Литиирование шестичленных гетероциклических соединений

2.6.1.4. Литиирование шестичленных гетероциклических соединений

Получение литийорганических производных шестичленных гетероциклических соединений, таких, как пиридины, хинолины и диазины, осложняется тем, что они очень склонны к реакциям нуклеофильного присоединения или замещения (разд. 2.3.2.) при взаимодействии с литийорганическими соединениями. В противоположность простому и селективному литиированию пятичленных гетероциклических соединений, лигирование пиридина — процесс сложный и неоднозначный. Однако эффективное металлирование пиридина можно осуществить при использовании металлирующей системы н-бутиллитий — трет-бутилат калия.

В относительно неполярных растворителях (эфир/гексан) реализуется кинетически предпочтительное металлирование по положению C₍₂₎, в полярных растворителях (ТГФ/ГМФТА/гексан) и в равновесных условиях преимущественно образуется 4-изомер, α- и γ-Положения пиридина более элекгронодефицитны, чем γ-положение, и, следовательно, атомы водорода в первых двух случаях кинетически более подвижны и способны отщепляться при действии оснований с образованием соответствующих анионов. Депротонирование γ-положения приводит к образованию более стабильного аниона; вероятно, это связано с отсутствием взаимного отталкивания между неподелённой парой электронов атома азота и копланарной ей «анионной» орбиталью, которое существует в α-анионе.

В неполярных растворителях сильная координация катиона металла с неподелённой парой электронов атома азота способствует уменьшению такого нежелательного взаимодействия и, тем самым, увеличивает стабильность α-аниона [84]. Селективное литиирование пиридина по положению 2 возможно при предварительном связывании неподелённой пары электронов в результате комплексообразования с трифторидом бора [85]. Такие наблюдения согласуются с результатами более ранних исследований, обнаруживших большую скорость лигирования N-оксидов пиридина и их четвертичных солей по α-положению в результате обмена [86].

Изомерно чистые литиевые производные пиридина можно получить в результате реакций обмена. Для успешного литиирования 3-бромпиридина необходимо проводить реакцию при низкой температуре, что позволяет предотвратить возможные процессы нуклеофильного присоединения. Бромпиколины также могут быть превращены в результате реакции обмена в соответствующие литиевые производные без депротонирования метальной группы (разд. 2.6.3.1.).

Литиирование производных пиридина, содержащих орто-направляющие группы, вследствие как индуктивного влияния, так и хелатирования не осложняется процессами нуклеофильного присоединения. В том случае, когда такие группы присутствуют в положении 2 [87] или 4 [88], образуются β-производные, а в том случае, если такая группа расположена в положении C₍₃₎, образуются γ-литиевые производные. Такие закономерности справедливы для хлор- и фторпиридинов [89], 3-метоксиметокси- [90], 3-пивалоиламино- [91], 3-триметилсилилэтоксиметокси- [92] и 3-трет-бутиламиносульфонилпиридинов [93], а также для производных пиридина, содержащих 3-диэтиламинокарбонилокси- или 3-диэтиламинотиокарбонилоксигруппы [94], и аддуктов, образующихся из 3-формилпиридина и Me₂N(CH₂)NMeLi [95]. 3-Этоксипиридин металлируется по положению C₍₂₎ [96].

Металлирование хинолинов идёт аналогично металлированию пиридинов, однако в этом случае возникает вероятность нуклеофильного присоединения [97]. Проблема, связанная с нуклеофильным присоединением, становится весьма существенной в случае диазинов; тем не менее, литиевые производные пиримидина можно получить в результате как депротонирования, так и реакции обмена галогена при проведении реакции при низкой температуре (около −100 °C). Присутствие заместителей в положении 2 и/или 4 в некоторой степени стабилизируют литиевые производные пиримидинов [98].

Металлирование пиразинов и пиридазинов происходит в соответствии с обсуждёнными выше принципами [99].

Глава 2

• 2. Реакционная способность ароматических гетероциклических соединений
• 2.1. Реакции электрофильного присоединения к атому азота
• 2.2. Реакции электрофильного замещения при атому углерода
• 2.2.1. Механизм ароматического электрофильного замещения
• 2.2.2. Шестичленные гетероциклические соединения
• 2.2.3. Пятичленные гетероциклические соединения
• 2.3. Реакции нуклеофильного замещения при атоме углерода
• 2.3.1. Механизм реакции ароматического нуклеофильного замещения
• 2.3.2. Шестичленные гетероциклические соединения
• 2.3.3. Викариозное нуклеофильное замещение
• 2.4. Реакции радикального замещения при атоме углерода
• 2.4.1. Реакции гетероциклических соединений с нуклеофильными радикалами. Реакция Минисци
• 2.4.2. Реакции с электрофильными радикалами
• 2.5. Депротонирование атома азота
• 2.6. Металлоорганические производные
• 2.6.1. Литийорганические производные
• 2.6.1.1. Прямое литиирование (депротонирование при атоме углерода)
• 2.6.1.2. Обмен атома галогена
• 2.6.1.3. Литиирование пятичленных гетероциклических соединений
• 2.6.1.4. Литиирование шестичленных гетероциклических соединений
• 2.6.2. Магнийорганические производные
• 2.6.3. Бор-, кремний- и оловоорганические реагенты
• 2.6.3.1. Синтез
• 2.6.3.2. Реакции
• 2.6.4. Цинкорганические производные
• 2.6.5. Металлирование боковой цепи шестичленных гетероциклических соединений («латеральное металлирование»)
• 2.6.6. Металлирование боковой цепи пятичленных гетероциклических соединений
• 2.7. Реакции, катализируемые палладием
• 2.7.1. Основные процессы с участием палладийорганических соединений
• 2.7.1.1. Согласованные реакции
• 2.7.1.2. Ионные реакции
• 2.7.2. Реакции, катализируемые палладием, в химии гетероциклических соединений
• 2.7.2.1. Реакция Хека
• 2.7.2.2. Реакции сочетания
• 2.7.2.3. Реакции карбонилирования
• 2.7.2.4. Синтез бензоконденсированных гетероциклических соединений
• 2.8. Окисление и восстановление гетероциклических соединений
• 2.9. Биологические процессы в химии гетероциклических соединений

Дополнительно:

• Предисловие
• Введение
• Используемые сокращения