Вторая группа синтезов

3.2.2. Вторая группа синтезов

Вторая группа синтезов связана с образованием связей C–C и C—гетероатом. Один компонент должен содержать енольный, енолятный или енаминный фрагмент (или быть эквивалентом таких соединений), в то время как второй должен обладать соответствующими электрофильными центрами. Ниже приведены примеры таких комбинаций для синтеза пятичленных и шестичленных гетероциклических соединений:

Примечания

1. Заместитель R в двух последних реакциях, должен повышать кислотность соседних атомов водорода (R = кетонная, сложноэфирная, нитрильная и иногда нитрогруппа).

2. Некоторые из компонентов, показанных на схеме, обладают двумя электрофильными центрами, другие одновременно содержат электрофильный и нуклеофильный центры. В целом, реагенты, которые содержат два реакционноспособных центра либо в 1,2-, либо в 1,3-положениях, широко применяются в синтезе гетероциклических соединений. Можно использовать также 1,4- (например, НХ—C-C—YH, где X, Y—гетероатомы) и 1,5-бифункциональные соединения (например, O=C-©₃—C=O). Кроме того, в синтезе гетероциклических соединений часто используются «одноуглеродные» реагенты (производные муравьиной и угольной кислот, например фосген и другие). Среди наиболее часто применяемых 1,2-бифункциональных соединений — 1,2-дикарбонильные соединения, енолы (которые первоначально вступают в реакции с участием нуклеофильного атома углерода, а затем с участием электрофильного карбонильного атома углерода), Hal-C-C=O и системы, содержащие фрагмент НХ—YH. Среди часто используемых 1,3-бифункциональных соединений — диэлектрофильные 1,3-дикарбонильные соединения, α,β-непредельные карбонильные соединения (C=C—C=O), биснуклеофильные реагенты общей формулы НХ—C—YH (например, амидины и мочевина). В качестве 1,3-бисфункциональных соединений также используются α-амино- и α-гидроксикарбонильные соединения (НХ-C-C=O), которые одновременно содержат электрофильный и нуклеофильный реакционные центры.

3. Точная последовательность стадий — нуклеофильное присоединение, депротонирование, протонирование и дегидратация, — приводящих к образованию гетероцикла, никогда не известна. Однако последовательность, приведённая на схеме, наиболее вероятна. В действительности порядок стадий может существенно варьироваться в зависимости от условий проведения процесса, в частности от pH среды [3].

4. В том случае, когда используются компоненты, аналогичные α-галогено-карбонильным соединениям, и цикл замыкается в результате замещения атома галогена, процесс реализуется по экзо-тет-типу. Если же замыкание цикла происходит в результате атаки по атому углерода карбонильной или нитрильной групп, реализуются экзо-триг- и экзо-диг-процессы соответственно [4].

5. Если в качестве карбонильной компоненты используется производное карбоновой кислоты (как, например, амид во втором примере на приведённой выше схеме), в результате замыкания цикла образуется соединение, содержащее кислородный заместитель при атоме углерода (пиридон в упомянутом примере). При использовании нитрильной группы вместо карбонильной в качестве электрофильного центра в результате замыкания цикла образуются соединения, содержащие аминогруппу при атоме углерода:

Два нуклеофильных центра одновременно могут быть гетероатомными, как в случае синтеза пиримидинов и пиразолов:

В синтезе бензаннелированных гетероциклических систем фенолы можно использовать в качестве аналогов енолов, а анилины — в качестве аналогов енаминов [5].

Глава 3

• 3. Синтез ароматических гетероциклических соединений
• 3.1. Типы реакций, обычно используемые для синтеза гетероциклических соединений
• 3.2. Типичные комбинации реагентов
• 3.2.1.1 Синтез гетероароматических соединений
• 3.2.1.2. Синтез гетероароматических соединений
• 3.2.2. Вторая группа синтезов
• 3.3. Выводы
• 3.4. Электроциклические процессы в синтезе гетероциклических соединений
• 3.5. Нитрены в синтезе гетероциклических соединений
• 3.6. орто-Хинодиметаны в синтезе гетероциклических соединений

Дополнительно:

• Предисловие
• Введение
• Используемые сокращения