Четвертичные соли 1,3-азолов

21.11. Четвертичные соли 1,3-азолов

Гексафторофосфат 1-бутил-3-метилимидазолия, жидкий при комнатной температуре и устойчивый по отношению к воде, рекомендован в качестве «ионной жидкости» и, как показано, служит эквивалентом диполярного апротонного растворителя в некоторых катализируемых основаниями процессах алкилирования; продукты реакции можно легко выделить экстракцией несмешивающимися органическими растворителями обычным образом [109].

N-Ацилоксикарбонил-1,3-азолиевые соли, генерируемые in situ реакцией с хлороформиатами, реагируют с аллилстаннанами [110] или аллилсиланами [111], присоединяя эквивалент аллил-аниона. Аналогично силиловые эфиры енола присоединяют эквивалент енолята с образованием 2,3-дигидро-2-замещённых имидазолов и тиазолов [112].

Рисунок 1. Раздел 21.11. Четвертичные соли 1,3-азолов

Азолиевые соли быстро атакуются нуклеофилами, например гидроксид-ионом, и присоединение происходит по положению 2 с последующим раскрытием цикла [113]

Рисунок 2. Раздел 21.11. Четвертичные соли 1,3-азолов

Осторожное использование этого процесса позволяет синтезировать гетероциклы среднего размера — продукты трёхстадийной последовательности превращений, а именно: присоединение гидроксид-иона к со-иодалкилтиазолиевым солям, раскрытие цикла и последующая повторная циклизация в результате внутримолекулярного S-алкилирования, как показано ниже на примерах образования восьмичленного цикла [114], и введение атома серы в положение 2 имидазола с использованием фенилхлортионоформиата [115]:

Рисунок 3. Раздел 21.11. Четвертичные соли 1,3-азолов

Обмен водорода в положении 2 азолиевых солей по илидному механизму был обсуждён в разд. 21.1.2.1. Пирофосфат тиамина участвует в некоторых биохимических процессах в качестве кофермента, и при этом характер его действия зависит от промежуточно образующихся 2-депротонированных частиц. Например, на последних стадиях ферментативного алкоголиза, когда происходит превращение глюкозы в этанол и CO2, фермент пируватдегидрогеназа превращает пируват в этаналь и CO2, затем этаналь под действием фермента алкоксидегидрогеназы переходит в этанол. Полагают, что при действии первого фермента кофермент-тиаминпирофосфат — присоединяется в виде илида по кетонной карбонильной группе пирувата с последующей потерей CO2 и высвобождением этаналя с выделением первоначального илида.

Рисунок 4. Раздел 21.11. Четвертичные соли 1,3-азолов

В лабораторных условиях соли тиазолия [хлорид 3-бензил-5-(2-гидрокси-этил)-4-метилтиазолия коммерчески доступен] используют в качестве катализаторов для бензоиновой конденсации. В противоположность цианиду, классическому катализатору для ароматических альдегидов, он позволяет проводить подобные реакции и с алифатическими альдегидами; ключевые стадии катализа ионом тиазолия при синтезе 2-гидроксикетонов показаны ниже. Такой катализатор, который также находит и другие применения, позволяет в действительности получать ацил-анионы.

Рисунок 5. Раздел 21.11. Четвертичные соли 1,3-азолов

Интересен тот факт, что при замене тиазолиевого цикла на оксазолиевый получают аналог тиамина, не проявляющий каталитической активности [116]; аналогично иодид 3,4-диметилоксазолия не катализирует ацилоиновую конденсацию [117]. Природа выбирает гетероциклическую систему с правильным равновесием — илиды оксазолия образуются быстрее, но из-за их более высокой стабильности не происходит дальнейшего присоединения по карбонильной группе, которое требуется для проявления каталитической активности. В соответствии с карбеноидным характером тиазолиевых илидов происходит их димеризация; димеры как таковые или при превращении их в мономеры также катализируют бензоиновую конденсацию [118].

Илид 1,3-диметилимидазолия, генерируемый при использовании гидрида натрия, позволяет вводить электрофильные заместители в положение 2 [119]. Выделяемые кристаллические карбены получают из хлоридов 1,3-бис(адамантанил)имидазолия [120] и 1,3,4,5-тетрафенилимидазолия [121]. Стабильный тиазол-2-илиден содержит метильные группы в положениях 4 и 5 и 2,6-диизопропилфенильный заместитель при атоме азота [122].

Рисунок 6. Раздел 21.11. Четвертичные соли 1,3-азолов


21.11. Четвертичные соли 1,3-азолов

Список литературы к главе 21

Упражнения к главе 21

Глава 21

Дополнительно:


Активационный анализ / Книга даёт систематизированное изложение основных принципов и методов активационного анализа — одного из наиболее чувствительных аналитических методов, известных в настоящее время. В книге рассмотрены особенности применения активационного анализа для определения следовых концентраций элементов в разАктивационный анализ
Книга даёт систематизированное изложение основных принципов и методов ...
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 ...
Аминопласты / В книге рассмотрены материалы, широко применяемые для получения слоистых пластиков, клеев, лаков, пенопластов; и др. Описаны методы синтеза аминоформальдегидцых смол, свойства используемого сырья, а также методы анализа смол. Большое внимание уделено технологии изготовления пресс-материалов, их переАминопласты
В книге рассмотрены материалы, широко применяемые для получения слоистых ...
Термодинамические основы механохимии / Монография знакомит с современным состоянием химической термодинамики твёрдых тел и её приложениями к механохимии. Объясняется тензорная природа химического потенциала и химического сродства и их роль в физических и химических процессах, протекающих в условиях сложных, механически анизотропных состоТермодинамические основы механохимии
Монография знакомит с современным состоянием химической термодинамики твёрдых ...