Ацилирование

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 продукта реакции с небольшими примесями N- и 3-ацетилиндолов; 3-ацетилиндол можно получить щелочным гидролизом реакционной смеси [29]. Первоначально атака идёт по β-положению, что подтверждается тем, что 1-ацетилиндол не подвергается C-ацетилированию, в то время как 3-ацетилиндол легко превращается в 1,3-диацетильнос производное.

В противоположность этому ацетилирование в присутствии ацетата натрия или 4-диметиламинопиридина [30] приводит исключительно к образованию N-ацетилиндолов, по-видимому, через индол ил-анион (разд. 17.4.). При взаимодействии с более реакционноспособным трифторуксусным ангидридом ацилирование идёт при комнатной температуре, причём в диметилформамиде — в положение 3, а в дихлорметане — по атому азота [31].

N-Ацилиндолы гидролизуются значительно быстрее, чем обычные амиды, действия водным раствором гидроксида натрия оказывается достаточным для их гидролитического расщепления. Такая лабильность обусловлена гораздо более слабым мезомерным взаимодействием карбонильной группы с атомом азота, что делает первую более электрофильной, и частично относительной стабилизацией индолил-аниона, в результате чего он становится более хорошей уходящей группой, чем амид-анион.

При простом нагревании индола с триэтилортоформиатом при 160 °C происходит алкилирование по атому азота с введением диэтоксиметильной группы (DEM), которая представляет собой прекрасную уходящую группу для защиты атома азота, поскольку позволяет проводить литиирование по положению 2 (ср. разд. 17.4.2.) и легко удаляется разбавленной кислотой при комнатной температуре [32].

Реакция Вильсмейера — наиболее эффективный способ получения 3-формилиндолов [33] и других 3-ацилиндолов, если вместо диметилформамида использовать третичные амиды других кислот [34]. Даже индолы, имеющие в α-положении электроноакцепторные заместители, гладко β-формилируются по реакции Вильсмейера [35].

Большое практическое значение имеет реакция индола с оксалилхлоридом, в результате которой с высоким выходом получается хлорангидрид кетокислоты, который можно превратить в ряд соединений, например в триптамин; синтез серотонина также основан на применении этой реакции [36].

Индолы, в β-положении которых имеется боковая цепь с карбонильной группой, подвергаются циклоацилированию с образованием циклических α-ацилиндолов [37]. Внутримолекулярная реакция Вильсмейера с использованием амидов триптамина приводит к получению иминов, а не кетонов в качестве конечного продукта реакции; для циклических иминов предпочтительнее существование именно в этой форме, чем гидролиз до амина и кетона [38].

Ацилирование 3-замещённых индолов затруднено: 2-ацетилирование может быть ускорено благодаря использованию катализа трифторидом бора [36]. При ацетилировании индолил-3-уксусной кислоты в результате последующей енол-лактонизации образуется индол, аннелированный с 2-пироном, который можно гидролизовать в кетокислоту. Кроме того, диеновая природа 2-пирона (разд. 8.2.2.4.) может быть использована, как показано ниже [39]:

Дезактивация пятичленного цикла электроноакцепторными заместителями позволяет проводить ацилирование в шестичленное кольцо. При взаимодействии 1-пивалоилиндола с хлорангидридами α-галогенокисл от и хлоридом алюминия с высокими выходами образуются 6-замещённые кетоны; хлорангидриды простых кислот реагируют только по положению 3 [40]. Другим способом прямого введения ацильных заместителей в бензольное кольцо может служить замещение в иминиевой соли — интермедиате реакции Вильсмейера, которая замещается по положениям 5 и 6 с преобладанием продуктов 5-замещения [41]. Схема, приведённая ниже, показывает, как пивалоильная группа может быть введена в положение 1 3-(индол-3-ил)пропионовой кислоты с использованием 2 мольных эквивалентов основания, что дезактивирует гетероциклическое кольцо; последующая циклизация по Фриделю-Крафтсу идёт по положению 4 [42].

Глава 17

• 17. Индолы: реакции и методы синтеза
• 17.1. Реакции с электрофильными реагентами
• 17.1.1. Протонирование
• 17.1.2. Нитрование; реакции с другими азотсодержащими электрофилами
• 17.1.3. Сульфирование; реакции с другими серосодержащими электрофилами
• 17.1.4. Галогенирование
• 17.1.5. Ацилирование
• 17.1.6. Алкилирование
• 17.1.7. Реакции с альдегидами и кетонами
• 17.1.8. Реакции с α,β-ненасыщенными кетонами, нитрилами и нитросоединениями
• 17.1.9. Реакции с иминиевыми ионами: реакция Манниха
• 17.1.10. Диазосочетание и нитрозирование
• 17.1.11. Электрофильное металлирование
• 17.1.11.1. Меркурирование
• 17.1.11.2. Таллирование
• 17.1.11.3. Палладирование
• 17.2. Реакции с окислителями
• 17.3. Реакции с нуклеофильными реагентами
• 17.4. Реакции с основаниями
• 17.4.1. Депротонирование N-водорода
• 17.4.2. Депротонирование C-водорода
• 17.5. Реакции N-металлированных индолов
• 17.6. Реакции C-металлированных индолов
• 17.6.1. Литийорганические производные
• 17.6.2. Реакции, катализируемые палладием
• 17.7. Реакции со свободными радикалами
• 17.8. Реакции с восстановителями
• 17.9. Реакции с карбенами
• 17.10. Электроциклические и фотохимические реакции
• 17.11. Алкилиндолы
• 17.12. Реакции C-замещённых индольных соединений
• 17.13. Индолкарбоновые кислоты
• 17.14. Гидроксииндолы
• 17.14.1. Оксиндол
• 17.14.2. Индоксил
• 17.14.3. Изатин
• 17.14.4. 1-Гидроксиндол
• 17.15. Аминоиндолы
• 17.16. Азаиндолы
• 17.16.1. Реакции электрофильного замещения
• 17.16.2. Реакции нуклеофильного замещения
• 17.17. Синтезы индолов
• 17.17.1. Синтезы кольца
• 17.17.1.1. Из фенилгидразонов альдегидов и кетонов
• 17.17.1.2. Из o-(2-оксоалкил)анилинов
• 17.17.1.3. Из o-алкинилариламинов
• 17.17.1.4. Из o-толуидинов
• 17.17.1.5. Из α-ариламинокарбонильных соединений
• 17.17.1.6. Синтез из пирролов
• 17.17.1.7. Из орто-замещённых нитроаренов
• 17.17.1.8. Из N-ариленаминов
• 17.17.1.9. Из N-аллил-o-галогенариламинов
• 17.17.1.10. Из енаминов и п-хинонов
• 17.17.1.11. Из ариламинов
• 17.17.1.12. Из o-ациланилидов
• 17.17.1.13. Из o-изоцианостиролов
• 17.17.1.14. Из o-хлорацетилариламинов
• 17.17.1.15. Циклизацией нитренов
• 17.17.1.16. Циклизации аринов
• 17.17.1.17. Из o-нитростиролов
• 17.17.1.18. Из индолинов
• 17.17.2. Синтезы оксиндолов
• 17.17.3. Синтезы индоксилов
• 17.17.4. Синтез изатинов
• 17.17.5. Синтезы 1-гидроксиндолов
• 17.17.6. Примеры синтезов некоторых важных производных индола
• 17.17.6.1. Ондансетрон
• 17.17.6.2. Стауроспорин агликон
• 17.17.6.3. Серотонин
• 17.17.6.4. Хуангксинмицин
• 17.17.7. Синтезы азаиндолов

Дополнительно:

• Предисловие
• Введение
• Используемые сокращения