Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

α-Аминокетоны взаимодействуют с карбонильными соединениями, обладающими α-метиленовой группой, преимущественно активированной дополнительным акцепторным заместителем, как, например, в эфирах β-кетокислот

Рисунок 1. Раздел 13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

Синтез Кнорра

Широко используемый общий подход к синтезу производных пиррола связан с использованием двух компонентов: один — α-аминокарбонильное соединение, которое поставляет в будущий пиррольный цикл атом азота и атомы углерода C(2) и C(3), и второй компонент, поставляющий атомы C(4) и C(5), в котором должна быть метальная группа в α-положении к карбонильной. Синтез Кнорра эффективен только в том случае, если метиленовая группа дополнительно активирована (например, как в ацетоуксусном эфире); при этом конденсация, приводящая к пирролу, успешно конкурирует с самоконденсацией α-аминокарбонильных соединений. Ниже в качестве иллюстрации приведён синтез 4-метилпиррол-3-карбоновой кислоты и её последующее превращение в 3-метилпиррол:

Рисунок 2. Раздел 13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

Поскольку α-аминокарбонильные соединения очень легко претерпевают самоконденсацию с образованием дигидропиразинов (разд. 11.13.), их обычно получают и используют в виде солей с высвобождением соответствующих свободных оснований под действием оснований, присутствующих в реакционной смеси. Альтернативно в синтезе Кнорра используются аминокарбонильные соединения с защищённой карбонильной группой, такие, как аминоацеталь [H2NCH2CH(OEt)2], вместе с эфирами енолов 1,3-дикетонов в качестве предшественников активированных карбонильных соединений [143]

Рисунок 3. Раздел 13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

Избежать прямого использования α-аминокарбонильных соединений можно, получая их в присутствии второго компонента синтеза Кнорра. В качестве восстановителя для превращения оксиминной группы в аминную, применяют цинк в уксусной кислоте и дитионит натрия [144]; при этом кетонная и сложноэфирная группы остаются незатронутыми

Рисунок 4. Раздел 13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

В классическом варианте синтеза Кнорра в качестве α-аминокарбонильной компоненты используется аминопроизводное другой карбонильной компоненты, которое генерируется из оксиминопроизводного in situ [145]

Рисунок 5. Раздел 13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

Согласно предполагаемому механизму процесса, показанному на примере образования пиррола Кнорра, на первой стадии происходит образование связи N — C(2), что предполагает присоединение атома азота к более электрофильной из двух карбонильных групп второй компоненты. Аналогично образование связи C(3) — C(4) происходит с участием более электрофильной (когда возможно альтернативное течение реакции) карбонильной группы α-аминокарбонильной компоненты. Существует множество элегантных примеров применения этого подхода к синтезу производных пиррола. Интересен пример образования двух пиррольных циклов при использовании в качестве предшественника α-амино-карбонильного соединения фенилгидразона, как показано ниже [146]:

Рисунок 6. Раздел 13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

Современные подходы к α-аминокарбонильным соединениям основаны на реакции 2-бромкетонов с диформамидом натрия с образованием α-формамидо-кетонов [147] и на взаимодействии амидов Вайнреба N-защищённых α-аминокислот с реактивами Гриньяра с последующим удалением N-защитной группы в присутствии второго компонента, как показано ниже [148]. Гидридное восстановление амидов Вайнреба N-защищённых α-аминокислот приводит к образованию α-аминоальдегидов, также используемых в этом подходе к синтезу производных пиррола [149].

Рисунок 7. Раздел 13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

Бис(метилтио)нитроэтилен при взаимодействии с органическими купратами замещает одну метилтиогруппу на алкильную или арильную. Далее продукт этой реакции при взаимодействии с аминоацеталями, (в качестве предшественников α-аминокарбонильных соединений) превращается в ациклическое соединение, замыкание цикла в котором приводит к 2-замещённым 3-нитро-пирролам [150].

Рисунок 8. Раздел 13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

Енамины, образующиеся при присоединении эфиров α-аминокислот к диметиловому эфиру ацетилен-дикарбоновой кислоты, способны превращаться в 3-гидроксипирролы в результате замыкания цикла по типу конденсации Кляйзена [151].

Рисунок 9. Раздел 13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов


13.18.1.2. Из α-аминокарбонильных соединений и активированных кетонов

Список литературы к главе 13

Упражнения к главе 13

Глава 13

Дополнительно:


Новые методы препаративной органической химии / Москва, 1950 год. Издательство иностранной литературы. Издательский переплёт. Сохранность хорошая. Сборник посвящён изложению некоторых современных методов препаративной органической химии. Он содержит обширный материал по вопросам применения фтора и фтористого водорода, описание процессов гидрироваНовые методы препаративной органической химии
Москва, 1950 год. Издательство иностранной литературы. Издательский переплёт. ...
Химия синтетических смол (комплект из 4 книг) / Книга Эллиса является в настоящее время наиболее полной монографией по химии синтетических смол, в книге приводятся исчерпывающие данные о получении смол и промежуточных продуктов, об их строении, свойствах и применении в промышленности пластических масс. Многочисленные ссылки (около 9 000) на книжнХимия синтетических смол (комплект из 4 книг)
Книга Эллиса является в настоящее время наиболее полной монографией по химии ...
Переработка полимерных материалов / Книга представляет собой краткое руководство по технологии переработки полимеров в изделия. В ней в достаточно доступной форме рассмотрены вопросы подготовки сырья и изготовления изделий. Большое внимание уделено конструированию изделий из пластмасс, получению комбинированных материалов, размещению Переработка полимерных материалов
Книга представляет собой краткое руководство по технологии переработки ...
Естествознание и проблема белка. Химическое и пространственное строение белков. Структурная организация белков / В книге прослежены этапы развития исследований химического и пространственного строения белков с начала XVIII в. Особое внимание уделено анализу современного состояния этих важнейших областей молекулярной биологии. Рассмотрение проблемы белка дано на фоне общего хода развития естественно-научных знаЕстествознание и проблема белка. Химическое и пространственное строение белков. Структурная организация белков
В книге прослежены этапы развития исследований химического и пространственного ...