बेंज़िमिडाज़ोल की संश्लेषण विधि क्या है

बेंज़िमिडाज़ोलएक महत्वपूर्ण नाइट्रोजन विषमचक्रीय यौगिक है, जिसमें जैविक गतिविधियों और फार्मास्युटिकल अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है। कार्बनिक संश्लेषण में, बेंज़िमिडाज़ोल के सिंथेटिक तरीकों में मुख्य रूप से निम्नलिखित शामिल हैं:

1. डायज़ो विधि:

बेंज़िमिडाज़ोल की तैयारी के लिए डायज़ोनियम विधि पारंपरिक तरीकों में से एक है। जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, एसाइल युक्त डायज़ो यौगिक उत्पन्न करने के लिए पहले एल्डिहाइड या कीटोन्स के साथ नाइट्रोबेंजीन की प्रतिक्रिया करें, और फिर बेंज़िमिडाज़ोल उत्पन्न करने के लिए कनाईजी युग्मन प्रतिक्रियाओं के लिए तांबे के उत्प्रेरक का उपयोग करें।

डायज़ोनियम विधि द्वारा बेंज़िमिडाज़ोल की तैयारी बोझिल है, सॉल्वैंट्स के लिए उच्च आवश्यकताएं हैं, और प्रतिक्रिया की स्थिति अपेक्षाकृत कठोर है, इसलिए यह आम तौर पर औद्योगिक उत्पादन और बड़े पैमाने पर संश्लेषण के लिए उपयुक्त नहीं है।

बेंज़िमिडाज़ोल के डायज़ोनियम संश्लेषण के प्रायोगिक चरण निम्नलिखित हैं:

चरण 1: एनिलिन के नाइट्राइट नमक की तैयारी:

उचित मात्रा में एनिलिन (1 mmol) लें और इसे 10 mL ग्लेशियल एसिटिक एसिड और 5 mL पानी में मिलाएं, फिर धीरे-धीरे घोल में सोडियम नाइट्राइट (1 mmol) मिलाएं। 5 मिनट तक हिलाते रहने के बाद, तापमान को नियंत्रित करने के लिए इसे 0 डिग्री पर पानी के स्नान में रखें। प्रतिक्रिया के दौरान, अभिकारकों को 0 डिग्री से नीचे रखा जाना चाहिए। अभिकारकों के तापमान को नियंत्रित करना महत्वपूर्ण है क्योंकि नाइट्राइट अस्थिर है और आसानी से विघटित हो जाता है। प्रतिक्रिया के संतोषजनक स्तर तक पहुँचने के बाद, एनिलिन के नाइट्राइट को अगली प्रतिक्रिया में तुरंत इस्तेमाल किया जाना चाहिए।

चरण 2: बेंजीन-1,2-डायज़ोनियम नमक तैयार करना:

बेंजीन {{0}}, 2-डायोन (1 mmol) सोडियम हाइड्रॉक्साइड (1 mmol) के घोल में घुल गया था। फिर, एनिलिन से तैयार नाइट्राइट जोड़ें और 0 डिग्री पर 2-3 घंटों तक प्रतिक्रिया करें जब तक कि प्रतिक्रिया पूरी न हो जाए। प्रतिक्रिया के दौरान, तापमान 0 डिग्री से नीचे नियंत्रित किया जाना चाहिए। प्रतिक्रिया के बाद, परिणामी उत्पाद एक ठोस बनाता है जिसकी संरचना स्पेक्ट्रोस्कोपिक रूप से निर्धारित की जा सकती है।

चरण 3: बेंज़िमिडाज़ोल की तैयारी:

बेंजीन {{0}}, 2-डायज़ोनियम नमक (1 मिमीोल) लें, डायथाइल थायोसेटेट (2 मिमीोल) मिलाएं, हिलाएं, और 0 डिग्री पर 2-3 घंटों तक प्रतिक्रिया करें जब तक कि प्रतिक्रिया पूरी न हो जाए पूरा। प्रतिक्रिया पूरी होने के बाद, अवक्षेप बनाने के लिए प्रतिक्रिया समाधान को ठंडे पानी में बूंद-बूंद करके जोड़ा गया। तनु अम्ल के साथ उपचार के बाद, उत्पाद को क्लोरोफॉर्म के साथ निकाला गया और अवक्षेप को Na2SO4 पर सुखाया गया। प्राप्त उत्पाद की संरचना का एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा विश्लेषण किया जा सकता है।

2. कार्बनिक विलायक विधि:

बेंज़िमिडाज़ोल के संश्लेषण के लिए कार्बनिक विलायक विधि एक किफायती और सुविधाजनक तरीका है। सबसे पहले, थैलिक एसिड और एमिनोफेनॉल गर्मी से संघनित होकर 1, 2- फेनिलीनडायमाइन (यानी ओ-फेनिलीनडायमाइन) उत्पन्न करते हैं, और फिर बेंज़िमिडाज़ोल प्राप्त करने के लिए एक कार्बनिक विलायक में गर्म करके प्रतिक्रिया करते हैं। विधि को बहुत अधिक उत्प्रेरक और प्रतिक्रिया स्थितियों की आवश्यकता नहीं होती है, और इसमें सरल संचालन और उच्च उपज होती है।

कदम:

(1) क्रश 2-aminobenzonezimidazole:

बॉल मिल में 2-aminobenzonezimidazole मिलाएं, और बॉल मिलिंग बॉडी और बॉल मिलिंग माध्यम के साथ मिलकर बॉल मिलिंग करें जब तक कि यह माइक्रोन-आकार का पाउडर प्राप्त करने के लिए समान रूप से चूर्णित न हो जाए। क्रशिंग का उद्देश्य 2-aminobenzonezimidazole के विशिष्ट सतह क्षेत्र को बढ़ाना है, जो बाद की प्रतिक्रिया के लिए फायदेमंद है।

(2) एसाइलेशन प्रतिक्रिया:

चूर्णित 2-अमीनोबेंज़ोनज़िमिडाज़ोल और कार्बोक्जिलिक एसिड या एनहाइड्राइड अभिकर्मकों को प्रतिक्रिया केतली में एक निश्चित अनुपात में जोड़ें, एक अक्रिय गैस (जैसे नाइट्रोजन) में पास करें, और एक निश्चित तापमान पर एसाइलेशन प्रतिक्रिया शुरू करें। विशिष्ट प्रतिक्रिया की स्थिति अलग-अलग अभिकर्मकों और सॉल्वैंट्स के साथ भिन्न होती है। आम तौर पर, प्रतिक्रिया का तापमान 70-120 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है, और प्रतिक्रिया का समय 4-24 घंटे होता है।

(3) क्षारीय वृद्धि:

प्रतिक्रिया के बाद, प्रतिक्रिया को पूरा करने के लिए एक निश्चित मात्रा में क्षार (जैसे सोडियम सल्फेट, सोडियम हाइड्रॉक्साइड, आदि) जोड़ें। जोड़े गए आधार की मात्रा आम तौर पर कार्बोक्जिलिक एसिड या एनहाइड्राइड अभिकर्मक के द्रव्यमान का 1-2 गुना होती है, और प्रतिक्रिया समय 10-30 मिनट होता है।

(4) पृथक्करण और शुद्धिकरण:

दूधिया सफेद मध्यवर्ती उत्पाद प्राप्त करने के लिए प्रतिक्रिया मिश्रण को एक अलग फ़नल में डाला गया, पानी और अन्य सॉल्वैंट्स से धोया गया। मध्यवर्ती उत्पाद को एक रोटरी बाष्पीकरणकर्ता में स्थानांतरित किया गया था, और प्रारंभिक शुद्ध उत्पाद प्राप्त करने के लिए तापमान और वैक्यूम को नियंत्रित करके विलायक को हटा दिया गया था। अंत में, बेंज़िमिडाज़ोल उत्पाद प्राप्त करने के लिए उत्पाद को एक जलशुष्कक में सुखाया जा सकता है।

सामान्यतया, कार्बनिक विलायक विधि के आधार पर बेंज़िमिडाज़ोल तैयार करने की प्रक्रिया अपेक्षाकृत सरल है, लेकिन प्रतिक्रिया के दौरान प्रतिक्रिया की स्थिति के चयन और मध्यवर्ती उत्पादों के शुद्धिकरण पर ध्यान देना चाहिए। बार-बार परीक्षण और अनुकूलन के माध्यम से, उच्च शुद्धता बेंज़िमिडाज़ोल प्राप्त किया जा सकता है।

3. जिंक क्लोराइड विधि:

बेंज़िमिडाज़ोल की तैयारी के लिए जिंक क्लोराइड विधि भी एक महत्वपूर्ण विधि है। यूरिया के साथ हेलोबेंजीन की प्रतिक्रिया करके, 2-हैलोफेनिल्यूरिया उत्पन्न होता है, और फिर बेंज़िमिडाज़ोल उत्पन्न करने के लिए ज़िंक क्लोराइड उत्प्रेरक के साथ प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया से गुजरना पड़ता है। इस प्रतिक्रिया में जिंक क्लोराइड उत्प्रेरक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जो प्रतिक्रिया दर और उपज को बढ़ा सकता है।

जिंक क्लोराइड विधि के चरण इस प्रकार हैं:

3.1। प्रीट्रीटमेंट: आवश्यक कच्चे माल और अभिकर्मकों को इकट्ठा करें। बेंज़िमिडाज़ोल के संश्लेषण के लिए मुख्य कच्चा माल 1,2-फेनिलेनडायमाइन और एसिटाइल पदार्थ हैं। इसके अलावा, सोडियम कार्बोनेट, जिंक क्लोराइड और इथेनॉल जैसे अभिकर्मकों की आवश्यकता होती है।

3.2। रिएक्टेंट्स तैयार करें: पहले 10 एमएल इथेनॉल में फेनिलीनडायमाइन को घोलें और पूरी तरह से घुलने तक हिलाएं। फिर उसमें 37 प्रतिशत HCl मिला कर हिलाते रहे। प्रतिक्रिया प्रणाली के पीएच को लगभग 7-8 तक समायोजित करने के लिए पर्याप्त सोडियम कार्बोनेट जोड़ें, और फिर इथेनॉल जोड़ें।

3.3। जिंक क्लोराइड मिलाएं: उचित मात्रा में इथेनॉल में जिंक क्लोराइड घोलें, फिर धीरे-धीरे हिलाते हुए अभिकारक में मिलाएं। जोड़ने के बाद प्रतिक्रिया द्रव्यमान का तापमान 30 डिग्री से अधिक नहीं रखा गया था।

3.4। प्रतिक्रिया: अभिकारक को कमरे के तापमान पर 3-6 घंटे तक हिलाएँ जब तक उत्पाद नहीं बन जाता। प्रतिक्रिया के दौरान, थोड़ी मात्रा में हाइड्रोजन क्लोराइड उत्पन्न हो सकता है, जिसे समय पर निकालने की आवश्यकता होती है।

3.5। उत्पाद को पुनर्प्राप्त करना: प्रतिक्रिया पूरी होने के बाद, फ़िल्टर पेपर के माध्यम से प्रतिक्रिया समाधान को फ़िल्टर किया जाता है, और छानने के बाद एक ठोस उत्पाद प्राप्त होता है। उत्पाद को 10 एमएल इथेनॉल के साथ फिर से मिलाया गया, और शुद्ध उत्पाद प्राप्त करने के लिए सक्रिय कार्बन द्वारा विघटित किया गया।

3.6। उत्पाद परीक्षण: उत्पाद की शुद्धता, संरचना और भौतिक गुणों का परीक्षण करना, जैसे कि उसके गलनांक, स्पेक्ट्रम और अन्य गुणों को मापना, यह निर्धारित करने के लिए कि उत्पाद आवश्यकताओं को पूरा करता है या नहीं। वास्तविक संचालन में, बेहतर प्रतिक्रिया प्रभाव और उत्पाद उपज प्राप्त करने के लिए प्रतिक्रिया तापमान, प्रतिक्रिया समय, अभिकर्मक राशि और अन्य कारकों सहित प्रतिक्रिया की स्थिति को अनुकूलित करना आवश्यक है।

बेंज़िमिडाज़ोल ज़िंक क्लोराइड विधि में, ज़िंक क्लोराइड एनिलिन और एसिटाइल यौगिकों की संघनन प्रतिक्रिया में मदद करने के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है। विधि द्वारा उत्पादित बेंज़िमिडाज़ोल में उच्च महीनता, नियंत्रणीयता और उच्च दक्षता होती है, और यह बेंज़िमिडाज़ोल के महत्वपूर्ण संश्लेषण विधियों में से एक है।

4. धातु कटैलिसीस विधि:

धातु-उत्प्रेरित विधि बेंज़िमिडाज़ोल की तैयारी के लिए उभरती हुई विधियों में से एक है, और आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले धातु उत्प्रेरक में पैलेडियम, तांबा, लोहा और जैसे शामिल हैं। उनमें से, बेंज़िमिडाज़ोल की तैयारी में पैलेडियम उत्प्रेरक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। विशिष्ट विधि यह है कि प्रतिक्रिया प्रणाली में p-फेनिलेनडायमाइन और सुगंधित एसाइलफॉर्मिक एसिड जैसे अभिकारकों को जोड़ा जाता है, और बेंज़िमिडाज़ोल पैलेडियम उत्प्रेरक की ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया के माध्यम से उत्पन्न होता है।

4.1। निकल उत्प्रेरक विधि:

निकल उत्प्रेरक का उपयोग करके बेंज़िमिडाज़ोल का संश्लेषण कार्बोनिल इंटरमीडिएट्स के माध्यम से सुगंधित अमाइन की सीएन क्रॉस-युग्मन प्रतिक्रिया द्वारा महसूस किया जाता है। निम्नलिखित विशिष्ट संश्लेषण चरण हैं:

चरण 1: बुनियादी परिस्थितियों में, सुगंधित अमीन हाइड्रॉक्साइड तैयार किए जाते हैं और सुगंधित अमीन दाताओं में परिवर्तित हो जाते हैं। प्रतिक्रिया में, सुगंधित अमाइन के नाइट्रोजन परमाणु को कम करने के लिए धातु कम करने वाले एजेंट (जैसे Zn) का उपयोग करना आवश्यक है।

चरण 2: दाता और कार्बीन (CHCl3/TMF/Ni) को प्रतिक्रिया में जोड़ा गया था, और उत्प्रेरक को Ni(0) में Ni(CO)4 द्वारा कम करके एक कार्बोनिल इंटरमीडिएट बनाया गया था, जिसे बनाया गया था कार्बाइन के साथ अतिरिक्त प्रतिक्रिया।

चरण 3: हीटिंग और सरगर्मी की स्थिति के तहत, मध्यवर्ती आंतरिक प्रोटॉन हस्तांतरण के माध्यम से बेंज़िमिडाज़ोल के संबंधित यौगिक बनाता है, और उत्पाद को पानी की निकासी और स्तंभ क्रोमैटोग्राफी द्वारा शुद्ध किया जा सकता है।

4.2। पैलेडियम उत्प्रेरित विधि:

बेंज़िमिडाज़ोल को संश्लेषित करने के लिए पैलेडियम उत्प्रेरक का उपयोग उच्च चयनात्मकता, उच्च उपज और तेज प्रतिक्रिया गति के साथ एक विधि है। इस विधि के चरण इस प्रकार हैं:

चरण 1: ऐरोमैटिक एसिड बेंजामाइड उत्पन्न करने के लिए बुनियादी स्थितियों के तहत एनिलिन और एरोमैटिक एसिड (या कार्यात्मक एरिल हैलाइड) की संघनन प्रतिक्रिया।

चरण 2: एरोमैटिक एसिड बेंजामाइड बनाने के लिए एक पैलेडियम उत्प्रेरक और एक क्षारीय पदार्थ को सुगंधित एमाइड बनाने के लिए एक निर्जलीकरण प्रतिक्रिया से गुजरना, और फिर एक एल्डिहाइड या कीटोन के साथ प्रतिक्रिया करके एनसी और सीसी बांड युक्त एक मध्यवर्ती उत्पन्न करना।

चरण 3: फिर मध्यवर्ती को पैलेडियम उत्प्रेरक द्वारा बेंज़िमिडाज़ोल के संबंधित उत्पाद बनाने के लिए उत्प्रेरक रूप से कम किया जाता है।

अंत में, बेंज़िमिडाज़ोल के धातु-उत्प्रेरित संश्लेषण के कई फायदे हैं, जैसे कि अच्छी विशिष्टता, उच्च दक्षता, अर्थव्यवस्था और आसान संचालन। यह लेख बेंज़िमिडाज़ोल के संश्लेषण के लिए दो सबसे आम तरीकों का वर्णन करता है: निकल-उत्प्रेरित और पैलेडियम-उत्प्रेरित। विशेष रूप से बेंज़िमिडाज़ोल के औद्योगिक उत्पादन में पैलेडियम कटैलिसीस विधि का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है क्योंकि इसके उच्च चयनात्मकता, तेज़ प्रतिक्रिया गति और सरल ऑपरेशन के फायदे हैं।

इसके अलावा, कुछ अन्य सिंथेटिक तरीके हैं, जैसे बेंज़िमिडाज़ोल और इसी तरह उत्पन्न करने के लिए नेफ़थलीन और यूरिया की संघनन प्रतिक्रिया। सामान्यतया, बेंज़िमिडाज़ोल के विभिन्न सिंथेटिक तरीके हैं, और विभिन्न प्रतिक्रिया स्थितियों और प्रतिक्रिया प्रणालियों के अनुसार एक उपयुक्त विधि का चयन किया जा सकता है।