Реакции с иминиевыми ионами: реакция Манниха

17.1.9. Реакции с иминиевыми ионами: реакция Манниха

В нейтральных условиях и при низкой температуре незамещённый индол реагирует со смесью формальдегида и диметиламина по атому азота [66] [67]; эта реакция, по-видимому, протекает при низкой равновесной концентрации индолил-аниона. В нейтральном растворе при более высокой температуре или в уксусной кислоте происходит превращение в термодинамически более стабильное 3-замещённое соединение — грамин. Грамин можно получить напрямую, гладко и с высоким выходом реакцией в уксусной кислоте [68].

Реакция Манниха имеет большое практическое значение, так как не только позволяет широко варьировать электрофильные иминиевые ионы, но и сам грамин и родственные ему основания часто используют как ценные промежуточные соединения для дальнейших синтезов (разд. 17.12.).

Электрофил — иминиевый ион — может быть синтезирован отдельно и выделен в кристаллическом виде, он известен как «соль Эшенмозера» (Me₂N⁺ = CH₂I^-) [69]. Обычно реакции с этим реакционноспособным электрофилом проводят в неполярном растворителе. Примеры, иллюстрирующие, какие изменения может претерпевать структура иминиевого иона, включают реакцию индола с пиримидином [70], реакцию индола с бензилиденовыми производными ариламинов, катализируемую трифлатами лантаноидов [71], и димеризацию индола, катализируемую минеральными кислотами [72]. В первом примере протонированный пиримидин выступает в качестве электрофила, в последнем индол атакуется протонированным индолом, как показано ниже:

Скатол превращается в α,α’-связанный димер в кислоте; в противоположность этому 2-метиливдол не подвержен кислотно-катализируемой димеризации, что обусловлено более низкой электрофильностью 3-протонированного 2-замещённого 3Н-индолий катиона, аналогично тому, как кетоны менее реакционноспособны, чем альдегиды.

Если в качестве электрофила используют протонированный 3-броминдол, конечное элиминирование бромоводорода приводит к восстановлению ароматичности 2-замещенных индолов; пиррол (как показано на схеме) или индолы могут участвовать в процессах такого типа [73].

В том случае, когда можно провести внутримолекулярную конденсацию, реакции Манниха и Вильсмейера широко используют для синтеза тетрагидро-β-карболинов [74] (дигидро-β-карболинов) — соединений, подобных обнаруженным во многих индольных алкалоидах (β-карболин — широко используемое тривиальное название пиридо[3,4-b] индола).

Спорным является вопрос, как происходит атака: либо непосредственно по α-положению, либо по β-положению с последующей перегруппировкой. По-видимому, существенно то, что реакция Манниха, в противоположность алкилированию, обсуждённому в разд. 17.1.6., — процесс обратимый, который позволяет, хотя и более медленно, но напрямую осуществлять α-замещение, что принципиально важно для получения α-замещённых структур.

Было показано, что триптамины, имеющие в положении 2 карбоксильную группу, которые легко синтезировать (см. разд. 17.17.6.3.), но которые с трудом декарбоксилируются, подвергаются циклоконденсации Манниха с альдегидами и кетонами с потерей диоксида углерода на последней стадии процесса [75].

Нитроны, полученные изтриптаминов, легко циклизуются, и процесс может быть проведён энантиоселективно при использовании хиральных кислот Льюиса [76].

Глава 17

• 17. Индолы: реакции и методы синтеза
• 17.1. Реакции с электрофильными реагентами
• 17.1.1. Протонирование
• 17.1.2. Нитрование; реакции с другими азотсодержащими электрофилами
• 17.1.3. Сульфирование; реакции с другими серосодержащими электрофилами
• 17.1.4. Галогенирование
• 17.1.5. Ацилирование
• 17.1.6. Алкилирование
• 17.1.7. Реакции с альдегидами и кетонами
• 17.1.8. Реакции с α,β-ненасыщенными кетонами, нитрилами и нитросоединениями
• 17.1.9. Реакции с иминиевыми ионами: реакция Манниха
• 17.1.10. Диазосочетание и нитрозирование
• 17.1.11. Электрофильное металлирование
• 17.1.11.1. Меркурирование
• 17.1.11.2. Таллирование
• 17.1.11.3. Палладирование
• 17.2. Реакции с окислителями
• 17.3. Реакции с нуклеофильными реагентами
• 17.4. Реакции с основаниями
• 17.4.1. Депротонирование N-водорода
• 17.4.2. Депротонирование C-водорода
• 17.5. Реакции N-металлированных индолов
• 17.6. Реакции C-металлированных индолов
• 17.6.1. Литийорганические производные
• 17.6.2. Реакции, катализируемые палладием
• 17.7. Реакции со свободными радикалами
• 17.8. Реакции с восстановителями
• 17.9. Реакции с карбенами
• 17.10. Электроциклические и фотохимические реакции
• 17.11. Алкилиндолы
• 17.12. Реакции C-замещённых индольных соединений
• 17.13. Индолкарбоновые кислоты
• 17.14. Гидроксииндолы
• 17.14.1. Оксиндол
• 17.14.2. Индоксил
• 17.14.3. Изатин
• 17.14.4. 1-Гидроксиндол
• 17.15. Аминоиндолы
• 17.16. Азаиндолы
• 17.16.1. Реакции электрофильного замещения
• 17.16.2. Реакции нуклеофильного замещения
• 17.17. Синтезы индолов
• 17.17.1. Синтезы кольца
• 17.17.1.1. Из фенилгидразонов альдегидов и кетонов
• 17.17.1.2. Из o-(2-оксоалкил)анилинов
• 17.17.1.3. Из o-алкинилариламинов
• 17.17.1.4. Из o-толуидинов
• 17.17.1.5. Из α-ариламинокарбонильных соединений
• 17.17.1.6. Синтез из пирролов
• 17.17.1.7. Из орто-замещённых нитроаренов
• 17.17.1.8. Из N-ариленаминов
• 17.17.1.9. Из N-аллил-o-галогенариламинов
• 17.17.1.10. Из енаминов и п-хинонов
• 17.17.1.11. Из ариламинов
• 17.17.1.12. Из o-ациланилидов
• 17.17.1.13. Из o-изоцианостиролов
• 17.17.1.14. Из o-хлорацетилариламинов
• 17.17.1.15. Циклизацией нитренов
• 17.17.1.16. Циклизации аринов
• 17.17.1.17. Из o-нитростиролов
• 17.17.1.18. Из индолинов
• 17.17.2. Синтезы оксиндолов
• 17.17.3. Синтезы индоксилов
• 17.17.4. Синтез изатинов
• 17.17.5. Синтезы 1-гидроксиндолов
• 17.17.6. Примеры синтезов некоторых важных производных индола
• 17.17.6.1. Ондансетрон
• 17.17.6.2. Стауроспорин агликон
• 17.17.6.3. Серотонин
• 17.17.6.4. Хуангксинмицин
• 17.17.7. Синтезы азаиндолов

Дополнительно:

• Предисловие
• Введение
• Используемые сокращения