Конденсация с альдегидами и кетонами

13.1.7. Конденсация с альдегидами и кетонами

Конденсация пиррола с альдегидами и кетонами протекает легко при катализе кислотами, однако образующиеся при этом пирролилкарбинолы обычно не могут быть выделены, поскольку в условиях реакции конденсации происходит катализируемое кислотой отщепление молекулы воды, что приводит к образованию 2-алкилиденпирролий-катионов, высоко реакционноспособных электрофильных реагентов.

Так, в случае незамещённого пиррола реакция с алифатическами альдегидами неминуемо приводит к образованию смол, вероятно, линейного строения. Восстановление катионных интермедиатов приводит к образованию алкилированных пирролов, причём возможно восстановление любого незамещённого положения пиррольного цикла. Как показано ниже, ацильные и алкоксикарбонильные заместители остаются неизменными в процессе реакции [47]. Хлорметилирование пиррола, содержащего ацильные группы по положению 4, представляет собой сходный по механизму процесс [48].

Дипирролилметаны можно получить только в том случае, если вовлекаемый в реакцию пиррол содержит электроноакцепторную группу и только одно свободное α-положение. Дипирролилметаны образуются в результате атаки на первоначально образующийся 2-алкилиденпирролий-катион второй молекулы пиррола [49].

В специально разработанных условиях, реакцией пиррола с водным формалином в уксусной кислоте, удаётся получить и выделить бис(пиррол-2-ил)метан [50]; реакция пиррола с формалином в присутствии карбоната калия приводит к образованию продукта бис-гидроксиметилирования [51]. Последний в разбавленной кислоте превращается в трипирран, реакция которого с бис(гидрокси-метил)пирролом, как показано на нижеприведённой схеме, приводит к образованию порфириногена, который может быть окислен до порфирина:

Аналогичным образом реагирует ацетон, при этом с высоким выходом образуется циклический тетрамер. Образование такого циклического тетрамера возможно объясняется тем, что две геминальные метальные группы удерживают пиррольные кольца в копланарной конформации, что значительно увеличивает шансы циклизации соответствующего линейного предшественника [52].

При конденсации пиррола с ароматическими альдегидами, содержащими электронодонорные заместители, образуются мезомерно стабилизированные катионы, причем стабилизация столь эффективна, что продукты таких конденсаций можно выделить. Образующиеся катионы окрашены: такой процесс лежит в основе классического теста Эрлиха, заключающегося в появлении интенсивно красной или фиолетовой окраски при реакции n-диметиламино-бензальдегида с производными пиррола (а также фурана и индола) с незамещёнными положениями в гетероциклическом фрагменте.

Аналогичная конденсация пиррола с пирролилальдегидами приводит к образованию мезомерного дипиррометенового катиона, играющего ключевую роль при синтезе порфиринов. При определённых условия из такого катиона можно в результате однореакторного синтеза получить тетраарилзамещенный порфирин при наличии четырёх молекул пиррола и четырёх молекул ароматического альдегида [53].

Глава 13

• 13. Пирролы: реакции и методы синтеза
• 13.1. Реакции с электрофильными реагентами
• 13.1.1. Протонирование
• 13.1.1.1. Реакции протонированных пирролов
• 13.1.2. Нитрование
• 13.1.3. Сульфирование и реакции с использованием других серосодержащих электрофильных реагентов
• 13.1.4. Галогенирование
• 13.1.5. Ацилирование
• 13.1.6. Алкилирование
• 13.1.7. Конденсация с альдегидами и кетонами
• 13.1.8. Конденсации с иминами и иминиевыми ионами
• 13.1.9. Сочетание с солями диазония
• 13.2. Реакции с окислителями
• 13.3. Реакции с нуклеофильными реагентами
• 13.4. Реакции с основаниями
• 13.4.1. Депротонирование атома азота
• 13.4.2. Депротонирование по атому углерода
• 13.5. Реакции N-металлированных производных пиррола
• 13.5.1. Литий-, натрий-, калий-, магний- и цинкорганические производные
• 13.6. Реакции C-металлированных производных пиррола
• 13.6.1. Литийорганические производные
• 13.6.2. Реакции, катализируемые палладием
• 13.7. Реакции с радикальными реагентами
• 13.8. Реакции с восстановителями
• 13.9. Электроциклические реакции (основного состояния)
• 13.10. Реакции с карбенами и карбеноидами
• 13.11. Фотохимические реакции
• 13.12. Реакции пиррил-C-X-соединений
• 13.13. Пирролальдегиды и пирролкетоны
• 13.14. Пирролкарбоновые кислоты
• 13.15. Эфиры пирролкарбоновых кислот
• 13.16. Галогенопирролы
• 13.17. Окси- и аминопирролы
• 13.17.1. 2-Оксипирролы
• 13.17.2. 3-Оксипирролы
• 13.17.3. Аминопирролы
• 13.18. Методы синтеза пирролов
• 13.18.1. Синтез кольца
• 13.18.1.1. Из 1,4-дикарбонильных соединений и аммиака или первичных аминов
• 13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов
• 13.18.1.3. Из α-галогенокарбонильных соединений
• 13.18.1.4. Из тозилметилизоцианида и α,β-непредельных эфиров или кетонов и из изоцианоацетатов и α,β-непредельных нитросоединений
• 13.18.1.5. Из 1,3-дикарбонильных соединений и эфиров глицина
• 13.18.1.6. Из алкинов и оксидооксазолиевых солей
• 13.18.2.1. Некоторые современные общие подходы к синтезу пиррола
• 13.18.2.2. Из альдегидов, аминов и нитроалканов
• 13.18.2.3. Из 4-аминоацетиленов и из 4-аминоацетиленовых кетонов
• 13.18.2.4. Из 2-аминокетонов через промежуточное образование алкилиденкарбенов
• 13.18.3. Примеры синтезов некоторых важных производных пиррола
• 13.18.3.1. Порфобилиноген
• 13.18.3.2. Октаэтилпорфирин
• 13.18.3.3. Октаэтилпорфирин
• 13.18.3.4. Октаэтилгемипорфицен
• 13.18.3.5. Бензо[1,2-b:4,3-b’]дипиррол
• 13.18.3.6. Эпибатидин

Дополнительно:

• Предисловие
• Введение
• Используемые сокращения