N-оксиды пиридина

5.14. N-оксиды пиридина

N-Оксиды пиридина обладают чрезвычайно интересной реакционной способностью [228] [229], существенно отличающейся от реакционной способности как самих пиридинов, так и четвертичных пиридиниевых солей.

Наиболее примечательное отличие N-оксидов пиридина от самих пиридинов состоит в гораздо большей склонности первых к реакциям электрофильного нитрования. Предположительно это связано с мезомерным электронодонорным влиянием атома кислорода N-оксидного фрагмента, аналогичного тому, которое увеличивает склонность фенолов и фенолятов к таким реакциям. Подтверждением этого предположения может служить сравнительное сопоставление дипольных моментов триметиламина и соответствующего N-оксида, с одной стороны, и дипольных моментов пиридина и его N-оксида, с другой. Разность дипольных моментов во второй группы соединений, равная 2,03 D, существенно меньше, чем разность дипольных моментов в первой группы соединений, равная 4,37 D.

Такое малое отличие дипольных моментов пиридина и его N-оксида свидетельствует о существенном вкладе в структуру N-оксида пиридина канонических форм, в которых кислород нейтрален, а пиридиновое кольцо отрицательно заряжено. В действительности ситуация ещё более тонкая, поскольку резонансные формы, несущие положительный заряд в α- и γ-положениях, предполагают существование также противоположной поляризации цикла, что сказывается на облегчении реакций нуклеофильного замещения по этим положениям. Таким образом, N-оксидная группа в N-оксидах пиридина в зависимости от условий облегчает протекание реакций как электрофильного замещения, так и нуклеофильного замещения по α- и γ-положениям.

Существует много методов превращения N-оксидов пиридина в соответствующие пиридины: такой процесс может быть осуществлён при комнатной температуре при использовании иодида самария, хлорида хрома(II), хлорида олова(II) в присутствии соединений низковалентного титана, формиата аммония и палладиевого катализатора или в результате каталитического гидрирования [230]. Наиболее часто используемые методы основаны на переносе атома кислорода N-оксидов пиридина к атому трёхвалентного фосфора [228] или к атому двухвалентной серы [231].

Глава 5

• 5. Пиридины: реакции и методы синтеза
• 5.1. Реакции с электрофильными реагентами
• 5.1.1. Присоединение к атому азота
• 5.1.1.1. Протонирование атома азота
• 5.1.1.2. Нитрование по атому азота
• 5.1.1.3. Аминирование по атому азота
• 5.1.1.4. Окисление атома азота
• 5.1.1.5. Сульфирование по атому азота
• 5.1.1.6. Галогенирование по атому азота
• 5.1.1.7. Ацилирование по атому азота
• 5.1.1.8. Алкилирование по атому азота
• 5.1.1.9. Реакции комплексообразования
• 5.1.2. Реакции замещения при атоме углерода
• 5.1.2.1. Протонный обмен
• 5.1.2.2. Нитрование
• 5.1.2.3. Сульфирование
• 5.1.2.4. Галогенирование
• 5.1.2.5. Ацетоксимеркурирование
• 5.1.2.6. Реакции замещения в пиридинах, содержащих активированный атом азота и кислородсодержащие заместители
• 5.2. Реакции с окислителями
• 5.3. Реакции с нуклеофильными реагентами
• 5.3.1. Нуклеофильное замещение атома водорода
• 5.3.1.1. Алкилирование и арилирование
• 5.3.1.2. Аминирование
• 5.3.1.3. Гидроксилирование
• 5.3.2. Нуклеофильное замещение хорошо уходящих групп
• 5.4. Реакции с основаниями
• 5.4.1. Депротонирование при атоме углерода
• 5.5. Реакции c-металлированных пиридинов
• 5.5.1. Литий- и магнийорганические производные
• 5.5.2. Реакции, катализируемые палладием
• 5.6. Реакции со свободными радикалами, реакции пиридил-радикалов
• 5.6.1. Галогенирование
• 5.6.2. Реакции с углеродными радикалами
• 5.6.3. Димеризация
• 5.6.4. Пиридил-радикалы
• 5.7. Реакции с восстановителями
• 5.8. Электроциклические реакции (основного состояния)
• 5.9. Фотохимические реакции
• 5.10. Окси- и аминопиридины
• 5.10.2. Реакции пиридонов
• 5.10.2.1. Электрофильное присоединение и замещение
• 5.10.2.2. Депротонирование и реакции солей
• 5.10.2.3. Замещение атома кислорода
• 5.10.2.4. Тио-2-пиридоны
• 5.10.3. Реакции аминопиридинов
• 5.10.3.1. Электрофильное присоединение и замещение
• 5.10.3.2. Реакции аминогруппы
• 5.11. Алкилпиридины
• 5.12. Пиридиновые альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты и их эфиры
• 5.13. Четвертичные пиридиниевые соли
• 5.13.1. Восстановление и окисление
• 5.13.2. Присоединение металлоорганических реагентов
• 5.13.3. Другие реакции нуклеофильного присоединения
• 5.13.4. Нуклеофильное присоединение с последующим раскрытием цикла
• 5.13.5. Реакции циклизации с участием α-положений или α-заместителей
• 5.13.6. N-Дезалкилирование
• 5.14. N-оксиды пиридина
• 5.14.1. Электрофильное присоединение и замещение
• 5.14.2. Нуклеофильное присоединение и замещение
• 5.14.3. Перегруппировки
• 5.15. Синтез пиридинов
• 5.15.1. Синтез кольца
• 5.15.1.1. Из аммиака и 1,5-дикарбонильных соединений
• 5.15.1.2. Из альдегида, двух молекул 1,3-дикарбонильного соединения и аммиака
• 5.15.1.2.1. Синтез Ганча
• 5.15.1.3. Из 1,3-Дикарбонильных соединений и 3-аминоенонов или 3-аминонитрилов
• 5.15.1.3.1. Синтез Гуарески
• 5.15.1.4. С использованием реакций циклоприсоединения
• 5.15.1.5. С использованием термической электроциклизации
• 5.15.1.6. Из фуранов
• 5.15.1.7. Прочие методы
• 5.15.2. Примеры синтезов некоторых важных производных пиридина
• 5.15.2.1. Фузариновая кислота
• 5.15.2.2. Пиридоксин
• 5.15.2.3. 2-Метокси-4-метил-5-нитропиридин
• 5.15.2.4. Немертеллин

Дополнительно:

• Предисловие
• Введение
• Используемые сокращения