2.4.1. Реакции гетероциклических соединений с нуклеофильными радикалами. Реакция Минисци
Реакции нуклеофильных радикалов с гетероциклическими соединениями, содержащими иминный фрагмент, в присутствии кислот представляют собой наиболее важные и синтетически полезные процессы с участием гетероциклических соединений [47].
Пиридины, хинолины, диазины, имидазолы, бензотиазолы и пурины способны вступать в реакции со многими нуклеофильными радикалами с замещением атома водорода в α- и γ-положениях относительно атома азота. Присутствие кислоты в таких реакциях весьма существенно, поскольку протонирование сильно увеличивает реакционную способность субстратов по отношению к нуклеофильным радикалам и региоселективность такого взаимодействия. С нейтральными основаниями реакции идут очень трудно. Практическая значимость таких процессов связана с возможность прямого введения ацильных групп в гетероцикл, чем достигается эффект реакции Фриделя — Крафтса, обычно невозможной для таких субстратов (разд. 2.2.2.). Третичные радикалы более стабильны и более нуклеофильны и, следовательно, более активны в реакции Минисци, чем метил-радикалы. Большинство примеров реакции Минисци было проведено в водных средах или, по крайней мере, в средах с высоким содержанием воды, что облегчает выделение органических продуктов реакции.
Для генерирования необходимых радикалов было применено несколько методов, многие из них связаны с первоначальным образованием гидрокси- или метил-радикалов, которые затем отщепляют атом водорода или йода от подходящих субстратов. Ниже приведены оба примера генерирования радикалов [48]. Ароматизация промежуточно образующихся радикал-катионов обычно происходит при их взаимодействии с избытком окислителя, используемого для генерирования изначального радикала.

Кроме окислительных методов генерирования радикалов, приведённых выше, также возможно образование алкил-радикалов при восстановлении алкил-иодидов трис(триметилсилил)силаном в условиях, подходящих для проведения реакции Минисци [49]. Карбоновые кислоты (α-кетокислоты) могут служить источниками алкил-радикалов [50] (ацил-радикалов [51]) при их окислении пероксидами, катализируемом солями серебра. Радикалы могут быть также генерированы и в неводной среде из производных карбоновых кислот и 1-гидроксипиридин-2-тиона (метод Бартона) [52].

N,N-Диалкилформамиды можно превратить либо в алкил-, либо в ацил-радикалы в зависимости от условий [53]

Интересный и полезный в синтетическом плане процесс связан с первоначальным взаимодействием электрофильного радикала с алкеном: сам электрофильный радикал не взаимодействует с протонированным гетероциклическим соединением, однако после присоединения такого радикала к алкену образуется нуклеофильный радикал, который и присоединяется к гетероциклу [54].

В том случае, когда в субстрате имеется более чем одно положение, способное участвовать в реакции с радикалом, как, например, в случае пиридина, возникает проблема региоселективности замещения и возможности образования продуктов полизамещения, поскольку соединение, образующееся в результате первой реакции замещения, обычно более активно в таких реакциях, чем исходное соединение. Региоселективность процесса радикального замещения в значительной степени зависит от характера радикала и от природы используемого для проведения реакции растворителя, однако иногда контроль региоселективности таких процессов трудно осуществить [55].

Следует отметить, что радикальное замещение часто не сопровождается полной конверсией субстрата, но, поскольку продукт реакции замещения обычно легко отделить от исходного, сложностей с выделением целевого соединения обычно не возникает. Для того чтобы избежать вторичного замещения, обычно либо контролируют кислотность среды (в том случае, если продукт реакции — основание меньшей силы, чем исходное соединение), либо проводят реакцию в двухфазной системе, тогда более липофильный продукт реакции замещения переходит в органический слой и, тем самым, удаётся избежать повторного замещения.
Селективное монозамещение может быть осуществлено при использовании N+-метоксипроизводных гетероциклических соединений вместо проведения реакций в присутствии кислот. В этом случае ароматизация первоначально образующегося аддукта связана с потерей молекулы метанола, а образующийся при этом нейтральный пиридин гораздо менее склонен к радикальному замещению [56].

В некоторых случаях с нормальным процессом радикального замещения атома водорода может конкурировать ипсо-замещение нитро-, сульфонильной и ацильной групп [57].
2.4.1. Реакции гетероциклических соединений с нуклеофильными радикалами. Реакция Минисци
Список литературы к главе 2
Глава 2
- 2. Реакционная способность ароматических гетероциклических соединений
- 2.1. Реакции электрофильного присоединения к атому азота
- 2.2. Реакции электрофильного замещения при атому углерода
- 2.2.1. Механизм ароматического электрофильного замещения
- 2.2.2. Шестичленные гетероциклические соединения
- 2.2.3. Пятичленные гетероциклические соединения
- 2.3. Реакции нуклеофильного замещения при атоме углерода
- 2.3.1. Механизм реакции ароматического нуклеофильного замещения
- 2.3.2. Шестичленные гетероциклические соединения
- 2.3.3. Викариозное нуклеофильное замещение
- 2.4. Реакции радикального замещения при атоме углерода
- 2.4.1. Реакции гетероциклических соединений с нуклеофильными радикалами. Реакция Минисци
- 2.4.2. Реакции с электрофильными радикалами
- 2.5. Депротонирование атома азота
- 2.6. Металлоорганические производные
- 2.6.1. Литийорганические производные
- 2.6.1.1. Прямое литиирование (депротонирование при атоме углерода)
- 2.6.1.2. Обмен атома галогена
- 2.6.1.3. Литиирование пятичленных гетероциклических соединений
- 2.6.1.4. Литиирование шестичленных гетероциклических соединений
- 2.6.2. Магнийорганические производные
- 2.6.3. Бор-, кремний- и оловоорганические реагенты
- 2.6.3.1. Синтез
- 2.6.3.2. Реакции
- 2.6.4. Цинкорганические производные
- 2.6.5. Металлирование боковой цепи шестичленных гетероциклических соединений («латеральное металлирование»)
- 2.6.6. Металлирование боковой цепи пятичленных гетероциклических соединений
- 2.7. Реакции, катализируемые палладием
- 2.7.1. Основные процессы с участием палладийорганических соединений
- 2.7.1.1. Согласованные реакции
- 2.7.1.2. Ионные реакции
- 2.7.2. Реакции, катализируемые палладием, в химии гетероциклических соединений
- 2.7.2.1. Реакция Хека
- 2.7.2.2. Реакции сочетания
- 2.7.2.3. Реакции карбонилирования
- 2.7.2.4. Синтез бензоконденсированных гетероциклических соединений
- 2.8. Окисление и восстановление гетероциклических соединений
- 2.9. Биологические процессы в химии гетероциклических соединений
Дополнительно:
Магний High Quality Content by WIKIPEDIA articles! Ма?гний — элемент главной подгруппы второй группы, ...
Книга является одним из первых томов серии «Основы современной органической ...
Нуклеиновые кислоты Книга представляет собой третий том коллективного труда авторов разных стран по ...
На современном научно-техническом уровне рассмотрено производство полиэтилена ...