Sintesi di eterocicli mediante ciclizzazione intermolecolare
1. Ciclizzazione 1,3-dipolare
Queste reazioni formano normalmente anelli eterociclici a cinque membri, per i quali è necessaria la reazione tra un composto n1,3 dipolare e un alchene. La reazione è una [3-2] cicloaddizione.   I composti 1,3-dipolari che hanno avuto il maggior utilizzo per formare eterocicli pentagonali sono: Azidi, diazoalcani, protossido di azoto, immine di nitrile, ossidi di nitrile, immine di azometilene, composti azossilici, ilidi di azometano, nitroni, ossidi di carbonile e ozono. Le seguenti ciclizzazioni e disconnessioni sono abbastanza comuni, mostrando l'ampia gamma di reagenti 1,3-dipolari e le loro strutture di risonanza o tautomeri utilizzati allo scopo di formare eterocicli pentagonali.
pirroderiv1.png
pirrolderiv3.png
oxatiazolderiv1.png
ditiazolderiv.png
oxatiazolderiv2.png
triazolderiv.png
Il meccanismo generalmente accettato della reazione 1,3-dipolare risponde a una reazione concertata.

mecanis13-dipolar.png

Proporre un piano di sintesi per le seguenti molecole:
MOb: 86

mob_86.png

(Esempio di isossazoli)
. MOb: 87 mob_87.png
(Esempio di triazoli)
.. MOb: 88 mob_88.png
(Esempio di tetrazoli)
MOb 86 . Analisi retrosintetica . la folla , è un derivato dell'isossazolo. La sua disconnessione può essere orientata all'uso di un ossido di nitrile e a   derivato acetilenico. mobsol_86.png
Sintesi.   L'ossido di nitrile può essere preparato dal nitrometano mediante la reazione di Mukaiyama. Il derivato acetilenico, dalla benzaldeide, facendo crescere la catena con insaturazione, precedentemente, con la reazione di Wittig. Il diene polare e il dienofilo formatosi si combinano secondo Diels-Alder per formare la folla 86.

mobsolb_86.png

MOb 87 . Analisi retrosintetica. la folla è un derivato del triazolo, e può essere disconnesso secondo la reazione di Diels-Alder, che permette di proporre semplici molecole di partenza

mobsol_87.png

Sintesi. La sodio azide e l'acetilene sono buoni materiali di partenza per la preparazione la folla 87.

mobsolb_87.png

MOb 88. Analisi retrosintetica : il derivato tetrazolico MOb 88, viene disconnesso per generare precursori di azide e nitrile che si combinano in una cicloaddizione eteromolecolare per formare un addotto eterociclico

mobsol_88.png

Sintesi: Il benzonitrile richiesto, un forte dienofilo, è formato dal benzene dalle reazioni basiche mostrate. La reazione di cicloaddizione, per formare l'addotto MOb 88, viene condotta con sodio azide, come dienofilo polare, catalizzata con poco calore.

mobsolb_88.png

2. Reazione di Diels-Alder eteronucleare.
Quando nella reazione di Diels-Alder, a   atomo di carbonio da un eteroatomo sul diene o dienofilo della reazione, si forma un addotto eterociclico a sei membri, con almeno un eteroatomo nell'anello. Valgono tutte le considerazioni teoriche e di reattività, studiate per la reazione di Diels-Alder per la formazione di addotti carbociclici.
eterodieni:
Sono buoni eterodieni, aldeidi e chetoni coniugati, 1-azadieni e 2-azadieni. Aldeidi e chetoni coniugati producono anelli piranici, la reazione è facilitata dagli acidi di Lewis o dall'aumento della pressione, nonché dalla presenza di un gruppo elettronico. attraente per l'alchene.
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Eterodienofili più comuni nella reazione di Diels-Alder:
cetonas.png
aldeidi, chetoni
iminas.png
immine
nitrilos.png
nitrili
tiocetonas.png
tioaldeidi, tiochetoni, tioesteri, tiofosgene
azocarbonilos.png
Comp azocarbonilico
nitrosocompuestos.png
nitrosocomposti
sulfinilaminas.png
sulfinilammine
Eterodienofili:
Aldeidi, chetoni e aldeidi, se sono carenti di elettroni, reagiscono in condizioni blande, altrimenti richiedono condizioni di alta pressione e temperatura o catalizzatori di tipo acido di Lewis. Questi eterodienofili permettono la formazione di sistemi piranici, utili nella preparazione di precursori aciclici di vari farmaci, come nel caso degli antibiotici macrociclici.
heterodienfilos1.png
heterodienfilos2.png
A causa dell'instabilità delle immine, vengono preparate in situ nonostante siano meno utilizzate come eterodienofili rispetto ai chetoni e alle aldeidi. I gruppi accettori sulle immine li rendono più stabili.   e consentire la formazione di idropiridine.
heterodienfilos3.png
heterodienfilos4.png
Eterodieni più comuni nella reazione di Diels-Alder:
heterodieno2.png
comp. carbonili α,β insaturi,   chinone meth
heterodieno3.png
Immine e dimetilidrazoni   α,β-insaturi

heterodieno4.png

N-vinile e N-arilimmine, ossazoli, 1,2,4-triazine
heterodieno5.png
1,2,4,5-tetrazine
azoalquenos.png
azoalcheni
nitrosoalquenos.png
nitrosoalcheni

n-aciliminas.png

N-acilimmine
Proporre un progetto di sintesi per le seguenti molecole:
MOb 89 mob_89.png
MOb: 90 mob_90.png
. MOb: 91 mob_91.png
MOb: 92

mob_92.png

MOb: 93

mob_93.png

MOb 94 mob_94.png
MOb 89 , Analisi retrosintetica. la folla Presenta la struttura di un tipico addotto, formato dalla reazione di Diels-Alder, motivo per cui si propone una disconnessione retro-Diels-Alder, con la quale si producono un diene ed un eterodienofilo come opportuni precursori per affrontare la sintesi.

mobsol_89.png

sintesi . La reazione di Wittig sulla benzaldeide permette la formazione del diene. L'eterodienofilo è formato da una reazione di acilazione di Friedel-Crafts su benzene. Diene e dienofilo si combinano con un leggero riscaldamento per formare la folla 89

mobsolb_89.png

MOb 90 . Analisi retrosintetica . la folla Ha la struttura di un eteroaddotto Diels-Alder, per il quale viene eseguita una disconnessione retro Diels-Alder. Quindi le molecole precursori sono già facili da sintetizzare direttamente mobsol_90.png
sintesi . Si combinano le reazioni di ossidazione di Wittig e Reilly, avendo cura di attivare l'eterodienofilo per svolgere la reazione di Diels-Alder e arrivare a la folla 90.

mobsolb_90.png

MOb 91 . Analisi retrosintetica . La disconnessione iniziale la folla , può seguire la traiettoria di un retro-Diels-Alder, dando origine a un diene comune e a un eterodiene, che poi si slegano per arrivare a semplici precursori

mobsol_91.png

sintesi . L'eterodiene è formato dalla condensazione tra chetone e formaldeide. Il dienofilo è formato dalla condensazione aldolica del   acetaldeide, che poi si forma la folla 91.

mobsolb_91.png

MOb 92. Analisi retrosintetica. . la folla un derivato piridinico, è funzionalizzato verso un addotto, dove si disconnette secondo rDA. La disconnessione dell'eterodiene produce semplici molecole di partenza,   il dienofilo è un derivato acetilenico. mobsol_92.png
sintesi . L'eterodiene viene preparato per condensazione tra ammidina e acido gliossilico, per poi combinare il prodotto con il dienofilo. L'addotto formatosi viene aromatizzato con DDQ, per formare la folla 92 mobsolb_92.png
MOb 93. Analisi retrosintetica . la folla , viene disconnesso da rDA. Il diene è il ciclopentadiene e l'eterodienofilo è un'immina, che per disconnessione porta al benzonitrile, come materiale di partenza.

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sintesi . L'immina formata agisce come un dienofilo e si combina con il ciclopentadiene per formare la folla 93

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MOb 94. Analisi retrosintetica . Nel tautomero di la folla , procede alla disconnessione secondo rDA. Il diene formatosi tautomerizza per estinguersi come α,β-insat.CO e poi continua a estinguersi come 1,5-diCO.

mobsol_94.png

sintesi . L'anilina immina si combina con il diene che è un α tautomero, β-insat.CO, per formare un addotto, che risulta essere un tautomero di la folla 94

mobsolb_94.png

cicloaddizioni
Le cicloaddizioni più studiate sono quelle che si verificano tra composti eterociclici pentagonali come gli ossazoli e alcuni dienofili, che possono essere combinati con essi mediante addizione elettrociclica e successiva eliminazione di una piccola molecola, per produrre anelli piridinici. Esempi:

hidroxipiridina.png

carboxipiridina.png

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