Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

α-Аминокетоны взаимодействуют с карбонильными соединениями, обладающими α-метиленовой группой, преимущественно активированной дополнительным акцепторным заместителем, как, например, в эфирах β-кетокислот

Рисунок 1. Раздел 13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

Синтез Кнорра

Широко используемый общий подход к синтезу производных пиррола связан с использованием двух компонентов: один — α-аминокарбонильное соединение, которое поставляет в будущий пиррольный цикл атом азота и атомы углерода C(2) и C(3), и второй компонент, поставляющий атомы C(4) и C(5), в котором должна быть метальная группа в α-положении к карбонильной. Синтез Кнорра эффективен только в том случае, если метиленовая группа дополнительно активирована (например, как в ацетоуксусном эфире); при этом конденсация, приводящая к пирролу, успешно конкурирует с самоконденсацией α-аминокарбонильных соединений. Ниже в качестве иллюстрации приведён синтез 4-метилпиррол-3-карбоновой кислоты и её последующее превращение в 3-метилпиррол:

Рисунок 2. Раздел 13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

Поскольку α-аминокарбонильные соединения очень легко претерпевают самоконденсацию с образованием дигидропиразинов (разд. 11.13.), их обычно получают и используют в виде солей с высвобождением соответствующих свободных оснований под действием оснований, присутствующих в реакционной смеси. Альтернативно в синтезе Кнорра используются аминокарбонильные соединения с защищённой карбонильной группой, такие, как аминоацеталь [H2NCH2CH(OEt)2], вместе с эфирами енолов 1,3-дикетонов в качестве предшественников активированных карбонильных соединений [143]

Рисунок 3. Раздел 13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

Избежать прямого использования α-аминокарбонильных соединений можно, получая их в присутствии второго компонента синтеза Кнорра. В качестве восстановителя для превращения оксиминной группы в аминную, применяют цинк в уксусной кислоте и дитионит натрия [144]; при этом кетонная и сложноэфирная группы остаются незатронутыми

Рисунок 4. Раздел 13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

В классическом варианте синтеза Кнорра в качестве α-аминокарбонильной компоненты используется аминопроизводное другой карбонильной компоненты, которое генерируется из оксиминопроизводного in situ [145]

Рисунок 5. Раздел 13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

Согласно предполагаемому механизму процесса, показанному на примере образования пиррола Кнорра, на первой стадии происходит образование связи N — C(2), что предполагает присоединение атома азота к более электрофильной из двух карбонильных групп второй компоненты. Аналогично образование связи C(3) — C(4) происходит с участием более электрофильной (когда возможно альтернативное течение реакции) карбонильной группы α-аминокарбонильной компоненты. Существует множество элегантных примеров применения этого подхода к синтезу производных пиррола. Интересен пример образования двух пиррольных циклов при использовании в качестве предшественника α-амино-карбонильного соединения фенилгидразона, как показано ниже [146]:

Рисунок 6. Раздел 13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

Современные подходы к α-аминокарбонильным соединениям основаны на реакции 2-бромкетонов с диформамидом натрия с образованием α-формамидо-кетонов [147] и на взаимодействии амидов Вайнреба N-защищённых α-аминокислот с реактивами Гриньяра с последующим удалением N-защитной группы в присутствии второго компонента, как показано ниже [148]. Гидридное восстановление амидов Вайнреба N-защищённых α-аминокислот приводит к образованию α-аминоальдегидов, также используемых в этом подходе к синтезу производных пиррола [149].

Рисунок 7. Раздел 13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

Бис(метилтио)нитроэтилен при взаимодействии с органическими купратами замещает одну метилтиогруппу на алкильную или арильную. Далее продукт этой реакции при взаимодействии с аминоацеталями, (в качестве предшественников α-аминокарбонильных соединений) превращается в ациклическое соединение, замыкание цикла в котором приводит к 2-замещённым 3-нитро-пирролам [150].

Рисунок 8. Раздел 13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

Енамины, образующиеся при присоединении эфиров α-аминокислот к диметиловому эфиру ацетилен-дикарбоновой кислоты, способны превращаться в 3-гидроксипирролы в результате замыкания цикла по типу конденсации Кляйзена [151].

Рисунок 9. Раздел 13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов


13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

Список литературы к главе 13

Упражнения к главе 13

Глава 13

Дополнительно:


Средства индивидуальной защиты. Справочник / Описаны современные средства индивидуальной защиты: спецодежда, спецобувь, средства защиты рук, глаз, лица, головы, органов дыхания, предназначенные для предупреждения воздействия на работающих различных вредных и опасных факторов химических производств. Даны научно обоснованные рекомендации по оценСредства индивидуальной защиты. Справочник
Описаны современные средства индивидуальной защиты: спецодежда, спецобувь, ...
Физика нефтяного и газового пласта / Рассмотрены физико-химические свойства пластовых жидкостей и газов, коллекторские и фильтрационные свойства горных пород, дана их классификация. Описаны методы повышения нефте- и газоконденсатоотдачи залежей углеводородов, приведены сведения о неньютоновских нефтях и системах, применяемых в нефтегазФизика нефтяного и газового пласта
Рассмотрены физико-химические свойства пластовых жидкостей и газов, ...
Электрон глазами химика / Во втором издании (1-е издание вышло в 1983 г.) рассмотрены вопросы электронного строения атомов и молекул. В доступной форме описаны достижения, проблемы и перспективы развития квантовохимических представлений. Читатель знакомится с кругом современных проблем в области квантовой химии(изучение «нежЭлектрон глазами химика
Во втором издании (1-е издание вышло в 1983 г.) рассмотрены вопросы электронного ...
Полиэтиленимин / Монография посвящена вопросам полимеризации простейшего азотистого гетероцикла — этиленимина. В ней подробно обсуждается механизм и кинетика катионной полимеризации этиленимина. Рассматриваются структура и основные свойства полиэтиленимина, его производных и сополимеров этиленимина с другими мономерПолиэтиленимин
Монография посвящена вопросам полимеризации простейшего азотистого гетероцикла ...