АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Способы синтеза пиридинов.

Способы построения пиридинового цикла можно разделить на одно-, двух- и трехкомпонентные.

N₁+C₂C₃C₄C₅C₆ N₁C₂C₃ + C₄C₅C₆ N₁C₂C₃C₄+ C₅C₆ N₁+C₂C₃+C₄+C₅C₆

(N₁C₆C₅C₄ + C₂C₃)

Однокомпонентные синтезы

Синтез типа N¹®C²(C⁶)

В однокомпонентных синтезах все необходимые для построения пиридинового цикла группировки уже находятся в молекуле исходного соединения. Так, при обработке 2-аминометилфурана кислотой и окислителем с высоким выходом образуется 3-гидроксипиридин.

Атом азота аминометильной группы становится гетероциклическим атомом азота, а том углерода С⁵ фуранового цикла становится атомом углерода С⁶

.

Двухкомпонентные синтезы

Синтезы типа N₁+C₂C₃C₄C₅C₆

Пятиуглеродными компонентами в синтезах этого типа могут быть непредельные δ-дикарбонильные соединения, а источником азота – аммиак:

Сам пиридин синтезируется из глутаконового альдегида (пентен-2-диаля) и ацетата аммония в качестве источника аммиака.

Использование в качестве источника азота гидроксиламина позволяет получать пиридины из более доступных δ-дикетонов.

Роль пятиуглеродной компоненты могут играть и доступные соли пирилия (А.Байер). Так, из перхлората 2,4,6-трифенилпирилия можно получить 2,4,6-трифенилпиридин.

Менее доступные по сравнению с солями пирилия нитрилы алкениновых ки-слот также могут играть роль пятиуглеродной С²С³С⁴С⁵С⁶ компоненты. В результате их реакции с аммиаком могут быть получены замещенные 2-амино-пиридины.

Однако данный подход имеет все-таки ограниченное применение из-за малой доступности исходных.

Синтезы типа С²N¹C⁶C⁵C⁴ + C³.

В синтезах этого типа пятиатомной компонентой, содержащей атом азота, является молекула пиррола. Известно, что пирролы присоединяют дихлоркарбен с образованием неустойчивых бициклов, превращающихся в условиях эксперимента в замещенные 3-хлорпиридины.

Данная реакция лежит в основе препаративного способа синтеза 3-хлорпи-ридина из незамещенного пиррола.

Синтезы типа N¹C² + C³C⁴C⁵C⁶ (N¹C⁶ + C²C³C⁴C⁵)

В основе синтезов этого типа лежит реакция (4+2)-циклоприсоедине-ния, в которой роль диенофила играет нитрил, а диеном является замещенный 1,3-бутадиен (Янц-МакКеллог).

В условиях эксперимента (400°С) замещенный 3,6-дигидропиридин подвергается дигидрированию. В реакцию лучше вводить симметричные диены, т.к. в случае несимметричных образуется смесь изомерных пиридинов.

В качестве исходных могут использоваться замещенные α-пироны, в которых диеновый фрагмент образуют атомы углерода С³С⁴С⁵С⁶.

В ходе реакции первичный продукт взаимодействия - 2-окса-6-азаби-цикло[2,2,2]октадиен – элиминирует оксид углерода (IV), превращаясь в замещенный пиридин.

Синтезы типа N₁C₂C₃ + C₄C₅C₆

Синтезы этого типа нашли достаточно широкое применение, в том чис-ле и в одном из ранних способов получения витамина В₆. В качестве трехуг-леродной компоненты используется β-дикарбонильное соединение, атом азота и два углеродных атома вводятся с помощью амида циануксусной кислоты (И.Гуарески, Дж.Ф.Торп)

Образовавшееся в результате реакции цианопроизводное α-пиридона легко может быть превращено в замещенный пиридин.

В качестве N₁C₂C₃ компоненты могут использоваться эфиры енаминокарбоновых кислот или енаминонитрилы.

Синтезы типа С²N¹C⁶C⁵ + C³C⁴.

В основе синтезов этого типа лежит термическая реакция (4+2)-цикло-присоединения замещенного 1,3-оксазола в качестве диеновой компоненты к алкену, содержащему электроноакцепторный заместитель (Г.В.Кондратьева, 1965).

Атомы С²N³С⁴С⁵ молекулы оксазола формируют необходимую 2-аза-1,3-ди-еновую систему, к концевым атомам углерода которой присоединяется молекула диенофила (в данном случае малеинового ангидрида). Образовавший циклоаддукт, ангидрид замещенной 2-аза-7-оксабицикло[2,2,1]гепт-2-ен-5,6-дикарбоновой кислоты, неустойчив и в условиях эксперимента отщепляет молекулу воды.

Трехкомпонентные синтезы

Синтез типа N¹ + C²C³ + C⁴C⁵C⁶ (N¹ + C⁵C⁴ + C²C³C⁴)

К синтезам этого типа может быть отнесен синтез Несмеянова-Кочет-кова: взаимодействие аммиака, ацетоуксусного эфира и хлорвинилкетона.

В данном методе фрагмент С(α)-С(β) формируется за карбонильного соединения с активной метиленовой группой, а фрагмент С(α')С(β')С(γ) – за счет хлорвинилкетона. Не исключено, что первой стадией реакции является винилирование ацетоуксусного эфира и образование соединения, содержащего фрагмент δ-дикетона, которое далее реагирует с аммиаком.

Четырехкомпонентные синтезы

Синтез типа N₁ +C₂C₃ +C₄+C₅C₆ (Способ Ганча)

Синтез пиридинов по Ганчу – это нагревание аммиака (или карбоната аммония) альдегида и карбонильного соединения, содержащего активную метиленовую группу.

Способ Ганча позволяет получать симметричные пиридины, поскольку карбонильное соединение с активной метиленовой группой вводится в реакцию в соотношении 2:1 по отношению к альдегиду. Механизм реакции Ганча точно не устанвлен, но не исключено, что первой стадий реакции является образование δ-дикетона, который далее реагирует с аммиаком. Непосредственно в результате реакции получается 1,4-дигидропиридин, который может быть выделен. Его окисление приводит к целевому замещенному пиридину.

Как вариант реакции Ганча можно рассматривать синтез замещенных пиридинов по А.Е.Чичибабину: нагревание ацетальдегида с аммиаком при 400°С над оксидом алюминия:

По-видимому, в условиях эксперимента имеет место образование кротонового альдегида и далее 3-аминобутаналя, которые далее взаимодействуют друг с другом, давая 2-(1-аминоэтил)-2,4-пентадиеналь. Строение этого интермедтата и определяет расположение метильной и этильной групп в пиридиновом цикле.

Наряду с 2-метил-5-этилпиридином в этой реакции образуется 4-метил-3-этилпиридин и g-пиколин. Образование этих соединений можно объяснить иным характером взаимодействия кротонового альдегида и продукта его аминирования.

Выход продуктов в этой реакции зависит от условий, но их подбирают таким образом, чтобы количество образующегося 2-метил-5-этилпиридина было бы максимально возможным.

Дата добавления: 2015-12-15 | Просмотры: 1890 | Нарушение авторских прав