Насыщенные азотсодержащие гетероциклы

27.5.1. Насыщенные азотсодержащие гетероциклы

Существует три основных метода получения азиридинов: (1) катализируемая щелочами циклизация 2-галогенаминов или эфиров 2-гидроксиламиносульфо-кислоты (как показано на приведённой ниже схеме) [58], (2) присоединение к алкенам и (3) присоединение к иминам.

Разнообразные гомохиральные азиридины легко получаются из серина [59], такие соединения можно превратить в целый ряд полифункциональных гомохиральных интермедиатов и производных.

Азиридины можно получать из алкенов с использованием иодизоцианата [60] или азида йода [61]. Полученное в последней реакции соединение можно превратить в азиридин восстановлением или в азирин в результате элиминирования иодоводорода и пиролиза [62].

N-Толилазиридины можно синтезировать напрямую из алкенов и хлорамина Т, как показано ниже [63]:

Присоединение к иминам — третий возможный метод получения азиридинов, как показано ниже [64]:

Азирины могут быть синтезированы энантиоселективно, если они необходимы для получения природных алкалоидов, из O-тозилпроизводных оксимов 1,3-кетоэфиров; в этой реакции атом углерода выступает в качестве нуклеофильного центра и атакует атом азота с удалением тозилата [65].

Азетидины можно получать циклизацией 3-галогенаминов, но выходы зачастую не так хороши, как при образовании азиридинов. Генерирование бифункциональных предшественников, циклизующихся затем в азетидины, возможно разными способами [66].

Синтез 1-азабицикло[1.1.0]бутана, в котором атом азота входит одновременно в четырёхчленный цикл и два трёхчленных цикла (!), проводят по общей методике, описанной выше [67]. Реакции раскрытия цикла, одна из которых приведена ниже на схеме, приводят к образованию соединений, содержащих азетидиновый, а не азиридиновый фрагмент

Азиридины также можно получать присоединением нитренов к алкенам [68] или с использованием агентов — «поставщиков» атома азота, аналогичных эпоксидирующим агентам [69].

Для получения β-лактамов разработано много методов [47] [70], включающих циклизацию соответствующих аминокислот. Наиболее широко используемые методы заключаются в сочетании двух компонентов [38] [71], которое происходит путём согласованного циклоприсоединения или по двухстадийному механизму.

Очень близкий метод синтеза пирролидинов не требует использования бифункционализированных исходных соединений, а вторую функциональную группу вводят по реакции Гофмана-Лёффлера-Фрейтага [72], которая представляет собой радикальный процесс. Шестичленное циклическое переходное состояние приводит к образованию 1,4-галогенамина и, следовательно, пирролидинов.

Циклонрисоединение азометиновых илидов к алкенам — другой изящный метод синтеза пирролидиной. Необходимые 1,3-диполи можно получить различными способами; на примере, приведённом ниже, показан один из наиболее простых методов, в котором триметилсилилметиламин, альдегид и алкен просто нагревают в тетрагидрофуране [73]:

Особенно полезный общий метод синтеза 5-, 6- и 7-членных частично ненасыщенных гетероциклов основан на олефиновом метатезисе Граббса, применяемом для ациклических диалкениламинов; в качестве примера можно привести синтез тетрагидропиридина, как показано ниже [74]:

Глава 27

• 27. Насыщенные и частично ненасыщенные гетероциклические соединения: реакции и методы синтеза
• 27.1. Пяти- и шестичленные циклы
• 27.1.1. Пирролидины и пиперидины
• 27.1.2. Пираны и восстановленные фураны
• 27.2. Трёхчленные циклы
• 27.2.1. Трёхчленные циклы с одним гетероатомом
• 27.2.2. Трёхчленные гетероциклы с двумя гетероатомами
• 27.3. Четырёхчленные циклы
• 27.4. Металлирование
• 27.5. Синтезы кольца
• 27.5.1. Насыщенные азотсодержащие гетероциклы
• 27.5.2. Насыщенные кислородсодержащие гетероциклы
• 27.5.3. Насыщенные серосодержащие гетероциклы

Дополнительно:

• Предисловие
• Введение
• Используемые сокращения