Литиирование пятичленных гетероциклических соединений

2.6.1.3. Литиирование пятичленных гетероциклических соединений

Индуктивное влияние гетероатома, оттягивающего электронную плотность, проявляется в большей степени в α-положении, что позволяет проводить прямое α-литиирование практически всех пятичленных гетероциклических соединений. Относительная кислотность α-Н-атомов некоторых различных гетероциклических соединений приведена ниже.

Рисунок 1. Раздел 2.6.1.3. Литиирование пятичленных гетероциклических соединений

Равновесные значения рКа для некоторых пятичленных гетероциклических соединений при депротонировании в ТГФ [69] (измеряемые значения pKa варьируются в зависимости от природы растворителя).

Рисунок 2. Раздел 2.6.1.3. Литиирование пятичленных гетероциклических соединений

Несмотря на низкую электроотрицательность атома серы и соответственно более слабый индуктивный эффект, проявляемый этим гетероатомом, тиофены способны металлироватся с той же лёгкостью, что и фураны. Связано это с большей поляризуемостью атома серы, что способствует большему распределению отрицательного заряда в анионе [70], хотя участие d-орбитали в стабилизации анионного центра не очень существенно. Направление литиирования 2-(2-фурил)тиофена зависит от условий [71] проведения процесса: в неполярных растворителях литиирование преимущественно идёт по фурановому циклу, поскольку литий сильно координирован по атому кислорода, что приводит к увеличению индуктивного эффекта этого гетероатома

Рисунок 3. Раздел 2.6.1.3. Литиирование пятичленных гетероциклических соединений

Использование более сильного основания может приводить к образованию диметаллопроизводных [72]

Рисунок 4. Раздел 2.6.1.3. Литиирование пятичленных гетероциклических соединений

Влияние направляющих групп может нарушать свойственную пятичленным гетероциклическим соединениям α-селективность литиирования, как это показано в приведённом ниже примере для тиофена, однако использование диизопропиламида лития позволяет осуществить процесс литиирования «обычным» образом [73]

Рисунок 5. Раздел 2.6.1.3. Литиирование пятичленных гетероциклических соединений

Литиирование пиррола осложняется в присутствии более подвижного атома водорода, связанного с атомом азота; так, 1-метилпиррол литиируется по положению C(2), хотя и в более жёстких условиях, чем фуран [74]. Введение удаляемой защитной группы в положение 1 пиррола позволяет получать α-литиевые производные. Для этих целей может быть использовано трет-бутилоксикарбонильная группа, преимущество которой связано не только с лёгкой удаляемостью в результате гидролиза, но и с её электроноакцепторными свойствами, повышающими кислотность α-Н-атома. Кроме того, трет-бутилоксикарбонильная группа способствует литиированию за счёт хелатирования [75].

Рисунок 6. Раздел 2.6.1.3. Литиирование пятичленных гетероциклических соединений

Литиирование бензо[b]тиофенов, бензо[b]фуранов и индолов, содержащих защитную группу в положении 1, идёт по α-положению относительно гетероатома [76]. Литиирование в другие положения гетероциклической системы возможно в результате реакций обмена, однако при повышенных температурах такие литиевые производные склонны изомеризоваться в 2-литийпроизводные [68].

Рисунок 7. Раздел 2.6.1.3. Литиирование пятичленных гетероциклических соединений

Литиирование по бензольному кольцу может быть достигнуто при реакции обмена даже без предварительной защиты NH-группы в случае индола, то есть с образованием N,C-дилитийпроизводных [77].

Литиирование 1,3-азолов осуществляется очень легко по положению C(2). Лёгкость такого металлирования обусловлена одновременно двумя факторами, повышающими кислотность атома водорода в этом положении: индуктивным и мезомерным электроноакцепторным влиянием «пиридинового» атома азота (разд. 2.6.1.4.) и индуктивным электроноакцепторным влиянием второго гетероатома, аналогичным тому, которое проявляется в тиофене, фуране и пирроле. При наличии заместителя в положении 2 литиирование 1,3-азолов обычно идёт по положению 5 [78].

Рисунок 8. Раздел 2.6.1.3. Литиирование пятичленных гетероциклических соединений

При литиировании имидазола первоначально необходимо введение защитной группы к атому азота N(1). В качестве защитной обычно используют группу, которая обеспечивает дополнительную стабилизацию образующегося аниона и увеличивает селективность α-литиирования вследствие координации иона лития; одна из таких групп — триметилсилилэтоксиметильная [Me3Si(CH22OCH2, SEM] [80].

Рисунок 9. Раздел 2.6.1.3. Литиирование пятичленных гетероциклических соединений

Существенно, что пиразол, содержащий защитную группу у атома N(1), литиируется по положению 5, то есть по положению, соседнему с «пиррольным» атомом азота; такое же направление литиирования наблюдается при наличии в положении N(1) группы, способной содействовать металлированию в результате хелатирования [81].

При литиировании пятичленных гетероциклических систем по β-положению [82] возможно раскрытие гетероцикла при повышении температуры, гетероатом в этом случае выступает в роли уходящей группы [83].

Рисунок 10. Раздел 2.6.1.3. Литиирование пятичленных гетероциклических соединений


2.6.1.3. Литиирование пятичленных гетероциклических соединений

Список литературы к главе 2

Глава 2

Дополнительно:


Естествознание и проблема белка. Химическое и пространственное строение белков. Структурная организация белков / В книге прослежены этапы развития исследований химического и пространственного строения белков с начала XVIII в. Особое внимание уделено анализу современного состояния этих важнейших областей молекулярной биологии. Рассмотрение проблемы белка дано на фоне общего хода развития естественно-научных знаЕстествознание и проблема белка. Химическое и пространственное строение белков. Структурная организация белков
В книге прослежены этапы развития исследований химического и пространственного ...
История великого закона / Москва, 1952 год. Издательство «Молодая гвардия». С иллюстрациями. Издательский переплёт. Сохранность хорошая. Книга посвящена Периодическому закону химических элементов Д. И. Менделева. Автор рассказывает многовековую историю изучения веществ, подчёркивает блестящее решение русского химика.История великого закона
Москва, 1952 год. Издательство «Молодая гвардия». С иллюстрациями. Издательский ...
Практическое руководство по физико-химии волокнообразующих полимеров / Настоящая книга является оригинальным изложением основ физико-химии волокнообразующих полимеров на многочисленных примерах и задачах, часто встречающихся в практике научных и технологических работ. В книге изложены общие принципы современной теории структурообразования волокнообразующих полимеров, пПрактическое руководство по физико-химии волокнообразующих полимеров
Настоящая книга является оригинальным изложением основ физико-химии ...
Циклогекса-1,3-диен и продукты на его основе / В книге изложены вопросы получения циклогекса-1,3-диена, его химические превращения, особенно полимеризация, а также сополимеризация с некоторыми другими мономерами. Приводятся результаты исследования строения как циклогекса-1,3-диена, так и его полимерных продуктов. Рассматривается применение циклоЦиклогекса-1,3-диен и продукты на его основе
В книге изложены вопросы получения циклогекса-1,3-диена, его химические ...