Azometin ilidlari

Vikipediya, ochiq ensiklopediya
Navigatsiya qismiga oʻtish Qidirish qismiga oʻtish
Azometin ilid

Azometin ilidlari azotga asoslangan 1,3-dipollar bo'lib, karbanion yonidagi iminium ionidan iborat. Ular pirolidinlar va pirrolinlarni o'z ichiga olgan besh a'zoli heterosikllarni hosil qilish uchun 1,3-dipolyar siklodlanish reaktsiyalarida qo'llaniladi.[1][2][3] Bu reaktsiyalar yuqori darajada stereo- va regioselektivdir va to'rtta yangi qo'shni stereosentrlarni hosil qilish potentsialiga ega. Shunday qilib, azometin ilidlari umumiy sintezda va chiral ligandlar va farmatsevtika vositalarining shakllanishida yuqori foydalilikka ega. Azometin ilidlari ko'plab manbalardan, shu jumladan aziridinlar, iminlar va iminyumlardan hosil bo'lishi mumkin. Ular ko'pincha in situ hosil bo'ladi va darhol dipolarofillar bilan reaksiyaga kirishadi.

Tuzilishi[tahrir | manbasini tahrirlash]

Quyidagi rezonans tuzilmalari 1,3-dipol hissasini ko'rsatadi, bunda azotga qo'shni ikkita uglerod atomi manfiy yoki musbat zaryadga ega.[1] Azometin ylidlarining eng keng tarqalgan ifodasi azot musbat zaryadlangan va manfiy zaryad ikki uglerod atomi o'rtasida taqsimlangan. Turli rezonans tuzilmalarining nisbiy hissasi har bir atomdagi o'rinbosarlarga bog'liq. Elektron tortib oluvchi o'rinbosarlarni o'z ichiga olgan uglerod ko'proq qisman manfiy zaryadga ega bo'ladi, chunki yaqin atrofdagi elektronni tortib oluvchi guruh manfiy zaryadni barqarorlashtirish qobiliyatiga ega.

Rezonans tuzilmalari

1,3-dipolya engr siklo yuklanish reaksiyalari mahsulotida har xil stereokimyoga olib keladigan uch xil ilid shakllari mumkin. W shaklidagi, U shaklidagi va S shaklidagi ylidalar mumkin.[1] R o'rnini bosuvchi moddalar bir tomonda joylashgan W va U shaklidagi ylidlar sinsiklyajlanish mahsulotlarini hosil qiladi, S shaklidagi ylidlar esa anti -mahsulotlarga olib keladi. Quyidagi misollarda R3 oʻrnini bosuvchi mahsulotda tugashi uning sterik va elektron tabiatiga bogʻliq boʻladi (qarang: 1,3 dipolyar siklo yuklanishning regioselektivligi). Tsikloadlanish mahsulotidagi R1 va R2 ning stereokimyosi dipoldan olingan. R3 ning stereokimyosi dipolarofildan olingan - agar dipolarofil mono-almashtirilgandan (va prokiraldan) ko'p bo'lsa, mahsulotga to'rttagacha yangi stereosentrlar paydo bo'lishi mumkin.

Azometin ylid shakllari

Avlod[tahrir | manbasini tahrirlash]

Aziridinlardan[tahrir | manbasini tahrirlash]

Azometin ilidlari aziridinlarning halqa ochilishi natijasida hosil bo'lishi mumkin.[4][5] Vudvord-Xoffman qoidalariga ko'ra, termal to'rt elektronli halqaning ochilishi konrotatsion jarayon orqali davom etadi, fotokimyoviy reaktsiya esa disrotatsiondir.

Azometin ylid hosil qilish uchun aziridinning halqali ochilishi.

Ushbu halqani ochish reaktsiyasida torkselektivlik muammosi mavjud. Elektromanfiy o'rinbosarlar tashqi tomonga, azotdagi R o'rnini bosuvchi tomonga aylanishni afzal ko'radi, elektropozitiv o'rinbosarlar esa ichkariga aylanishni afzal ko'radi.[6]

E'tibor bering, aziridinlar bilan halqaning ochilishi boshqa 1,3-dipolga olib kelishi mumkin, bunda C-N aloqasi (C-C aloqasi o'rniga) uziladi.[7]

Aldegidning amin bilan kondensatsiyasi bilan[tahrir | manbasini tahrirlash]

Kondensatsiyadan azometin ylid

Azometin ilidlarini hosil qilishning eng oson usullaridan biri aldegidni amin bilan kondensatsiya qilishdir. Agar amin alfa-uglerodda, masalan, ester kabi elektronni tortib oluvchi guruhni o'z ichiga olsa, deprotonatsiya tezda sodir bo'ladi. Ushbu usuldan foydalanishning mumkin bo'lgan kamchiligi shundaki, ester tsiklik yuklanish mahsulotida tugaydi. Shu bilan bir qatorda, dekarboksilasyon yo'li bilan siklo yuklash jarayonida osongina olib tashlanishi mumkin bo'lgan karboksilik kislotadan foydalanish mumkin.[8]

Iminlar va iminiumlardan[tahrir | manbasini tahrirlash]

Azometin ilid hosil qilish uchun iminyumning deprotonatsiyasi.

Azometin ilidlari bevosita iminiumlarning deprotonatsiyasi orqali ham hosil bo'lishi mumkin.

N -metalllash orqali[tahrir | manbasini tahrirlash]

N -metallanish yo'li bilan azometin-ilidlarning hosil bo'lishi.

Ushbu reaksiyada ishlatiladigan metall reagentlar orasida lityum bromid va kumush asetat mavjud.[1] Ushbu usulda metall deprotonatsiya uchun substratni faollashtirish uchun azotga muvofiqlashadi. Iminlardan azometin ilidlarini hosil qilishning yana bir usuli prototropiya va alkillanishdir.

Munchnonesdan[tahrir | manbasini tahrirlash]

Ilidlar mezoionik geterosikllar bo'lgan munchnonlardan hosil bo'lishi mumkin va tsiklik azometin ylidlari vazifasini bajaradi.[9]

Munchnondan azometin ylid hosil bo'lishi.

1,3-dipolyar siklo yuklanish reaksiyalari[tahrir | manbasini tahrirlash]

Azometin ilidning alken bilan umumiy siklo yuklanish reaksiyasi.

1,3-dipolning -tizimga ega bo'lgan boshqa tsiklik yuklanish reaktsiyalarida bo'lgani kabi, azometin ilid yordamida 1,3- dipolyar siklodlanish olti elektronli jarayondir. Vudvord-Xoffman qoidalariga ko'ra, bu qo'shimcha dipol va dipolarofilga nisbatan suprafasialdir. Reaksiya odatda muvofiqlashtirilgan deb qaraladi, unda ikkita uglerod-uglerod aloqasi bir vaqtning o'zida, lekin asinxron ravishda hosil bo'ladi. Biroq, dipol va dipolarofilning tabiatiga qarab, diradikal yoki zvitterionik oraliq mahsulotlar mumkin.[10] Diels-Alder izoelektronik reaktsiyasida bo'lgani kabi, endo mahsulot odatda ma'qul keladi. Ushbu reaktsiyalarda azometin ylid odatda HOMO va elektron yetishmaydigan dipolarofil LUMO bo'ladi, lekin faollashtirilmagan -tizimlari bilan sikllanish reaktsiyalari, ayniqsa sikllanish molekulyar bo'lganda sodir bo'lishi ma'lum.[11] 1,3-dipolyar tsiklik yuklanishlarning chegara molekulyar orbital nazariyasi muhokamasi uchun 1,3-dipolyar siklo yuklanish#Frontier molekulyar orbital nazariyasiga qarang.

Azometin ilid siklizatsiyasiga misol.

Azometin ilidlarining 1,3-dipolyar siklodlanish reaksiyalari odatda pirolidinlar yoki pirrolinlar hosil qilish uchun dipolarofillar sifatida alkenlar yoki alkinlardan foydalanadi. Azometin ilidning alken bilan reaksiyasi yuqorida ko'rsatilgan va natijada pirolidin hosil bo'ladi.[12] Bunday reaktsiyalar Ullazinni sintez qilish uchun ishlatilishi mumkin.[13] Dipolarofillar odatda -to'yinmagan karbonil birikmalari bo'lsa-da, dipolarofillarning yangi turlarini yaratishda so'nggi paytlarda ko'plab yutuqlar mavjud.[14]

Agar dipol va dipolarofil bir molekulaning bir qismi bo'lsa, molekula ichidagi sikllanish reaktsiyasi sezilarli murakkablikdagi politsiklik mahsulotga olib kelishi mumkin.[1] Agar dipolarofil dipolning uglerodiga bog'langan bo'lsa, birlashtirilgan velosiped hosil bo'ladi. Agar u azotga bog'langan bo'lsa, ko'prikli tuzilish paydo bo'ladi. Reaksiyaning molekulyar tabiati regioselektivlik ko'pincha cheklanganligi sababli ham foydali bo'lishi mumkin. Intramolekulyar reaktsiyalarning yana bir afzalligi shundaki, dipolarofilda elektron tanqisligi bo'lishi shart emas - elektronga boy, alkil o'rnini bosuvchi dipolarofillar bilan sikllanish reaktsiyalarining ko'plab misollari, shu jumladan quyida ko'rsatilgan martinel kislotasi sintezi haqida xabar berilgan.

Sikl yuklamalarning stereoselektivligi[tahrir | manbasini tahrirlash]

Dipolning stereokimyosi yo'qolgan yoki mavjud bo'lmagan 1,3-dipolyar siklodlanish reaktsiyalaridan farqli o'laroq, azometin ilidlari o'zlarining stereokimyosini saqlab qolishga qodir. Bu, odatda, aziridinning halqasini ochish va keyinchalik stereokimyo siljishidan oldin dipolarofil tomonidan tutilishi orqali amalga oshiriladi.

Boshqa 1,3-dipolyar siklo yuklanish reaksiyalari singari, azometin ilid siklo yuklanishi ham endo yoki ekzo mahsulot hosil qilishi mumkin. Ushbu selektivlikni metall kataliz yordamida sozlash mumkin.[15][16]

Enantioselektiv sintez[tahrir | manbasini tahrirlash]

Xiral katalizatorlar yordamida azometin ilidlarining enantioselektiv siklo yuklanishi birinchi marta 1991-yilda Allway va Grigg tomonidan olib borilgan ilmiy ishda tasvirlangan[17] Ushbu kuchli usul Jørgensen va Zhang tomonidan yanada ishlab chiqilgan. Bu reaksiyalar odatda rux, kumush, mis, nikel va kaltsiy komplekslaridan foydalanadi.

Xiral fosfin katalizatorlari yordamida enantiomerik jihatdan sof spiroindolinonlar sintezlanishi mumkin. Gong va boshqalar tomonidan tasvirlangan usul. elektron effektlarga amal qilmaydigan kutilmagan regiokimyoviy natijaga olib keladi. Bu katalizator bilan qulay pi stacking bilan bog'liq.[18]

Boshqa reaktsiyalar[tahrir | manbasini tahrirlash]

Elektrotsikllanishlar[tahrir | manbasini tahrirlash]

Konjugatsiyalangan azometin ylidlari [1,5]- va [1,7]- elektrotsikllanishga qodir.[19] Quyida difeniletenil bilan almashtirilgan azometin ilidning [1,7]-elektrotsikllanishiga misol keltirilgan. Ushbu konrotatsion halqaning yopilishidan so'ng yuza ustki [1,5]-gidrid siljishi sodir bo'ladi, bu esa qayta aromatizatsiyalangan mahsulotni beradi. Reaksiya muvaffaqiyatida reaksiyaga kirishuvchi fenil halqaning sterikasi va geometriyasi katta rol oʻynaydi.[20]

1,7 azometin ilidning elektrotsikllanishi

Ushbu turdagi elektrotsikllanish natijasida hosil bo'lgan birikmalar Diels-Alder reaktsiyalarida fullerenlarga birikmalar biriktirish uchun dien sifatida ishlatilgan.[21]

Sintezda foydalaning[tahrir | manbasini tahrirlash]

Martinel kislotasining umumiy sintezi[tahrir | manbasini tahrirlash]

Azometin ilid yordamida martinel kislotasi sintezi bosqichi.

Martinel kislotasining umumiy sintezida azometin ilidning faollashtirilmagan alken bilan siklo yuklanishi ishlatilgan. Tsikloadlanish bosqichi ikkita halqani, shu jumladan pirolidinni va ikkita stereosentrni hosil qildi.[22]

Spirotriprostatin B ning umumiy sintezi[tahrir | manbasini tahrirlash]

Azometin ylid yordamida spirotriprostatin sintezi bosqichi.

Spirotriprostatin B sintezida aminning aldegid bilan kondensatsiyasidan azometin ilid hosil bo'ladi. Keyin ilid indolinonda elektron yetishmaydigan alken bilan reaksiyaga kirishadi, natijada spirotsiklik pirolidin va to'rtta qo'shni stereosentr hosil bo'ladi.[23]

Benzodiazepinonlarning sintezi[tahrir | manbasini tahrirlash]

Azometin ylid siklizatsiyasidan benzodiazepinonlarning sintezi

Azometin ilidining karbonil bilan sikllanishi spirotsiklik oksazolidinni hosil qiladi, u CO2 ni yo'qotib, etti a'zoli halqa hosil qiladi. Bu yuqori foydali dekarboksilativ ko'p bosqichli reaktsiyalar azometin ylid kimyosida keng tarqalgan.[24]

Manbalar[tahrir | manbasini tahrirlash]

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Coldham Intramolecular Dipolar Cycloaddition Reactions of Azomethine Ylides, 2005. — s. 2765–2809. DOI:10.1021/cr040004c. 
  2. Padwa, Albert „Chapter 3. Azomethine Ylides“,. Synthetic Applications of 1,3-Dipolar Cycloaddition Chemistry Toward Heterocycles and Natural Products, Chemistry of Heterocyclic Compounds: A Series of Monographs, 2003. — 169–252 bet. DOI:10.1002/0471221902.ch3. ISBN 9780471387268. 
  3. Adrio Novel dipolarophiles and dipoles in the metal-catalyzed enantioselective 1,3-dipolar cycloaddition of azomethine ylides, 2011. — s. 6784–6794. DOI:10.1039/c1cc10779h. 
  4. Dauban A Masked 1,3-Dipole Revealed from Aziridines, 2009. — s. 9026–9029. DOI:10.1002/anie.200904941. 
  5. Huisgen Stereospecific Conversion of cis-trans Isomeric Aziridines to Open-Chain Azomethine Ylides, 1967. — s. 1753–1755. DOI:10.1021/ja00983a052. 
  6. Banks Torquoselectivity Studies in the Generation of Azomethine Ylides from Substituted Aziridines, 2010. — s. 2510–2517. DOI:10.1021/jo902600y. 
  7. Cardoso Aziridines in Formal [3+2]Cycloadditions: Synthesis of Five-Membered Heterocycles, 2012. — s. 6479–6501. DOI:10.1002/ejoc.201200406. 
  8. Huie Intramolecular [3+2]cycloaddition routes to carbon-bridged dibenzocycloheptanes and dibenzazepines, 1983. — s. 2994–2997. DOI:10.1021/jo00166a011. 
  9. Padwa Regiochemistry of intramolecular munchnone cycloadditions: preparative and mechanistic implications, 1982. — s. 2447–2456. DOI:10.1021/jo00133a041. 
  10. Li Pericyclic Reaction Transition States, 1995. — s. 81–90. DOI:10.1021/ar00050a004. 
  11. Heathcock Intramolecular 1,3-Dipolar Cycloaddition of Stabilized Azomethine Ylides to Unactivated Dipolarophiles, 1992. — s. 7056–7066. DOI:10.1021/jo00052a015. 
  12. Streiber Catalytic asymmetric [3+2]cycloaddition of azomethine ylides. Development of a versatile stepwise, three-component reaction for diversity-oriented synthesis., 2003. — s. 10174–10175. DOI:10.1021/ja036558z. 
  13. R. Berger, M. Wagner, X. Feng, K. Müllen. “Polycyclic aromatic azomethine ylides: a unique entry to extended polycyclic heteroaromatics”. 2014. 436–441.doi: 10.1039/C4SC02793K
  14. Adrio Novel dipolarophiles and dipoles in the metal-catalyzed enantioselective 1,3-dipolar cycloaddition of azomethine ylides, 2011. — s. 6784–6794. DOI:10.1039/c1cc10779h. 
  15. Zhang Cu(I)-Catalyzed Highly Exo-selective and Enantioselective [3+2]Cycloaddition of Azomethine Ylides with Acrylates, 2005. — s. 4241–4244. DOI:10.1021/ol0516925. 
  16. Fukuzawa Highly Endo-Selective and Enantioselective 1,3-Dipolar Cycloaddition of Azomethine Ylide with α-Enones Catalyzed by a Silver(I)/ThioClickFerrophos Complex, 2010. — s. 1752–1755. DOI:10.1021/ol100336q. 
  17. Allway Chiral cobalt(II) and manganese(II) catalysts for the 1,3-dipolar cycloaddition reactions of azomethine ylides derived from arylidene imines of glycine, 1991. — s. 5817–5820. DOI:10.1016/S0040-4039(00)93563-9. 
  18. Gong Organocatalytic Synthesis of Spiro[pyrrolidin-3,3′-oxindoles] with High Enantiopurity and Structural Diversity, 2009. — s. 13819–13825. DOI:10.1021/ja905302f. 
  19. Nedolya [1,7]-Electrocyclization reactions in the synthesis of azepine derivatives, 2013. — s. 152–176. DOI:10.1007/s10593-013-1236-y. 
  20. Nyerges 1,7-Electrocyclization reactions of stabilized α,β:γ,δ-unsaturated azomethine ylides, 2006. — s. 5725–5735. DOI:10.1016/j.tet.2006.03.088. 
  21. Nierengarten An unexpected Diels–Alder reaction on the fullerene core rather than an expected 1,3-dipolar cycloaddition, 2002. — s. 712–713. DOI:10.1039/B201122K. 
  22. Snider Total synthesis of (±)-martinellic acid, 2001. — s. 4217–4220. DOI:10.1021/ol016884o. 
  23. Williams Concise, Asymmetric Total Synthesis of Spirotryprostatin A, 2003. — s. 3135–3137. DOI:10.1021/ol0351910. 
  24. Ryan 1,3-Dipolar cycloaddition-decarboxylation reactions of an azomethine ylide with isatoic anhydrides: formation of novel benzodiazepinones, 2011. — s. 486–489. DOI:10.1021/ol102824k.