Synthese von Heterocyclen durch intermolekulare Cyclisierung
1. 1,3-dipolare Cyclisierungen
Diese Reaktionen bilden normalerweise fünfgliedrige heterocyclische Ringe, für die die Reaktion zwischen einer dipolaren n1,3-Verbindung und einem Alken notwendig ist. Die Reaktion ist eine [3-2]-Cycloaddition.   Die 1,3-dipolaren Verbindungen, die am häufigsten zur Bildung von pentagonalen Heterocyclen verwendet wurden, sind: Azide, Diazoalkane, Distickstoffmonoxid, Nitrilimine, Nitriloxide, Azomethylenimine, Azoxyverbindungen, Azomethan-Ylide, Nitrone, Carbonyloxide und Ozon. Die folgenden Cyclisierungen und Trennungen sind ziemlich üblich und zeigen die breite Palette von 1,3-dipolaren Reaktanten und ihren Resonanzstrukturen oder Tautomeren, die zum Zweck der Bildung von pentagonalen Heterocyclen verwendet werden. Der allgemein akzeptierte Mechanismus der 1,3-dipolaren Reaktion reagiert auf eine konzertierte Reaktion.

Schlagen Sie einen Syntheseplan für die folgenden Moleküle vor: MB 86 . Retrosynthetische Analyse . der Mob , ist ein Derivat von Isoxazol. Seine Abschaltung kann sich an der Verwendung eines Nitriloxids und einer orientieren   Acetylenisches Derivat.
Synthese.   Nitriloxid kann aus Nitromethan durch die Mukaiyama-Reaktion hergestellt werden. Das acetylenische Derivat von Benzaldehyd, das die Kette mit Ungesättigtheit wachsen lässt, zuvor mit der Wittig-Reaktion. Das polare Dien und das gebildete Dienophil verbinden sich nach Diels-Alder zur Bildung der Mob 86.

MB 87 . Retrosynthetische Analyse. der Mob es ist ein Derivat von Triazol und kann gemäß der Diels-Alder-Reaktion getrennt werden, was es ermöglicht, einfache Ausgangsmoleküle vorzuschlagen

Synthese. Natriumazid und Acetylen sind gute Ausgangsmaterialien für die Herstellung der Mob 87.

MB 88. Retrosynthetische Analyse : Das Tetrazolderivat MOb 88 wird getrennt, um Azid- und Nitrilvorstufen zu erzeugen, die sich in einer heteromolekularen Cycloaddition unter Bildung eines heterocyclischen Addukts verbinden

Synthese: Das benötigte Benzonitril, ein starkes Dienophil, wird aus Benzol durch die gezeigten grundlegenden Reaktionen gebildet. Die Cycloadditionsreaktion zum MOb 88-Addukt wird mit Natriumazid als polarem Dienophil, katalysiert mit etwas Wärme, durchgeführt.

2. Heteronukleare Diels-Alder-Reaktion.
Wenn in der Diels-Alder-Reaktion a   Kohlenstoffatom durch ein Heteroatom am Dien oder Dienophil der Reaktion entsteht ein sechsgliedriges heterocyclisches Addukt mit mindestens einem Heteroatom im Ring. Alle theoretischen und Reaktivitätsüberlegungen, die für die Diels-Alder-Reaktion zur Bildung von carbocyclischen Addukten untersucht wurden, gelten.
Heterodiene:
Sie sind gute Heterodiene, Aldehyde und konjugierte Ketone, 1-Azadiene und 2-Azadiene. Konjugierte Aldehyde und Ketone erzeugen Pyranringe, die Reaktion wird durch Lewis-Säuren oder erhöhten Druck sowie das Vorhandensein einer Elektronengruppe erleichtert. attraktiv für das Alken.
Häufigste Heterodienophile in der Diels-Alder-Reaktion: Heterodienophile:
Aldehyde, Ketone und Aldehyde reagieren, wenn sie elektronenarm sind, unter milden Bedingungen, andernfalls erfordern sie Hochdruck- und Temperaturbedingungen oder Katalysatoren vom Lewis-Säure-Typ. Diese Heterodienophile ermöglichen die Bildung von Pyransystemen, die bei der Herstellung von acyclischen Vorläufern verschiedener Arzneimittel nützlich sind, wie es im Fall von makrocyclischen Antibiotika der Fall ist. Aufgrund der Instabilität von Iminen werden sie in situ hergestellt, obwohl sie weniger als Heterodienophile verwendet werden als Ketone und Aldehyde. Akzeptorgruppen an Iminen machen sie stabiler.   und die Bildung von Hydropyridinen ermöglichen. Häufigste Heterodiene in der Diels-Alder-Reaktion: Schlagen Sie ein Synthesedesign für die folgenden Moleküle vor: MOb 89 , Retrosynthetische Analyse. der Mob Es stellt die Struktur eines typischen Addukts dar, das durch die Diels-Alder-Reaktion gebildet wird, weshalb eine Retro-Diels-Alder-Spaltung vorgeschlagen wird, mit der ein Dien und ein Heterodienophil als geeignete Vorstufen für die Synthese hergestellt werden.

Synthese . Die Wittig-Reaktion an Benzaldehyd ermöglicht die Bildung des Diens. Das Heterodienophil wird durch eine Friedel-Crafts-Acylierungsreaktion an Benzol gebildet. Dien und Dienophil verbinden sich bei leichtem Erhitzen zur Bildung der Mob 89

MB 90 . Retrosynthetische Analyse . der Mob Es hat die Struktur eines Diels-Alder-Heteroaddukts, für das eine Retro-Diels-Alder-Entkopplung durchgeführt wird. Dann lassen sich die Vorläufermoleküle bereits einfach direkt synthetisieren
Synthese . Die Wittig- und Reilly-Oxidationsreaktionen werden kombiniert, wobei darauf geachtet wird, das Heterodienophil zu aktivieren, um die Diels-Alder-Reaktion durchzuführen und zu gelangen der Mob 90.

MB 91 . Retrosynthetische Analyse . Die anfängliche Trennung der Mob , kann dem Weg einer Retro-Diels-Alder folgen, wodurch ein gemeinsames Dien und ein Heterodien entstehen, die dann getrennt werden, um zu einfachen Vorstufen zu gelangen

Synthese . Heterodien wird durch Kondensation zwischen Keton und Formaldehyd gebildet. Das Dienophil wird durch Aldolkondensation des gebildet   Acetaldehyd, der sich dann bildet der Mob 91.

MOb 92. Retrosynthetische Analyse. . der Mob ein Pyridinderivat, wird es zu einem Addukt funktionalisiert, wo es gemäß rDA abspaltet. Durch die Abspaltung des Heterodiens entstehen einfache Ausgangsmoleküle,   das Dienophil ist ein acetylenisches Derivat.
Synthese . Das Heterodien wird durch Kondensation zwischen Amidin und Glyoxylsäure hergestellt, um dann das Produkt mit dem Dienophil zu kombinieren. Das gebildete Addukt wird zur Bildung mit DDQ aromatisiert der Mob 92
MOb 93. Retrosynthetische Analyse . der Mob , es wird von rDA getrennt. Das Dien ist Cyclopentadien und das Heterodienophil ist ein Imin, das durch Spaltung zu Benzonitril als Ausgangsmaterial führt.

Synthese . Das gebildete Imin wirkt als Dienophil und verbindet sich mit Cyclopentadien zur Bildung der Mob 93

MOb 94. Retrosynthetische Analyse . Im Tautomer von der Mob , es fährt fort, gemäß rDA zu trennen. Das gebildete Dien tautomerisiert, um als α,β-insat.CO zu löschen, und löscht dann weiter als 1,5-diCO.

Synthese . Das Anilin-Imin verbindet sich mit dem Dien, das ein α-Tautomer ist, β-Insat.CO, um ein Addukt zu bilden, das sich als ein Tautomer von herausstellt der Mob 94

Cycloadditionen
Die am besten untersuchten Cycloadditionen sind solche, die zwischen pentagonalen heterocyclischen Verbindungen wie Oxazolen und einigen Dienophilen auftreten, die mit ihnen durch elektrocyclische Addition und anschließende Eliminierung eines kleinen Moleküls kombiniert werden können, um Pyridinringe zu erzeugen. Beispiele:

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