учесть, что центр прото-
нирования 1,2-диметил-1Н-имида-
зо[4,5-b]пиридина (4) находится
на атоме N4 пиридинового коль-
ца, то уменьшение основности при
переходе от соединения 2 к соеди-
нению 4 вполне естественно.
Изменение основности метил-
производных 1,3-дигидро-2Н-имид-
азо[4,5-b]пиридин-2-она (22–26) су-
щественно зависит от положения ме-
тильной группы и, по-видимому,
связано с характерными для него
различными таутомерными фор-
мами.
Сопоставление УФ-спектров
1,3-дигидро-2Н -имидазо[4,5-b]-
пиридин-2-она (25) и его 1-метил-
(22), 3-метил- (23), 1,3-диметил- (26)
замещенных показывает, что все
они идентичны (рис. 1).
УФ-спектры 1,3-диметил-1,3-
дигидро-2Н -имидазо[4,5-b]пири-
дин-2-она (26) и 1,3-диметил-1,3-
дигидро-2Н -бензимидазол-2-она
(27) также совпадают. В то же вре-
мя УФ-спектры этих соединений
отличаются от спектра фиксиро-
ванной оксиформы — 2-метокси-
3-метил-3Н -имидазо[4,5-b]пири-
дина (5). Эти данные свидетельст-
вуют о том, что оксипроизводные
имидазо[4,5-b]пиридина (22–26) на-
ходятся преимущественно в оксо-
форме. ИК-спектры подтвержда-
ют этот вывод. Об этом говорят
данные по частотам валентных ко-
лебаний νC=O и νN–H, приведен-
ные в табл. 2.
Если в оксипроизводных гете-
роциклов с одним атомом азота
протон может перемещаться толь-
ко от заместителя, способного отдать протон,
к кольцевому N-атому [3], то в 1,3-дигид-
ро-2Н-имидазо[4,5-b]пиридин-2-оне (25), в
молекуле которого содержится три кольце-
вых атома азота, переход протона возмо-
жен и между двумя расположенными ря-
дом атомами азота, причем они могут принадле-
жать даже различным циклам. Следовательно, 1,3-
дигидро-2Н -имидазо[4,5-b]пиридин-2-он (25) мо-
Органическая химия
Т а б л и ц а 1
Величины констант основности (рКВН
+) и кислотности (рКа) производных
имидазо[4,5-b]пиридина (1–30)
№ Соединение рКВН
+
1 3-Метил-3Н -имидазо[4,5-b]пиридин 3.70
2 2,3-Диметил-3Н -имидазо[4,5-b]пиридин 4.61
3 1-Метил-1Н -имидазо[4,5-b]пиридин 4.10[2]
4 1,2-Диметил-1Н -имидазо[4,5-b]пиридин 4.52
5 2-Метокси-3-метил-3Н -имидазо[4,5-b]пиридин 2.53
6 3-Метил-2-хлор-3Н -имидазо[4,5-b]пиридин 0.93
7 1-Метил-2-хлоримидазо[4,5-b]пиридин 2.99
8 2-Амино-3-метил-3Н -имидазо[4,5-b]пиридин 5.74
9 2-Нитрамино-3-метил-3Н -имидазо[4,5-b]пиридин –0.34
10 2-Диметиламино-3-метил-3Н -имидазо[4,5-b]пиридин 5.41
11 2-Меркапто-3-метил-3Н -имидазо[4,5-b]пиридин 0.65
12 2-Метилмеркапто-3-метил-3Н -имидазо[4,5-b]пиридин 2.81
13 3-Фенил-3Н -имидазо[4,5-b]пиридин 2.72
14 3-Фенил-2-хлор-3Н -имидазо[4,5-b]пиридин 0.30
15 2-Меркапто-3-фенил-3Н -имидазо[4,5-b]пиридин 0.28
16 3-Бензил-2-метилмеркапто-3Н -имидазо[4,5-b]пиридин 2.24
17 3-Бензил-3Н -имидазо[4,5-b]пиридин 3.22
18 1,3-Диметил-2-иминоимидазо[4,5-b]пиридин 9.44
19 Имидазо[4,5-с]пиридин 6.22
20 2-Амино-3-метилбензимидазол 7.30
21 Имидазо[4,5-b]пиридин 3.58
22 1-Метил-1,3-дигидро-2Н -имидазо[4,5-b]пиридин-2-он 2.20
23 3-Метил-1,3-дигидро-2Н -имидазо[4,5-b]пиридин-2-он 1.80
24 1,4-Диметил-1,3-дигидро-2Н -имидазо[4,5-b]пиридин-2-он 3.71
25 1,3-Дигидро-2Н -имидазо[4,5-b]пиридин-2-он 2.21
26 1,3-Диметил-1,3-дигидро-2Н -имидазо[4,5-b]пиридин-2-он 1.69
27 1,3-Диметил-1,3-дигидро-2Н -бензимидазол-2-он –2.82
28 1,3-Диметил-6-нитро-1,3-дигидро-2Н-имидазо[4,5-b]-пиридин-2-он –1.84
29 3-Метил-5-нитро-1,3-дигидро-2Н-имидазо[4,5-b]пиридин-2-он –6.04
30 1,3-Диметил-5-нитро-1,3-дигидро-2Н-имидазо[4,5-b]пиридин-2-он –5.79
П р и м е ч а н и е. pKa соединений 9, 22, 23, 25 и 29 соответственно
составляет 7.3, 10.32, 10.74, 10.11 и 8.83.
Схема 1.
106 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2011. Т. 77, № 6
жет существовать в нескольких таутомерных фор-
мах, что, очевидно, и необходимо учитывать при
выяснении характера влияния метильной группы
на константы основности его метилпроизводных.
Для 1-метил-1,3-дигидро-2Н-имидазо[4,5-b]пи-
ридин-2-она (22) наиболее характерным будет пе-
реход протона между атомом N3 имидазольного
кольца и атомом N4 пиридинового цикла, то есть
возможно образование таутомера 22а (схема 2), фик-
сированная форма которого — 1,4-диметил-1,3-ди-
гидро-2Н -имидазо[4,5-b]пиридин-2-он (24) — на
два порядка выше по основности, чем 1,3-диметил-
производное 26. И если это так, то следует ожи-
дать, что величина константы основности 1-метил-
производного 22 должна увеличиться в результа-
те вклада более основной таутомерной формы 22а,
что и наблюдается на опыте: рКВН
+
соединения
22 на 0.51 ед. рКВН
+ выше, чем 1,3-диметилзаме-
щенного 26. Из величин основности 1,4-диметил-
(24) и 1,3-диметил- (26) изомеров можно легко по-
лучить, согласно данным [6], константу таутомер-
ного превращения между 3Н- и 4Н-оксоформами
(22 22а) (схема 2): рКт = 3.71 – 1.69 = 2.02; Кт =
1.04⋅10–2.
Одни и те же значения рКВН
+
соединений 25 и
22, вероятно, свидетельствуют о том, что они нахо-
дятся в одинаковых 3Н- и 4Н-таутомерных формах.
В случае 3-метил-1,3-дигидро-2Н-имидазо-
[4,5-b]пиридин-2-она (23) наиболее вероятен пере-
ход протона с образованием таутомера 23а (схема
3). Из близости величин констант основности сое-
динения 23 и 1,3-диметилзамещенного 26 следу-
ет, что в таутомерной смеси превалирует имидазо-
лоновая структура 23:
Учитывая +I-эффект метильной группы, сле-
дует ожидать, что константа основности 1,3-диме-
тилпроизводного 26 должна быть выше константы
основности 1-метилзамещенного 22. В действите-
льности же наблюдаем обратное. Несколько бо-
лее высокое значение рКВН
+
1-метилпроизводно-
го 22 по сравнению с 1,3-диметилпроизводным 26
свидетельствует, по-видимому, о наличии в равно-
весной смеси более основной оксиформы 23а (схе-
ма 3), поскольку константа основности ее фикси-
рованной формы (соединение 5) выше. Определе-
ние константы таутомерного равновесия в этом слу-
чае осложнено тем, что фиксированные окси- (со-
единение 5) и оксоформы (соединение 26) дают раз-
Рис. 1. УФ-спектры: 1,3-диметил-1,3-дигидро-2Н -бенз-
имидазол-2-она (27) в н-гексане (I); 2-метокси-3-метил-
3Н -имидазо[4,5-b]пиридина (5) в этаноле (II); 1,3-ди-
метил-1,3-дигидро-2Н -имидазо[4,5-b]пиридин-2-она (26)
в н-гексане (III) и в этаноле (IV); 3-метил-1,3-дигидро-
2Н -имидазо[4,5-b]-пиридин-2-она (23) в этаноле (V).
Т а б л и ц а 2
Частоты валентных колебаний νC=O и νN–H имидазо-
[4,5-b]пиридин-2-онов (22, 23, 26, 28, 30)
Соединение
νC=O νN–H
см–1
1-Метил-1,3-дигидро-2Н -имидазо[4,5-
b]пиридин-2-он (22)
1764 3477
3-Метил-1,3-дигидро-2Н -имидазо[4,5-
b]пиридин-2-он (23)
1766 3470
1,3-Диметил-1,3-дигидро-2Н -имидазо-
[4,5-b]пиридин-2-он (26)
1748 —
1,3-Диметил-6-нитро-1,3-дигидро-2Н -
имидазо[4,5-b]пиридин-2-он (28)
1755 —
1,3-Диметил-5-нитро-1,3-дигидро-2Н -
имидазо[4,5-b]пиридин-2-он (30)
1767 —
Схема 2.
Схема 3.
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2011. Т. 77, № 6 107
ные сопряженные кислоты, поскольку протони-
рование 2-метокси-3-метил-3Н-имидазо[4,5-b]пири-
дина (5) идет по атому N1 имидазольного кольца.
Об этом свидетельствует тот факт, что все произ-
водные 3-метил-3Н-имидазо[4,5-b]-пиридина (1, 2,
5, 6, 8, 10–12), содержащие в положении 2 различные
по электронной природе заместители, протони-
руются по атому N1 [4], а их константы основнос-
ти ложатся на корреляционную прямую рКВН
+=
= f(σо) (рис. 2, а), описываемую уравнением:
рКВН
+
= (3.92 ± 0.13) – (8.42 ± 0.49)σо,
s = 0.24; r = 0.983. (1)
Протонирование же 1,3-диметил-1,3-дигид-
ро-2Н-имидазо[4,5-b]-пиридин-2-она (26) идет по
атому N4 пиридинового кольца, о чем можно су-
дить по величинам констант основности. Так, рКВН
+
1,3-диметил-1,3-дигидро-2Н -бензимидазол-2-она
(27), протонирование которого идет по кислоро-
ду [7], на 4.5 ед. рКВН
+ ниже константы основнос-
ти 1,3-диметил-1,3-дигидро-2Н -имидазо[4,5-b]пи-
ридин-2-она (26). Если бы протонирование пос-
леднего протекало по атому кислорода, то и ука-
занная разность величин констант рКВН
+
должна
быть ниже, так как пиридиновый цикл является
электроноакцептором, о чем свидетельствует сни-
жение основности при переходе от соединения 20
к соединению 8. Отсюда следует, что влияние ме-
тильной группы на величины констант основнос-
ти рКВН
+
метилпроизводных имидазо[4,5-b]пири-
дина зависит не только от её электронодонорных
свойств, но и от вклада различных таутомерных
форм, а также от места протонирования.
Введение хлора в положение 2 соединения 1
приводит к снижению основности соединения 6 на
2.77 ед. рКВН
+, а основность 1-метил-2-хлор-1Н-ими-
дазо[4,5-b]пиридина (7) изменяется только на 1.11
ед. рКВН
+
относительно соединения 3 (табл. 1). Та-
кое различие во влиянии хлора на величины рКВН
+,
вероятно, легче всего объяснить тем, что 3-метил-
3Н-имидазо[4,5-b]пиридин (1) протонируется по ато-
му N1 имидазольного кольца, а 1-метил-1Н-имид-
азо[4,5-b]пиридин (3) – по атому N4 пиридинового
цикла. При введении хлора в положение 2 соеди-
нений 1 и 3 место протонирования, по-видимому,
не изменяется, то есть 2-хлор-3-метил-3Н-имид-
азо[4,5-b]пиридин (6) протонируется
по атому N1 имидазольного кольца
(точка 6, рис. 2, а), а 1-метил-2-хлор-
1Н -имидазо[4,5-b]пиридин (7) — по
атому N4 пиридинового цикла, что
подтверждается существованием дру-
гой корреляционной зависимости рКВН
+
= f(σo) (рис. 2, б) для производных 1-
метил-1Н-имидазо[4,5-b]пиридина (3,
4, 7), содержащих в положении 2 раз-
личные по электронной природе заме-
стители, которая описывается урав-
нением:
рКВН
+ = (4.20 ± 0.09) – (3.32 ±
± 0.40)σо;
s = 0.13; r = 0.993 . (2)
Следовательно, влияние электроноакцептор-
ного заместителя хлора на атом N1 имидазольно-
го кольца соединения 6 должно быть сильнее, чем
на атом N4 пиридинового кольца соединения 7,
что и наблюдается в действительности.
Поскольку изменение величин констант осно-
вности в ряду соединений 1, 13, 14 аналогично та-
ковому для соответствующих производных бенз-
имидазола [8], то можно считать, что в указанных
N-замещенных имидазо[4,5-b]пиридина (1, 13, 14)
центр протонирования находится на атоме N1
имидазольного кольца. Об этом же свидетельст-
вует и резкое снижение основности при введении
атома хлора в положение 2 соединения 13, так как
основность соединения 14 на 2.4 ед. рКВН
+ ниже,
чем соединения 13.
Замещение атома водорода в положении 2 имид-
азольного кольца 3-метил-3Н-имидазо[4,5-b]пири-
дина (1) амино- и диметиламиногруппами приво-
дит к закономерному возрастанию основности co-
Рис. 2. Зависимость величин констант основности (рКВН
+) 2-заме-
щенных 3-метил-3Н - (1, 2, 5, 6, 8, 10–12) (а) и 1-метил-1Н -имидазо-
[4,5-b]пиридина (3, 4, 7) (б) от σо (номера точек на графике соответ-
ствуют нумерации соединений в табл. 1).
Органическая химия
108 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2011. Т. 77, № 6
единений. Более высокое значение рКВН
+ для
аминопроизводного 8 по сравнению с диметилами-
нопроизводным 10 можно, по-видимому, припи-
сать вкладу небольших количеств иминоформы
соединения 18, основность которого выше (рКВН
+
= 9.44), чем объясняется лишь незначительное от-
клонение точки 8 от корреляционной прямой на
рис. 2, а. Сам же 2-амино-3-метил-3Н-имидазо[4,5-
b]пиридин (8) находится преимущественно в ами-
ноформе, о чем свидетельствуют данные УФ- и
ИК- спектроскопии.
Так, при сравнении УФ-спектров водных рас-
творов аминосоединения 8 (рис. 3, а) и модельных
соединений 10, 18, отвечающих таутомерным ами-
но- (рис. 3, б) и иминоформам (рис. 3, в), обнару-
живается подобие в поглощении растворов соеди-
нений 8 и 10, в то время как УФ-спектр иминосо-
единения 18 совершенно другой.
В ИК-спектре 2-амино-3-метил-3Н-имидазо-
[4,5-b]пиридина (8) в четыреххлористом углероде
присутствуют полосы поглощения при 3394 и 3498
см–1, типичные для первичной аминогруппы [9],
что также свидетельствует в пользу аминоформы
[3]. Поскольку основания 10 и 8 образуют в кис-
лой среде однотипную сопряженную кислоту (под-
тверждением этому может служить близость вто-
рых констант ионизации сопряженных кислот
соединений 8 (рКВН
++ = –0.90) и 18 (рКВН
++ = –1.03),
то для 2-амино-3-метил-3Н-имидазо[4,5-b]пириди-
на (8) можно легко вычислить константу таутоме-
рного равновесия (8 8 а) (схема 4):
рКТ = 9.44 – 5.21∗ = 4.23; КТ = 5.8⋅10–4.
Такое значение константы КТ является обыч-
ным для большинства аминогетероциклов [3].
Очень низкие значения рКВН
+ меркаптозаме-
щенных имидазо[4,5-b]-пиридина 11, 15 по сравне-
нию с метилтиопроизводными 12, 16 указывают на
существование для этих соединений тион-тиоль-
ной таутомерии. Анализ ИК-спектров [4] разбав-
ленных растворов соединений 11 и 15 в четырех-
хлористом углероде позволяет уверенно приписать
этим соединениям тионную форму. Действитель-
но, при 3460 см–1 отчетливо регистрируется поло-
са валентных колебаний N–H, тогда как соответ-
ствующая полоса S–H (2500—2600 см–1) в спектре
отсутствует. Различие
в УФ-спектрах (рис. 4)
водных растворов сое-
динений 11 и 12 — фик-
сированной тиольной
формы — указывает на
тиольное строение 2-
меркапто-3-метил-3Н-
имидазо[4,5-b]пириди-
на (11).
Столь большая ра-
зница в основности со-
единений 11, 15 и 12, 16,
вероятно, связана с раз-
личным положением
места присоединения протона. По аналогии с про-
изводными 3-метил-3Н-имидазо[4,5-b]пиридина (1)
можно предположить, что соединения 12 и 16 про-
тонируются по атому N1 имидазольного кольца.
Точка 12 ложится на корреляционную прямую за-
висимости рКВН
+ = f(σo) (рис. 2, а). Отклонение же
точки 11 от этой прямой указывает, по-видимо-
му, на изменение места присоединения протона в
2-меркаптопроизводных, но для определения мес-
та протонирования в соединениях 11 и 15 необхо-
димы дополнительные исследования. Введение фе-
нильной группы в положение 3 имидазольного ко-
льца имидазо[4,5-b]-пиридина (21) приводит к сни-
жению основности, что отражено на примере имид-
азопиридина 13 и его производных 14 и 15 (табл. 1).
Как видно из данных, приведенных в табл. 1,
Рис. 3. УФ-спектры в воде нейтральной (В) и протонированной (ВН+) форм 2-амино-
3-метил-3Н -имидазо[4,5-b]пиридина (8) (а), 2-диметиламино-3-метил-3Н -имидазо[4,5-
b]пиридина (10) (б) и 1,3-диметил-2-иминоимидазо-[4,5-b]пиридина (18) (в).
Схема 4.
* В величине рКВН+ амина 10 учтен эффект одной метильной группы (0.2 ед. рКВН+ [6]).
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2011. Т. 77, № 6 109
основность нитропроизводных имидазо[4,5-b]пи-
ридин-2-она (28–30) очень низкая и зависит от по-
ложения нитрогруппы. Особенно резкое сниже-
ние (на 7 порядков) величины рКВН
+ по отноше-
нию к таковой соединения 26 происходит, если ни-
трогруппа находится в α-положении пиридиново-
го кольца соединения 30, что, очевидно, связано с
близким расположением заместителя к центру про-
тонирования — атому азота пиридинового коль-
ца. Влияние нитрогруппы на имидазольное коль-
цо значительно ослабляется, о чем свидетельству-
ет изменение константы кислотности (рКа) толь-
ко на 2 ед. рК при переходе от имидазолона 23 к 29.
Таким образом, полученные данные показы-
вают, что величины констант основности произ-
водных имидазо[4,5-b]пиридина зависят от элект-
ронной природы заместителя, от места протони-
рования, а также от таутомерной формы, в кото-
рой они находятся.
Исследованные имидазо[4,5-b]пиридины син-
тезированы по методикам, приведенным в работах
[1, 2, 4, 7, 10]. Запись УФ-спектров имидазо[4,5-b]-
пиридинов (растворы в воде, этаноле, гексане) и
измерение их констант основности (в водных ра-
створах при температуре 298 К) проведены на
спектрофотометрах Specord UV-Vis и Shimadzu
UV-1650 PC. При измерении рКВН
+ спектры ней-
тральных молекул имидазо[4,5-b]пиридинов запи-
сывали в 0.01 н. растворе гидроксида натрия, про-
тонированных — в 0.01 н. растворе соляной кис-
лоты и в растворах серной кислоты (для слабых
оснований), смеси нейтральных и протонирован-
ных — в ацетатных буферах и в растворах соля-
ной и серной кислот. Погрешности определения
констант основности во всех случаях не превыша-
ли ± 0.05 ед. рКВН
+. ИК-спектры регистрировали
(растворы в хлороформе) на спектрофотометрах
Perkin–Elmer-180 и Specord IR-75. Использовали
разборные кюветы из KBr. Точность определения
табулированных частот ± 0.5 см–1.
РЕЗЮМЕ. Вивчено основні властивості похідних імід-
азо[4,5-b]піридину. На підставі отриманих даних зроб-
лено висновок, що величини констант основності цих
сполук визначаються електронною природою та положен-
ням замісників в імідазольному і піридиновому циклах,
центром протонування, а також таутомерною формою,
в якій знаходяться молекули імідазо[4,5-b]піридинів.
SUMMARY. The basic properties of imidazo[4,5-b]py-
ridine derivatives were studied. They are dependent on the
electronic nature and position of the substitutients in imid-
azole and pyridine cycles, the protonation centre and tau-
tomeric form of imidazo[4,5-b]pyridine molecule.
1. Y utilov Y u.M . // Adv. Heterocycl. Chem. -2005. -89.
-P. 161—278.
2. M izuno J., Jkehara M ., Iton T ., Saito K . // J. Org.
Chem. -1963. -28. -P. 1837—1841.
3. Альберт А . Физические методы в химии гетеро-
циклических соединений. -М .: Химия, 1966.
4. Корженевская Н .Г., Титов Е.В., Ютилов Ю.М .,
Быстрова Р.М . // Химия гетероцикл. соединений.
-1975. -№ 1. -С. 90—92.
5. Albert A ., Phillips J.N . // J. Chem. Soc. -1956. -№
6. -P. 1294—1304.
6. Angial S .J., Angial C.L . // Ibid. -1952. -№ 4. -P.
1461—1466.
7. Ютилов Ю .М . Дис. ... канд. хим. наук. -Ростов-
на-Дону, 1966.
8. Пожарский А .Ф., Симонов А .М . Аминирование
гетероциклов по Чичибабину. -Ростов-на-Дону:
Изд-во Ростов. ун-та, 1971.
9. Беллами Л. Новые данные по ИК-спектрам слож-
ных молекул. -М .: Мир, 1971.
10. W right J.B. // Chem. Rew. -1951. -74. -P. 279—314.
Институт физико-органической химии и углехимии Поступила 01.11.2010
им. Л.М . Литвиненко НАН Украины, Донецк
Органическая химия
Рис. 4. УФ-спектры в воде нейтральных молекул 2-мер-
капто-3-метил-3Н -имидазо[4,5-b]пиридина (11) (I) и 2-
метилмеркапто-3-метил-3Н -имидазо-[4,5-b]пиридина
(12) (ІІ).
110 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2011. Т. 77, № 6
|