Бензимидазол

Бензимидазо́л, гетероциклическое соединение группы азолов, C₇ H₆ N₂ , молярная масса 118,14 г/моль.

Представляет собой бесцветные кристаллы, плотность 1,227 г/см³ , t_пл 170,5 °С, t_кип >360 °C; дипольный момент 13,42 · 10⁻³⁰ Кл · м (25 °С, диоксан); растворяется в воде, спиртах, разбавленных кислотах и щелочах, трудно – в неполярных растворителях. Амфотерен: рК_а при 25 °С в воде 5,53 и 13,2. Молекулы ассоциированы благодаря водородной связи −NH...NH=. Положения 4 и 7, а также 5 и 6 равноценны вследствие равновесия между таутомерами.

С ионами некоторых металлов (Ag, Co, Сu и др.) бензимидазол образует в аммиачном растворе соли. Бензимидазол устойчив к действию окислителей, но триоксид хрома СrO₃ в 80%-ной серной кислоте H₂ SO₄ при 80 °С окисляет его до имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты. Сплавление с серой превращает бензимидазол в бензимидазол-2-тион, 1-алкилбензимидазолы – в его 1-алкилзамещённые.

Структурная формула бензимидазол-2-тиона.

Бензимидазол алкилируется алкилгалогенидами и диалкилсульфатами в присутствии щелочей в положение 1. При алкилировании N-алкилбензимидазолов образуются соли 1,3-диалкилбензимидазолия. Арилирование бензимидазола в положение 1 с помощью галогенаренов протекает обычно в жёстких условиях. Действием ацилхлоридов и ангидридов кислот получают N-ацилпроизводные. Бензимидазол нитруется смесью азотной и серной кислот в положение 5. При сульфировании образуется 5(6)-сульфокислота. Нуклеофильное замещение протекает в положении 2 лишь с N-производными бензимидазола. При нагревании с амидом натрия NaNH₂ в диметиланилине образуются 2-аминопроизводные бензимидазола, при сплавлении с гидроксидом калия КОН – бензимидазолоны. Металлирование (например, фенилнатрием) идёт в положение 2.

Структурная формула солей 1,3-диалкилбензимидазолия.

При взаимодействии o-фенилендиамина с муравьиной кислотой образуется бензимидазол, с карбоновыми кислотами в присутствии НСl – 2-алкилбензимидазолы, с АrСНО и ацетатом Сu(1) – 2-арилбензимидазолы (реакция Вайденхагена). Сам бензимидазол не находит промышленного применения, однако его производные являются лекарственными средствами (например, дибазол), фунгицидами (например, беномил) и др.

Литература

Литераутра:
Гетероциклические соединения / под ред. Р. Эльдерфилда ; пер. с англ. И. Ф. Луценко [и др.]. – Москва : Издательство иностранной литературы, 1961. – Т. 5.
Пожарский А. Ф. Успехи химии имидазола / А. Ф. Пожарский, А. Д. Гарновский, А. М. Симонов // Успехи химии. – 1966. – Т. 35, вып. 2. – С. 261–302.
Preston P. N. Synthesis, reactions, and spectroscopic properties of benzimidazoles // Chemical Reviews. – 1974. – Vol. 74, № 3. – P. 279–314.
Benzimidazoles and cogeneric tricyclic compounds. Vol. 40, pt. 1. / ed. by P. N. Preston. – Hoboken, NJ : Wiley-Interscience, 1981.