Реакции с иминиевыми ионами: реакция Манниха

17.1.9. Реакции с иминиевыми ионами: реакция Манниха

В нейтральных условиях и при низкой температуре незамещённый индол реагирует со смесью формальдегида и диметиламина по атому азота [66] [67]; эта реакция, по-видимому, протекает при низкой равновесной концентрации индолил-аниона. В нейтральном растворе при более высокой температуре или в уксусной кислоте происходит превращение в термодинамически более стабильное 3-замещённое соединение — грамин. Грамин можно получить напрямую, гладко и с высоким выходом реакцией в уксусной кислоте [68].

Реакция Манниха имеет большое практическое значение, так как не только позволяет широко варьировать электрофильные иминиевые ионы, но и сам грамин и родственные ему основания часто используют как ценные промежуточные соединения для дальнейших синтезов (разд. 17.12.).

Рисунок 1. Раздел 17.1.9. Реакции с иминиевыми ионами: реакция Манниха

Электрофил — иминиевый ион — может быть синтезирован отдельно и выделен в кристаллическом виде, он известен как «соль Эшенмозера» (Me2N+ = CH2I-) [69]. Обычно реакции с этим реакционноспособным электрофилом проводят в неполярном растворителе. Примеры, иллюстрирующие, какие изменения может претерпевать структура иминиевого иона, включают реакцию индола с пиримидином [70], реакцию индола с бензилиденовыми производными ариламинов, катализируемую трифлатами лантаноидов [71], и димеризацию индола, катализируемую минеральными кислотами [72]. В первом примере протонированный пиримидин выступает в качестве электрофила, в последнем индол атакуется протонированным индолом, как показано ниже:

Рисунок 2. Раздел 17.1.9. Реакции с иминиевыми ионами: реакция Манниха

Скатол превращается в α,α’-связанный димер в кислоте; в противоположность этому 2-метиливдол не подвержен кислотно-катализируемой димеризации, что обусловлено более низкой электрофильностью 3-протонированного 2-замещённого 3Н-индолий катиона, аналогично тому, как кетоны менее реакционноспособны, чем альдегиды.

Если в качестве электрофила используют протонированный 3-броминдол, конечное элиминирование бромоводорода приводит к восстановлению ароматичности 2-замещенных индолов; пиррол (как показано на схеме) или индолы могут участвовать в процессах такого типа [73].

Рисунок 3. Раздел 17.1.9. Реакции с иминиевыми ионами: реакция Манниха

В том случае, когда можно провести внутримолекулярную конденсацию, реакции Манниха и Вильсмейера широко используют для синтеза тетрагидро-β-карболинов [74] (дигидро-β-карболинов) — соединений, подобных обнаруженным во многих индольных алкалоидах (β-карболин — широко используемое тривиальное название пиридо[3,4-b] индола).

Рисунок 4. Раздел 17.1.9. Реакции с иминиевыми ионами: реакция Манниха

Спорным является вопрос, как происходит атака: либо непосредственно по α-положению, либо по β-положению с последующей перегруппировкой. По-видимому, существенно то, что реакция Манниха, в противоположность алкилированию, обсуждённому в разд. 17.1.6., — процесс обратимый, который позволяет, хотя и более медленно, но напрямую осуществлять α-замещение, что принципиально важно для получения α-замещённых структур.

Было показано, что триптамины, имеющие в положении 2 карбоксильную группу, которые легко синтезировать (см. разд. 17.17.6.3.), но которые с трудом декарбоксилируются, подвергаются циклоконденсации Манниха с альдегидами и кетонами с потерей диоксида углерода на последней стадии процесса [75].

Рисунок 5. Раздел 17.1.9. Реакции с иминиевыми ионами: реакция Манниха

Нитроны, полученные изтриптаминов, легко циклизуются, и процесс может быть проведён энантиоселективно при использовании хиральных кислот Льюиса [76].

Рисунок 6. Раздел 17.1.9. Реакции с иминиевыми ионами: реакция Манниха


17.1.9. Реакции с иминиевыми ионами: реакция Манниха

Список литературы к главе 17

Упражнения к главе 17

Глава 17

Дополнительно:


Строение стекла / Москва — Ленинград, 1955 год. Издание Академии наук СССР. Издательский переплёт. Сохранность хорошая. Стекло, помимо широкого использования в жилищно-промышленном строительстве и в быту, находит все большее и большее применение в различных областях науки и техники. Грамотное ведение технологических Строение стекла
Москва — Ленинград, 1955 год. Издание Академии наук СССР. Издательский переплёт. ...
Квантовые свойства атомов и ионов и позитронная диагностика / В работе описывается использование квантовомеханических методов (вариационного, кластерного, неполного разделения переменных и др.) для расчёта волновых функций и квантовых характеристик атомов и ионов, в том числе позитронсодержащих. Излагаются результаты теоретических исследований поведения позитрКвантовые свойства атомов и ионов и позитронная диагностика
В работе описывается использование квантовомеханических методов (вариационного, ...
Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева / В книге освещены предыстория периодического закона и его развитие на протяжении более 100 лет после открытия. В ней отражены три основных этапа в эволюции периодического закона: периодический закон и элемент, периодический закон и строение атома, периодический закон и строение ядра атома. В книге прПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
В книге освещены предыстория периодического закона и его развитие на протяжении ...
Теория инфракрасных спектров полимеров / В монографии последовательно излагается общая теория инфракрасных спектров полимеров и полимерных кристаллов и методы расчёта кривых спектрального распределения коэффициента поглощения. Предлагаемая теория является естественным распространением теории колебании малых молекул па объекты периодическойТеория инфракрасных спектров полимеров
В монографии последовательно излагается общая теория инфракрасных спектров ...