Алкилирование по атому азота

24.2.1.2. Алкилирование по атому азота

Как и следовало ожидать от систем, содержащих четыре атома азота, N-алкилирование пуринов протекает довольно сложно, и в нем могут участвовать нейтральная молекула или N-анион. Пурин реагирует с метилиодидом с образованием соли 7,9-диметилпуриния [5].

Рисунок 1. Раздел 24.2.1.2. Алкилирование по атому азота

В нейтральных условиях аденин алкилируется по атому азота N(3), а в присутствии основания происходит 7/9-замещение. Производные аденозина, с одной стороны, обычно алкилируются по положению 1, что, вероятно, обусловлено тем, что атаке по положению N(3) мешает расположенный в пери-положении заместитель — 9-рибоза. С другой стороны, атака по атому N(3) все же может происходить при внутримолекулярной кватернизации, которая представляет собой основной побочный процесс при замещении атома галогена в положении 5′.

Эффективный метод алкилирования 6-аминогрупп заключается в перегруппировке соли 1 — алкиладенозиния; процесс идёт по ANRORC-механизму — перегруппировка Димрота [6] [7].

Рисунок 2. Раздел 24.2.1.2. Алкилирование по атому азота

Другая перегруппировка по реакции Димрота позволяет ввести изотопную метку в положение 1, и в качестве исходного соединения используют аденозин, меченный по атому азота аминогруппы [8].

Рисунок 3. Раздел 24.2.1.2. Алкилирование по атому азота

Алкилирование кислородсодержащих пуринов, например гипоксантина, в щелочной среде идёт как по амидному атому азота, так и по атому азота пятичленного цикла, и поэтому селективность процесса становится весьма проблематичной. В нейтральных условиях ксантин превращается в 7,9-диалкилиро-ванные четвертичные соли. На примере алкилирования 6-хлорпурина можно проследить зависимость направления реакции от условий её проведения: в растворе основания замещается как положение 7, так и 9 [9], в то время как реакция с карбокатионом селективно идёт атому азота N(9) [10].

Рисунок 4. Раздел 24.2.1.2. Алкилирование по атому азота

Для аденинов очень удобно использовать 9-трет-бугилдиметилсилилокси-метильную защитную группу, поскольку она способствует хорошей растворимости в органических растворителях. Введение этой группы происходит постадийно путём первоначального превращения аденина в 9-гидроксиметильное производное при взаимодействии с формальдегидом и основанием и последующего О-силилирования [11].

Соотношение продуктов N(9)- и N(7)-алкилирования также зависит от размера заместителя в положении 6: при наличии объёмного заместителя в положении 6 алкилирование идёт преимущественно по положению 9, а не 7 [12]. Соотношение это также зависит от природы алкилирующего агента: так, при использовании акцептора Михаэля, например метилакрилата, алкилирование обратимо и концентрация термодинамического продукта может возрастать [13]. Региоспецифичное 7-алкилирование может быть проведено кватернизацией 9-рибозида с последующим гидролитическим удалением углеводного остатка, как показано на схеме [14]. Алкилирование по атому азота N(7) в нуклеиновых кислотах лежит в основе механизма мутагенеза/канцерогенеза при действии некоторых природных токсинов, таких, как афлатоксин [15].

Рисунок 5. Раздел 24.2.1.2. Алкилирование по атому азота

В условиях, когда селективность N(7)/N(9) мала, алкилирование в положение 9 можно направить путём введения объёмной защитной группы в положение 6 [16].

Рисунок 6. Раздел 24.2.1.2. Алкилирование по атому азота

Возвращаясь опять к вопросу о региоселекгивности, следует упомянуть также процесс рибозилирования пуринов, в котором возможно образование эпимерных соединений при связывании с атомом 1′ рибозы, и этот процесс часто более трудно контролировать. Многочисленные исследования показали, что различные условия оказываются эффективными в особых случаях, но таких условий, которые были бы универсальными, обнаружить не удалось [17]. В таких реакциях алкилирования обычно используют взаимодействие ацилированных или галогеносодержащих рибозидов с ртуть- [18], кремний- [17] или натрийпроизводными [19] пурина, прич`м иногда может быть достигнуто стереоселективное замещение атома галогена.

Рисунок 7. Раздел 24.2.1.2. Алкилирование по атому азота

Другие методы, позволяющие контролировать стереохимию реакции, включают использование изопропилиденовой защитной группы, экранирующей остаток сахара [20], или анхимерного содействия бензоатной группы в положении 2′ [21].

Ферментативный катализ был использован для рибозилирования пуриновых и родственных структур при реакции с 7-алкилированными нуклеозидами [22].

Рисунок 8. Раздел 24.2.1.2. Алкилирование по атому азота


24.2.1.2. Алкилирование по атому азота

Список литературы к главе 24

Упражнения к главе 24

Глава 24

Дополнительно:


Смазки и родственные продукты / Изложены основные положения современной теории смазочных материалов, даны общие понятия трибологии и трибохимии, кратко охарактеризованы все известные процессы очистки масел. Особое внимание уделено методам оценки и выбора области применения смазочных материалов на основе их физико-химических свойстСмазки и родственные продукты
Изложены основные положения современной теории смазочных материалов, даны общие ...
Методы и достижения в физико-органической химии / Сборник содержит фундаментальные обзоры из двух широко известных зарубежных изданий — «Progress in Physical Organic Chemistry» и «Advances in Physical Organic Chemistry» по новым достижениям в области теоретической органической химии. Он служит естественным продолжением выпущенных ранее в русском пеМетоды и достижения в физико-органической химии
Сборник содержит фундаментальные обзоры из двух широко известных зарубежных ...
Основы количественной теории органических реакций / В данной книге обобщены и систематизированы некоторые аспекты современной количественной теории реакционной способности органических соединений и представлений о механизмах органических реакций. В книге рассмотрены важные теоретические проблемы, связанные с обоснованием и использованием корреляционнОсновы количественной теории органических реакций
В данной книге обобщены и систематизированы некоторые аспекты современной ...
Пластмассы со специальными свойствами / Сборник научных трудов содержит статьи, посвящённые современным проблемам химии полимеров, созданию новых полимерных материалов со специальными свойствами, новым направлениям переработки пластмасс. Публикуемые материалы представлены на международную научную конференцию «Пластмассы со специальными свПластмассы со специальными свойствами
Сборник научных трудов содержит статьи, посвящённые современным проблемам химии ...