Индолы: реакции и методы синтеза

Глава 17

Индол [[1]] и простейшие алкилиндолы — бесцветные кристаллические вещества, обладающие разнообразными запахами: запах незамещённого индола напоминает нафталин, а скатол (3-метилиндол) имеет запах фекалий. Многие простейшие индолы коммерчески доступны, и все они получены синтетическим путём: сам индол получают, например, дегидроциклизацией N-этиланилина, осуществляемой при высокой температуре в паровой фазе. Большинство индолов вполне устойчивы на воздухе, исключение составляют только простейшие 2-алкилиндолы: ...

17.Индолы: реакции и методы синтеза

Индол [[1]] и простейшие алкилиндолы — бесцветные кристаллические вещества, обладающие разнообразными запахами: запах незамещённого индола напоминает ...

17.1.Реакции с электрофильными реагентами
17.1.1.Протонирование

Индолы, так же как и пирролы, очень слабые основания: величина pKa для индола составляет −3,5, для 3-метилиндола −4,6 и для 2-метилиндола −0,3 [[4]]. Это ...

17.1.2.Нитрование; реакции с другими азотсодержащими электрофилами

Незамещённый индол можно пронитровать бензоилнитратом — нитрующим агентом, не содержащим кислоты; реакции с обычными кислотными нитрующими смесями ...

17.1.3.Сульфирование; реакции с другими серосодержащими электрофилами

Сульфирование индола [[16]] по положению 3 достигается при использовании пиридинсульфотриоксида в пиридине. Грамин сульфируется в олеуме ...

17.1.4.Галогенирование

3-Галогеноиндолы и в ещё большей степени 2-галогеноиндолы — неустойчивые соединения и их необходимо использовать сразу же после получения. ...

17.1.5.Ацилирование

Индол реагирует с уксусным ангидридом со значительной скоростью только при температуре выше 140 °C, давая 1,3-диацетилиндол в качестве основного ...

17.1.6.Алкилирование

Индолы не реагируют с алкилгалогенидами при комнатной температуре. Незамещённый индол начинает взаимодействовать с метилиодидом в диметилформамиде ...

17.1.7.Реакции с альдегидами и кетонами

Индолы реагируют с альдегидами и кетонами в условиях кислотного катализа, причём с простыми карбонильными соединениями первичные продукты реакции ...

17.1.8.Реакции с α,β-ненасыщенными кетонами, нитрилами и нитросоединениями

Эти катализируемые кислотами реакции следует рассматривать как дальнейшее развитие конденсаций индолов с альдегидами и кетонами, рассмотренных ...

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 ...

17.1.10.Диазосочетание и нитрозирование

Высокая реакционная способность индола прекрасно иллюстрируется той лёгкостью, с которой он вступает в реакции замещения с такими слабыми ...

17.1.11.Электрофильное металлирование
17.1.11.1.Меркурирование

Индолы быстро реагируют с ацетатом ртути(II) при комнатной температуре с образованием 1,3-дизамещенных соединений [[79]]. Даже N-ацилиндолы замещаются в мягких ...

17.1.11.2.Таллирование

Трифторацетат таллия легко вступает в реакцию с простейшими индолами, хотя соединений с хорошо установленным строением выделить не удаётся. ...

17.1.11.3.Палладирование

Даже индолы, имеющие ацильный или фенилсульфонильный заместители при атоме азота, легко палладируются при умеренных температурах, причём замещение идёт ...

17.2.Реакции с окислителями

Алкилиндолы легко самоокисляются; так, например, 2,3-диэтилиндол превращается в 3-гидроперокси-3Н-индол, который может быть выделен. Обычно такие процессы ...

17.3.Реакции с нуклеофильными реагентами

Индолы, так же как пирролы и фураны, вступают только в очень немногие реакции нуклеофильного замещения. Для осуществления таких взаимодействий, как ...

17.4.Реакции с основаниями
17.4.1.Депротонирование N-водорода

Так же как и в пирролах, водород при атоме азота гораздо более кислый (рКа 16,2), чем таковой в ароматических аминах, например в анилине (рКа 30,7). Под ...

17.4.2.Депротонирование C-водорода

Для депротонирования C-водорода необходимо отсутствие более кислого водорода при атоме азота, то есть чтобы при атоме водорода был заместитель, подобный метилу ...

17.5.Реакции N-металлированных индолов

Индолил-анион существует в основном в двух мезомерных формах, что свидетельствует о делокализации заряда преимущественно между атомом азота ...

17.6.Реакции C-металлированных индолов
17.6.1.Литийорганические производные

Одной из наиболее удобных N-защитных групп, используемых для литиирования индолов, служит диоксид углерода [[102]], так как эта N-защитная группа вводится in situ, ...

17.6.2.Реакции, катализируемые палладием

2-/3-Бром- и 2-/3-иодиндолы и подобные им по реакционной способности 2- и 3-трифторметилсульфонаты [[134]] вступают в реакции катализируемого палладием ...

17.7.Реакции со свободными радикалами

Радикалы, такие, как бензил и гидроксил, при взаимодействии с индолами действуют неселективно, давая смесь соединений, поэтому такие реакции редко используют ...

17.8.Реакции с восстановителями

Циклическая система индола не восстанавливается такими нуклеофильными агентами, как алюмогидрид лития или боргидрид натрия, однако литий в жидком аммиаке ...

17.9.Реакции с карбенами

Никаких циклопропансодержащих соединений не удаётся выделить при взаимодействии индолов с карбенами (для сравнения см. разд. ##13.10.##). В реакциях ...

17.10.Электроциклические и фотохимические реакции

Двойная связь пиррольного кольца простейших индолов может принимать участие в реакциях циклоприсоединения с диполярными 4π-компонентами [[154]], а также ...

17.11.Алкилиндолы

Только α-алкильные группы индола отличаются некоторой особенной реакционной способностью. В результате многочисленных наблюдений было подтверждено, что ...

17.12.Реакции C-замещённых индольных соединений

Грамин и особенно его четвертичные соли широко используют в качестве полупродуктов различных синтезов, так как они легкодоступны, ...

17.13.Индолкарбоновые кислоты

Как индол-3-карбоновая [[186]], так и индол-2-илуксусная (α-индолилуксусная) кислоты легко декарбоксилируются в кипящей воде. В обоих случаях происходит ...

17.14.Гидроксииндолы

Индолы с гидроксильными группами в бензольном кольце ведут себя как обычные фенолы, а поведение индолов, имеющих гидроксильные группы в любом положении ...

17.14.1.Оксиндол

2-Гидроксииндол не существует как таковой: устойчивой формой является карбонильный таутомер, а гидрокси-таутомер обнаружить не удалось. В химическом ...

17.14.2.Индоксил

3-Гидроксииндол, несомненно, существует преимущественно в форме карбонильного таутомера, хотя обнаружен и минорный компонент равновесия. Индоксил, величина ...

17.14.3.Изатин

Изатин — устойчивое ярко-оранжевое твёрдое вещество, получаемое в промышленности в огромных количествах [[207]]. Поскольку изатин легко подвергается ...

17.14.4.1-Гидроксиндол

1-Гидроксиндол может быть получен в растворе, однако попытки его очистки приводят к димеризации через образование его нитронной таутомерной формы. Тем ...

17.15.Аминоиндолы

2-Аминоиндол существует преимущественно в форме 3Н-таутомера, вероятно, благодаря энергетически более выгодной резонансной структуре амидинового типа. ...

17.16.Азаиндолы

(Моно)азаиндолы (правильнее было бы называть их пирролопиридины), в которых один атом углерода в шестичленном цикле замещён атомом азота, представляют ...

17.16.1.Реакции электрофильного замещения

Реакции с электрофильными реагентами проходят по положению 3 либо происходит присоединение к пиридиновому атому азота. Все азаиндолы гораздо более ...

17.16.2.Реакции нуклеофильного замещения

Существует всего несколько примеров нуклеофильного замещения — замещение атомов галогенов, находящихся в α- и γ-положениях по отношению ...

17.17.Синтезы индолов
17.17.1.Синтезы кольца

Индолы обычно получают из негетероциклических предшественников циклизацией подходящих замещённых производных бензола; кроме того, их можно получить ...

17.17.1.1.Из фенилгидразонов альдегидов и кетонов

До сих пор наиболее широко используемый способ получения индолов — синтез Фишера, основанный на нагревании арилгидразонов, чаще всего с кислотой, ...

17.17.1.2.Из o-(2-оксоалкил)анилинов

Циклизация o-(2-оксоалкил)анилинов происходит самопроизвольно в результате внутримолекулярной конденсации с отщеплением воды. Разработано несколько новых ...

17.17.1.3.Из o-алкинилариламинов

Циклизацию o-алкиниланилинов можно осуществить различными методами; исходные алкиниланилины получают палладий-катализируемыми реакциями сочетания Метод ...

17.17.1.4.Из o-толуидинов

При циклоконденсации o-алкиланимидов, катализируемой основаниями, образуется индол Синтез Маделунга В своём первоначальном виде этот метод требовал ...

17.17.1.5.Из α-ариламинокарбонильных соединений

α-Ариламинокетон циклизуется за счёт электрофильной атаки по ароматическому кольцу Синтез Бишлера Первоначально этот метод представлял собой ...

17.17.1.6.Синтез из пирролов

Несколько различных подходов используется для аннелирования бензольного кольца к молекуле пиррола для получения индола [[274]]; наиболее исследованный путь ...

17.17.1.7.Из орто-замещённых нитроаренов

Синтез Бартоли В необычном, но тем не менее эффективном и чрезвычайно простом методе, известном как синтез Бартоли, орто-замещённые нитробензолы ...

17.17.1.8.Из N-ариленаминов

До сих пор не ясно, каким образом происходит циклизация анилиноакрилатов и родственных систем [[279]] в присутствии палладия: по механизму реакции Хека ...

17.17.1.9.Из N-аллил-o-галогенариламинов

N-Аллил-o-галогенариламины циклизуются в различных условиях, давая как индолы, так и индолины; последние могут быть превращены в индолы дегидрированием или ...

17.17.1.10.Из енаминов и п-хинонов

Синтез Неницеску Синтез Неницеску [[285]] — ещё один пример процесса, детальный механизм которого остаётся невыясненным [[286]], однако этот метод используют для ...

17.17.1.11.Из ариламинов

Синтез Гассмана Синтез Гассмана [[288]] позволяет получать индолы с серосодержащими заместителями, которые в случае необходимости легко подвергаются ...

17.17.1.12.Из o-ациланилидов

Синтез Фюрштнера Этот гибкий метод основан на восстановительной циклизации o-ациланилидов в присутствии низковалентного титана — в условиях, ...

17.17.1.13.Из o-изоцианостиролов

Синтез Фукуяма o-Изоцианостиролы, легко получаемые дегидратацей соответствующих форм-амидов, в присутствии оловоорганических соединений подвергаются ...

17.17.1.14.Из o-хлорацетилариламинов

Синтез Сугусава Ариламины, не имеющие защитной группы на атоме азота, ацилируются по реакции Фриделя-Крафтса селективно в орто-положение к атому ...

17.17.1.15.Циклизацией нитренов

При термолизе o-азидостиролов образуются нитрены, которые, присоединяясь к боковой цепи, дают индолы [[294]]. Простейшие нитрены генерируют реакцией ...

17.17.1.16.Циклизации аринов

Индолы можно синтезировать путём внутримолекулярного присоединения иминатов [[298]] или виниллитйя [[299]] к аринам. В последнем случае взаимодействие ...

17.17.1.17.Из o-нитростиролов

o-Нитростиролы легко получить различными методами: (1) реакцией (o-бром-метил)нитроарена с фосфином и последующей конденсацией с альдегидом по реакции ...

17.17.1.18.Из индолинов

Индолины служат полезными полупродуктами для синтеза индолов, замещённых в карбоцикле. В реакциях электрофильного замещения они ведут себя как анилины; ...

17.17.2.Синтезы оксиндолов

Чаще всего это простые и прямые синтезы, в которых на стадии циклизации используют внутримолекулярное алкилирование по реакции Фриделя-Крафтса [[308]]. ...

17.17.3.Синтезы индоксилов

Индоксилы обычно получают из антраниловых кислот путём их алкилирования галогенуксусной кислотой с последующей циклизацией по реакции Перкина [[311]]. ...

17.17.4.Синтез изатинов

Изатины легко синтезировать при взаимодействии анилина с хлоралем, образующееся соединение превращается в оксим и циклизуется в присутствии сильной ...

17.17.5.Синтезы 1-гидроксиндолов

При окислении индоленинов в присутствии вольфрамата натрия и пероксида водорода происходят одновременно и ароматизация, и окисление атома азота ...

17.17.6.Примеры синтезов некоторых важных производных индола
17.17.6.1.Ондансетрон

Ондансетрон — селективный антагонист 5-гидрокситриптамина — применяется в качестве лекарственного препарата для предотвращения рвоты при ...

17.17.6.2.Стауроспорин агликон

Стауроспорин и родственные ему соединения активно исследуются как потенциальные противоопухолевые средства [[315]]. В синтезе этого соединения нашли ...

17.17.6.3.Серотонин

Существуют различные способы синтеза серотонина. Метод, приведённый ниже на схеме [[316]], основан на использовании метода Фишера: необходимый фенилгидразон ...

17.17.6.4.Хуангксинмицин

В этом синтезе в качестве исходного соединения используют пиррол: промежуточно образующийся циклический кетон — вообще говоря, полезный полупродукт ...

17.17.7.Синтезы азаиндолов

В большинстве случаев в синтезах азаиндолов в качестве исходных соединений используют пиридин, а сами реакции аналогичны таковым для получения индолов ...

Главы:

  1. Строение и спектральные характеристики ароматических гетероциклических соединений
  2. Реакционная способность ароматических гетероциклических соединений
  3. Синтез ароматических гетероциклических соединений
  4. Общая характеристика реакционной способности пиридинов, хинолинов и изохинолинов
  5. Пиридины: реакции и методы синтеза
  6. Хинолины и изохинолины: реакции и методы снитеза
  7. Общая характеристика реакционной способности солей пирилия и бензопирилия, пиронов и бензопиронов
  8. Катионы пирилия, 2- и 4-пироны реакции и методы синтеза
  9. Катионы бензопирилия, бензопироны: реакции и методы синтеза
  10. Общая характеристика реакционной способности диазинов: пиридазин, пиримидин и пиразин
  11. Диазины, пиридазины, пиримидины и пиразины: реакции и методы синтеза
  12. Общая характеристика реакционной способности пирролов, тиофенов и фуранов
  13. Пирролы: реакции и методы синтеза
  14. Тиофены: реакции и методы синтеза
  15. Фураны: реакции и методы синтеза
  16. Общая характеристика реакционной способности индолов бнезо[b]тиофинов, бензо[b]фуранов, изоиндолов, бензо[c]тиофенов и изобензофуранов
  17. Индолы: реакции и методы синтеза
  18. Бензо[b]тиофены и бензо[b]фураны: реакции и методы синтеза
  19. Изоиндолы, бензо[c]тиофены и изобензофураны: реакции и методы синтеза
  20. Общая характеристика реакционной способности 1,3 и 1,2-азолов
  21. 1,3-азолы — имидазолы, тиазолы и оксазолы: реакции и методы синтеза
  22. 1,2-азолы-пиразолы, изотиазолы и изоксазолы: реакции и методы синтеза
  23. Бензаннелированные азолы: реакции и методы синтеза
  24. Пурины: реакции и методы синтеза
  25. Гетероциклы, содержащие узловой атом азота
  26. Гетероциклы, содержащие более двух гетероатомов
  27. Насыщенные и частично ненасыщенные гетероциклические соединения: реакции и методы синтеза
  28. Гетероциклы в действии

Синтетические каучуки / В книге изложены важнейшие химические, физико-химические и технологические закономерности процессов получения различных синтетических каучуков, а также описаны свойства исходных, промежуточных и конечных материалов. Все это рассматривается как основа для понимания различных технологических процессовСинтетические каучуки
В книге изложены важнейшие химические, физико-химические и технологические ...
Справочное руководство по химии / Руководство включает основные теоретические положения неорганической, органической, физической и аналитической химии, электрохимии, термодинамики, сведения по техническому анализу, общей химической технологии, примеры решений типовых задач. Приведён обширный справочный материал по продуктам основногСправочное руководство по химии
Руководство включает основные теоретические положения неорганической, ...
Реология полимеров / В книге в популярной форме рассказано об основных закономерностях и аномалиях, наблюдаемых при изучении реологических свойств полимеров для важнейших случаев их применения. В ней без сложного математического аппарата рассмотрены физико-химические основы деформации в расплавах, твёрдых полимерах, дисРеология полимеров
В книге в популярной форме рассказано об основных закономерностях и аномалиях, ...
Химические реакторы в примерах и задачах / В книге впервые собраны примеры и задачи по расчётам химических реакторов — основных аппаратов химической, нефтехимической, химико-фармацевтической, биохимической и других отраслей промышленности. В ней приведены важнейшие методы расчёта, необходимые для проектирования реакторов. На большом числе прХимические реакторы в примерах и задачах
В книге впервые собраны примеры и задачи по расчётам химических реакторов — ...