Азины

26.2.1. Азины

Нейтральные шестичленные ароматические гетероциклы не могут содержать двухвалентных гетероатомов. Нумерация в молекулах азинов отражает относительное расположение атомов азота. 1,2,3,4-Тетразин, пентазин и гексазин неизвестны. Что касается других систем, очень мало информации существует о 1,2,3,5-тетразине, однако производные 1,3,5-триазина очень хорошо известны и доступны в больших количествах. Действительно, это один из наиболее давно известных гетероциклов: триоксипроизводное (циануровая кислота) было впервые получено в 1776 году Шееле пиролизом мочевой кислоты.

Термическая устойчивость незамещённых систем колеблется от 1,2,3-триазина, который разлагается при 200 °C, до 1,3,5-триазина, который устойчив до 600 °C, — при этой температуре он разлагается с выделением циановодорода, формальным тримером которого он является.

По сравнению с диазинами индуктивные эффекты «дополнительных» атомов азота приводят к ещё большей чувствительности к нуклеофильной атаке, и, как следствие этого, все незамещённые системы реагируют с водой в кислых или основных растворах. Аналогично простые реакции электрофильного замещения не идут; некоторые на первый взгляд реакции электрофильного замещения, такие, как бромирование 1,3,5-триазина, происходят, вероятно, в результате нуклеофильного присоединения бромида к соли N⁺—Br [109]. Попытки прямого N-окисления простых тетразинов под действием обычных реагентов главным образом приводят к расширению цикла, однако удовлетворительное окисление может быть осуществлено при использовании метил(трифторметил)диоксирана [110].

Примеры, приведённые ниже, служат иллюстрацией большинства реакций лёгкого нуклеофильного присоединения к полиазаазинам: реакция 1,2,4,5-тетразина с простыми аминами [111] может быть противопоставлена реакции, требующей участия амида натрия (реакция Чичибабина) для диазинов и пиридина.

Лёгкость присоединения по положению 5 в 1,2,4-триазинах [112] показана на примере викариозного нуклеофильного замещения (разд. 2.3.3.) для 3-метил-тиопроизводных в отсутствие активирующих групп; родственное присоединение нитроалканов представляет собой очень полезный вариант нуклеофильного ацилирования [113]. Также показательно лёгкое замещение метилтиогрупп в подобных соединениях [114]. Нуклеофильное замещение метилтиогруппы в 1,2,4-триазинах и 1,2,4,5-тетразинах на алкокси- и аминогруппы происходит очень легко. Монозамещение может быть проведено в бис(метилтио)-1,2,4,5-тетразине, но при использовании метоксида необходим строжайший контроль условий реакции для предотвращения образования диметоксипроизводного [115]. Однако при реакции бис(метилтио)производного с метиллитием [116] происходит нуклеофильная атака по атому азота!

В химии триазинов сульфонильная группа представляет собой более хорошую уходящую группу, чем галоген, в реакциях с карбанионами [117].

Чувствительность 1,3,5-триазина к нуклеофильным атакам, сопровождающимся раскрытием цикла, позволяет использовать его в синтезах в качестве эквивалента формиата или формамида, особенно для получения других гетероциклов, таких, как имидазолы и триазолы [118] (разд. 26.1.1.4.; 1,2,4-триазолы).

Несмотря на высокую чувствительность 1,2,4-триазина к нуклеофильному присоединению, 3-замещённые 5-метокси-1,2,4-триазины можно успешно литиировать [119]

Реакция 1,2,3-триазина с нуклеофилами приводит обычно к раскрытию цикла в результате атаки по положению 4. Однако эфиры силиленолов реагируют с комплексом хлороформиат/1,2,3-триазин с образованием 5-замещённых 2,5-дигидро-1,2,3-триазинов, которые можно ароматизировать при использовании церрий(IV)аммонийнитрата. В этом случае первоначальное присоединение идёт по атому N₍₂₎, что приводит к специфической активации положения 5 [120].

Интересный вариант реакции Минисци представлен для 1,2,3-триазина, который неустойчив в обычных кислых условиях: в данном случае активация гетероцикла к атаке нуклеофильным радикалом происходит под действием дици-анометинилида [121].

Восстановительное удаление гидразиновых заместителей в окислительных условиях концептуально родственно окислительному отщеплению тиольных групп в других системах (например, разд. 26.1.1.2.). В этом случае возможно промежуточное образование диимида, как показано ниже [122]:

Вероятно, наиболее полезная и общая реакция всех этих систем — это реакция Дильса-Альдера с обратными электронными требованиями с ацетиленами (или их эквивалентами), в результате которой образуются либо пиридины, либо диазины при элиминировании циановодорода или азота [123]. Иногда наблюдаются аномальные реакции по несогласованному механизму, как показано на последнем примере [124]:

Глава 26

• 26. Гетероциклы, содержащие более двух гетероатомов
• 26.1. Пятичленные циклы
• 26.1.1. Азолы
• 26.1.1.1. 1,2,3-Триазол
• 26.1.1.2. 1,2,4-Триазол
• 26.1.1.3. Тетразол
• 26.1.1.4. Синтез циклической системы азолов
• 26.1.2. Оксадиазолы и тиадиазолы
• 26.1.3. Другие системы
• 26.1.4. Синтезы кольца
• 26.1.4.1. 1,2,4-Оксадиазолы
• 26.1.4.2. 1,3,4-Оксадиазолы
• 26.1.4.3. 1,2,5-Оксадиазолы
• 26.1.4.4. Сидноны
• 26.1.4.5. 1,2,3-Тиадиазолы
• 26.1.4.6. 1,2,4-Тиадиазолы
• 26.1.4.7. 1,3,4-Тиадиазолы
• 26.1.4.8. 1,2,5-Тиадиазолы
• 26.2. Шестичленные циклы
• 26.2.1. Азины
• 26.2.2. Синтезы кольца
• 26.2.2.1. 1,2,3-Триазин
• 26.2.2.2. 1,2,4-Триазины
• 26.2.2.3. 1,3,5-Триазины
• 26.2.2.4. 1,2,4,5-Тетразины
• 26.3. Бензотриазолы

Дополнительно:

• Предисловие
• Введение
• Используемые сокращения