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:


Популярная библиотека химических элементов. Полоний — Нильсборий / В трёх предыдущих выпусках «Библиотеки» («Наука», 1971, 1972, 1973) рассказано об элементах с атомными номерами от 1 до 83, то есть обо всех элементах, имеющих стабильные изотопы. Этот, заключительный, выпуск посвящён самым тяжёлым элементам таблицы Менделеева, элементам, у которых стабильных изотопПопулярная библиотека химических элементов. Полоний — Нильсборий
В трёх предыдущих выпусках «Библиотеки» («Наука», 1971, 1972, 1973) рассказано об ...
Коррозия и способы защиты оборудования в сернокислотной промышленности / В книге приведены данные о коррозионной стойкости различных материалов и описаны способы защиты от коррозии оборудования и трубопроводов в сернокислотной промышленности. Указаны основные правила эксплуатации и нормы технологического режима, соблюдение которых необходимо для предупреждения усиленной Коррозия и способы защиты оборудования в сернокислотной промышленности
В книге приведены данные о коррозионной стойкости различных материалов и описаны ...
Общая химия. Состояние веществ и химические реакции / Рассматриваются многообразные химические реакции, систематизированные по фазовому состоянию участвующих в реакции веществ — газовому, жидкому и кристаллическому. Химические процессы обсуждаются на основе учений о направлении реакций (химическая термодинамика), их скорости (химическая кинетика), строОбщая химия. Состояние веществ и химические реакции
Рассматриваются многообразные химические реакции, систематизированные по ...
Технология переработки кристаллических полиолефинов / Монография обобщает сведения о технологии основных процессов переработки важнейшей группы термопластов — кристаллических полиолефинов. В ней подробно описывается получение плёнок и плёночных материалов, труб и профилей, листов, тары и других изделий из различных полиэтиленов, полипропилена и др. КраТехнология переработки кристаллических полиолефинов
Монография обобщает сведения о технологии основных процессов переработки ...