Synthesis and properties of heteroaromatic carbenes of the imidazole and triazole series and their fused analogues

Published VersionThe present review deals with the syntheses and properties of individual heteroaromatic carbenes of the imidazole, 1,2,4- and 1,2,3-triazole series, their fused analogs and mesoionic carbenes including unprecedented structures such as hyperbasic and hypernucleophilic carbenes. Particular emphasis is placed on their physical properties, novel chemical transformations, and catalytic properties

Review: Stable Heteroaromatic Carbenes Of The Benzimidazole And 1,2,4-Triazole Series

The review is focused on new data concerning the syntheses and selected properties of stable heteroaromatic monocarbenes of the benzimidazole and 1,2,4-triazole series, biscarbenes, anionocarbenes of the 1,2,4-triazole series, and cryptocarbenes. The syntheses of the precursors to these compounds are also described. Special attention is paid to C-H insertion reactions, X-ray structural data and spectral characteristics of the carbenes and their analogues.Biochemistr

Синтез і антимікробна активність сольових карбеноїдних сполук

Aim. To synthesize aliphatic and aromatic derivatives of salt carbenoid compounds of the series of imidazole, benzimidazole, pyridine, pyrimidine and 1,3,4-oxadiazole containing fluorophenyl, cetyl or adamantyl substituents, and study their antimicrobial (antibacterial and antifungal) activities.Results and discussion. New derivatives of heterocyclic carbenoid salts and zwitterions based on the imidazole, benzimidazole, pyridine, pyrimidine and 1,3,4-oxadiazole heterocyclic systems containing fluorophenyl, cetyl or adamantyl substituents were synthesized. For this purpose, reactions of cyclization of the corresponding diimines with ethoxymethyl chloride (imidazolium salts), quaternization of the corresponding azoles with cetyl bromide or 1-adamantyl bromide in organic solvents (benzimidazolium, pyridinium and 1,3,4-oxadiazolium salts), cyclization of di(1-adamantylamino)alkanes hydrobromides with the orthoformic ester (4,5-dihydroimidazolium and tetrahydropyridinium salts) were used. Zwitterionic compounds were obtained by the reaction of the corresponding azolium salts with phenyl isothiocyanate in the presence of potassium carbonate. Some macrocyclic and adamantyl substituted heterocyclic compounds showed antifungal and antibacterial activities.Experimental part. The structure of the compounds synthesized was proven by 1H and 13C NMR spectroscopy methods. The antimicrobial activity was studied out by the agar diffusion method to determine diameters of the growth inhibition zones of microorganisms (bacteria and fungi) and by the method of serial dilutions to determine the minimum inhibitory concentration and minimum bactericidal and fungicidal concentrations.Conclusions. The synthesis of new heterocyclic carbenoid salts and zwitterions based on the imidazole, benzimidazole, pyridine, pyrimidine and 1,3,4-oxadiazole heterocyclic systems containing fluorophenyl, cetyl or adamantyl substituents has been performed. Compounds of macrocyclic and adamantyl heterocyclic series with antifungal and antibacterial activities have been found. 1,3-Dicetylimidazolium bromide, macrocyclic bis(decylenebenzimidazolium) bromides, azolium-N-phenylthiocarboximides have been proven to be the most active.Мета. Синтезувати аліфатичні та ароматичні похідні сольових карбеноїдних сполук ряду імідазолу, бензімідазолу, піридину, піримідину та 1,3,4-оксадіазолу, що містять флуорофенільні, цетильний або адамантильний замісники, та дослідити їх антимікробну (антибактеріальну та протигрибкову) активність.Результати та їх обговорення. Синтезовано нові похідні гетероциклічних карбеноїдних солей та цвітеріонів на основі систем імідазолу, бензімідазолу, піридину, піримідину та 1,3,4-оксадіазолу, що містять флуорофенільні, цетильний або адамантильний замісники. Для цього застосовано реакції циклізації відповідних діімінів дією етоксиметилхлориду (імідазолієві солі), кватернізації відповідних азолів цетилбромідом або 1-адамантилбромідом в органічних розчинниках (бензімідазолієві, піридинієві та 1,3,4-оксадіазолієві солі), циклізацією гідробромідів ді(1-адамантиламіно)алканів ортоформіатним естером (4,5-дигідроімідазолієві та тетрагідропіримідинієві солі). Цвітеріонні сполуки отримано реакцією відповідних азолієвих солей з фенілізотіоціанатом в присутності калій карбонату. Виявлено речовини макроциклічного та адамантилгетероциклічного ряду з протигрибковою та антибактеріальною активністю.Експериментальна частина. Будову синтезованих сполук доведено методами 1Н та 13С ЯМР-спектроскопії. Антимікробну активність досліджували методом дифузії речовини в агар з визначенням діаметрів зон затримки зростання мікроорганізмів (бактерій і грибів) та методом серійних розведень з визначенням мінімальної інгібувальної та мінімальних бактерицидної та фунгіцидної концентрацій.Висновки. Здійснено синтез нових гетероциклічних карбеноїдних солей та цвітеріонів на основі систем імідазолу, бензімідазолу, піридину, піримідину та 1,3,4-оксадіазолу, що містять флуорофенільні, цетильний або адамантильний замісники. Виявлено речовини макроциклічного та адамантилгетероциклічного ряду з протигрибковою та антибактеріальною активністю. Найбільш активними виявилися 1,3-дицетилімідазолій бромід, макроциклічні біс-дециленбензіміда­золій броміди, азолій-N-фенілтіокарбоксіміди