Протонирование

21.1.2.1. Протонирование

В кислых растворах по схеме протонирование/депротонирование обмен водорода в положении 5 имидазола происходит в 2 раза быстрее, чем в положении 4 и в > 100 раз быстрее, чем в положении 2 [25]. Достаточно полный и быстрый обмен идёт при комнатной температуре по положению 2 в нейтральной или слабоосновной, но не в кислой среде [26]; оксазол и тиазол также подвергаются селективному обмену водорода в положении 2, и относительные скорости процесса уменьшаются в следующем ряду: имидазол > оксазол > тиазол [27].

Механизм этого специфического процесса включает образование на первой стадии достаточной концентрации протонной соли, затем её C₍₂₎-депрототонирование, приводящее к промежуточному илиду, в резонансную структуру которого существенный вклад вносит карбенная форма. Согласно этому механизму четвертичные соли N-алкилимидазолов, оксазолов и тиазолов также должны подвергаться селективному обмену водорода в положении 2, что и происходит на самом деле. Особое внимание [28] уделяется тиазолиевым солям (разд. 21.10.) из-за возможности тиаминоподобного действия образуемых из них илидов в роли компонентов коферментов в некоторых биологических процессах [29]. Относительные скорости обмена по илидному механизму [30] уменьшаются в ряду: оксазолий > тиазолий > N-алкилимидазолий в примерном соотношении 10⁵:10³:10.

Полагают, что илиды по C₍₅₎ образуются при декарбоксилировании 5-карбоновых кислот, для которых лёгкость потери CO₂ увеличивается в ряду: оксазол- > тиазол- > N-алкилимидазол-5-карбоновая кислота, однако по сравнению с декарбоксилированием 2-карбоновых кислот элиминирование CO₂ из положения 5 происходит в 10⁶ раз медленнее, что обусловлено более низкой стабильностью 5-илидов и приводящих к ним переходных состояний [31].

Глава 21

• 21. 1,3-азолы — имидазолы, тиазолы и оксазолы: реакции и методы синтеза
• 21.1. Реакции с электрофильными реагентами
• 21.1.1. Присоединение по атому азота
• 21.1.1.1.1. Протонирование
• 21.1.1.2. Алкилирование по атому азота
• 21.1.1.3. Ацилирование по атому азота
• 21.1.2. Замещение по атому углерода
• 21.1.2.1. Протонирование
• 21.1.2.2. Нитрование
• 21.1.2.3. Сульфирование
• 21.1.2.4. Галогенирование
• 21.1.2.5. Ацилирование
• 21.1.2.6. Реакции с альдегидами
• 21.1.2.7. Реакции с иминиевыми солями
• 21.2. Реакции с окислителями
• 21.3. Реакции с нуклеофильными реагентами
• 21.3.1. Реакции с раскрытием цикла
• 21.3.2. Реакции замещения атома галогена
• 21.4. Реакции с основаниями
• 21.4.1. Депротонирование группы NH
• 21.4.2. Депротонирование СН
• 21.5. Реакции N-металлированных имидазолов
• 21.6. Реакции C-металлированных 1,3-азолов
• 21.6.1. Литийорганические производные
• 21.6.2. Реакции, катализируемые палладием
• 21.7. Реакции со свободными радикалами
• 21.8. Реакции с восстановителями
• 21.9. Электроциклические реакции
• 21.10. Алкил-1,3-азолы
• 21.11. Четвертичные соли 1,3-азолов
• 21.12. Гидрокси- и амино-1,3-азолы
• 21.13. N-оксиды 1,3-азолов
• 21.14. Синтезы 1,3-азолов
• 21.14.1. Синтез кольца
• 21.14.1.1. Из α-галогенокарбонильных соединений (или их эквивалентов) и трёхатомного фрагмента, поставляющего два гетероатома и атом C₍₂₎ кольца
• 21.14.1.2. Циклодегидратацией α-ациламинокарбонильных соединений
• 21.14.1.3. Из изонитрилов
• 21.14.1.4. Оксазолы из α-диазокарбонильных соединений
• 21.14.1.5. Дегидрированием
• 21.14.2. Примеры некоторых важных синтезов с участием 1,3-азолов
• 21.14.2.1. 4(5)-Фторгистамин
• 21.14.2.2. Пиридоксин
• 21.14.2.3. Тиамин
• 21.14.2.4. Тиено[2,3-d]имидазол
• 21.14.2.5. Гроссуларин-2

Дополнительно:

• Предисловие
• Введение
• Используемые сокращения