Синтез гетероциклов с несколькими гетероатомами

Гетероциклические соединения, как уже упоминалось, имеют широкий спектр применения: они преобладают среди соединений, используемых в качестве лекарственных средств, агрохимикатов и для ветеринарии; их используют как полировальные добавки, антиоксиданты, ингибиторы коррозии, как красители и пигменты; и во многих других приложениях.

Поэтому вполне естественно, что в настоящее время большая часть исследований в области химии связана с синтезом и свойствами гетероциклических соединений. С этой целью и ориентирована данная статья, целью которой является предоставление студентам-химикам основных инструментов ретросинтеза.

Процесс разрыва для молекул с несколькими гетероатомами может осуществляться для каждой углерод-гетероатомной связи по ранее изученным моделям или одновременно, для чего используются доступные полигетероатомные реагенты.

1.     Расстояние гетероатомы (1, 2)

Наиболее представительными и обычными реагентами являются гидразины и замещенные гидразины, а также гидроксиламины.

Предложите схему синтеза из простых материалов следующих молекул:

МОБ 77 . Ретросинтетический анализ. MOb является производным пиразола и напрямую разъединяется связями CN с образованием простых предшественников, таких как гидразин и соединение 1,3-диСО.

MOb 78- Ретросинтетический анализ . толпа Это производное изоксазола, оно разъединено связями CN и CO, чтобы найти молекулы-предшественники, которые объединились в гетероцикл.

Синтез. Безофенон и этилбензоат позволяют образовать необходимый 1,3-диСО, реагировать в слабокислой среде с гидроксиламином и после добавления NaH происходит циклизация, для чего требуется больше кислоты для   обезвоживать и, наконец, производить в   МОБ 78

МОБ 79 . Ретросинтетический анализ. MOb является производным диазина, который путем одновременного отключения CN позволяет обеспечить протекание циклоприсоединения между гидразином и 1,4-диСО соединением.

Синтез : Бутанон позволяет создать соединение 1,4-диСО, которое затем соединяется с гидразином с образованием гидродиазина, который, окисляясь ДДХ, образует толпа 79

1.     Расстояние Гетероатомы (1,3)

Наиболее значимыми реагентами, содержащими гетероатомы на расстоянии 1,3 или интеркалированными по отношению друг к другу, являются: мочевина и ее производные, гуанидин и производные, тиомочевина и производные, амидины и производные и, наконец, цианамид натрия.

Предложите синтез следующих молекул:

МОБ 80 . Ретросинтетический анализ. В MOb можно визуализировать структуру мочевины, что побуждает нас предложить два одновременных отключения CN.

Синтез. Он начинается с конденсации Клайзена-Шмидта между сложным эфиром и альдегидом, а затем объединяется продукт с мочевиной по реакции Михаэля, чтобы получить толпа 80

МОБ 81 . Ретросинтетический анализ . Первоначально в MOb проводят RGF для получения предшественника, несущего гуанидиновую группу, поэтому проводят одновременное отключение CN, чтобы продолжить отключение образовавшимся енамином. Соотношение 1,5-диСО является лучшим для продолжения разъединения и производства структур с соотношением дикислорода 1,3. Это приводит к простым молекулам в качестве исходных материалов.

Синтез. Конденсации Клайзена и Клайзена-Шмидта позволяют получить ключевой промежуточный продукт, который легко превращается в диэфир, который после гидролиза соединяется с SOCl2 с образованием дигалогенированной молекулы, которая с аммиаком превращается в диамид.

Внутримолекулярная реакция предыдущего продукта дает подходящий субстрат, который реагирует с гуанидином. Образовавшийся таким образом продукт затем подвергают «процессу ароматизации» с ДДХ с образованием в   МОБ 81

MOb 82. Ретросинтетический анализ. Таутомер толпа , позволяет взглянуть на структуру тиомочевины. Он разъединяется с помощью CN и CS с образованием промежуточных продуктов, тиомочевины и альфа-бромкетона, того же, что приводит к соединению 1,6-диСО, которое повторно соединяется с получением циклогексанона в качестве исходного материала.

синтез . Циклогексанон представляет собой простое исходное вещество, которое после нескольких реакций вскрывают путем озонолиза в среде диметилсульфида с образованием соединения 1,6-диСО, которое конденсируют в основной среде с получением указанного кетона, для его бромирования и последующего реакция с тиомочевиной с образованием толпа 82

2.     Расстояние гетероатомы (1, 4)

Предложите схему синтеза для следующих   молекулы:

МОБ 83 . Ретросинтетический анализ. Иминные связи MOb напрямую разъединены, что дает две структуры молекул-предшественников, синтез которых прост.

синтез . Бензальдегидная конденсация бензальдегида позволяет получить необходимое дикарбонильное соединение, которое соединяется с о-фенилендиамином, полученным аммонолизом пирокатехина, с образованием толпа 83

MOb 84 - Ретросинтетический анализ. Снова в MOb можно различить структуру тиомочевины, поэтому она разъединена связями CN. Функционализация бромированного синтетического эквивалента позволяет нам получить структуры с диоксигенированными отношениями, с которыми легко обращаться при их разъединении.

синтез . Таким образом, диметилмалонат оказывается простым исходным материалом для получения MOb 84.

МОБ 85 . Ретросинтетический анализ. MOb представляет собой производное пиразина, его функционализация позволяет получить предшественник, содержащий две иминовые группы. Разъединение молекулы этими связями позволяет получить другой предшественник, представляющий собой альфа-аминоэфир, молекулу, которая самоконденсируется.

синтез . Синтез Штрекера используется для образования необходимого аминоэфира, который самоконденсируется в щелочной среде. Et ₃ ONF ₄ позволяет получить дииминное соединение, которое затем окисляется или ароматизируется DDQ с образованием MOb 85.