Azometin ilidlari

Azometin ilid

Azometin ilidlari azotga asoslangan 1,3-dipollar boʻlib, karbanion yonidagi iminium ionidan iborat. Ular pirolidinlar va pirrolinlarni oʻz ichiga olgan besh aʼzoli heterosikllarni hosil qilish uchun 1,3-dipolyar siklodlanish reaksiyalarida qoʻllanadi. Bu reaksiyalar yuqori darajada stereo- va regioselektivdir va toʻrtta yangi qoʻshni stereosentrlarni hosil qilish potentsialiga ega. Shunday qilib, azometin ilidlari umumiy sintezda va chiral ligandlar va farmatsevtika vositalarining shakllanishida yuqori foydalilikka ega. Azometin ilidlari koʻplab manbalardan, shu jumladan aziridinlar, iminlar va iminyumlardan hosil boʻlishi mumkin. Ular koʻpincha in situ hosil boʻladi va darhol dipolarofillar bilan reaksiyaga kirishadi.

Tuzilishi

Quyidagi rezonans tuzilmalari 1,3-dipol hissasini koʻrsatadi, bunda azotga qoʻshni ikkita uglerod atomi manfiy yoki musbat zaryadga ega. Azometin ylidlarining eng keng tarqalgan ifodasi azot musbat zaryadlangan va manfiy zaryad ikki uglerod atomi oʻrtasida taqsimlangan. Turli rezonans tuzilmalarining nisbiy hissasi har bir atomdagi oʻrinbosarlarga bogʻliq. Elektron tortib oluvchi oʻrinbosarlarni oʻz ichiga olgan uglerod koʻproq qisman manfiy zaryadga ega boʻladi, 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. R oʻrnini 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) koʻp boʻlsa, mahsulotga toʻrttagacha yangi stereosentrlar paydo boʻlishi mumkin.

Azometin ylid shakllari

Avlod

Aziridinlardan

Azometin ilidlari aziridinlarning halqa ochilishi natijasida hosil boʻlishi mumkin. Vudvord-Xoffman qoidalariga koʻra, termal toʻrt elektronli halqaning ochilishi konrotatsion jarayon orqali davom etadi, fotokimyoviy reaksiya esa disrotatsiondir.

Azometin ylid hosil qilish uchun aziridinning halqali ochilishi.

Ushbu halqani ochish reaksiyasida torkselektivlik muammosi mavjud. Elektromanfiy oʻrinbosarlar tashqi tomonga, azotdagi R oʻrnini bosuvchi tomonga aylanishni afzal koʻradi, elektropozitiv oʻrinbosarlar esa ichkariga aylanishni afzal koʻradi.

Eʼtibor bering, aziridinlar bilan halqaning ochilishi boshqa 1,3-dipolga olib kelishi mumkin, bunda C-N aloqasi (C-C aloqasi oʻrniga) uziladi.

Aldegidning amin bilan kondensatsiyasi bilan

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 oʻz ichiga olsa, deprotonatsiya tezda sodir boʻladi. Ushbu usuldan foydalanishning mumkin boʻlgan kamchiligi shundaki, ester tsiklik yuklanish mahsulotida tugaydi. Shu bilan bir qatorda, dekarboksilasyon yoʻli bilan siklo yuklash jarayonida osongina olib tashlanishi mumkin boʻlgan karboksilik kislotadan foydalanish mumkin.

Iminlar va iminiumlardan

Azometin ilid hosil qilish uchun iminyumning deprotonatsiyasi.

Azometin ilidlari bevosita iminiumlarning deprotonatsiyasi orqali ham hosil boʻlishi mumkin.

N -metalllash orqali

N -metallanish yoʻli bilan azometin-ilidlarning hosil boʻlishi.

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

Munchnonesdan

Ilidlar mezoionik geterosikllar boʻlgan munchnonlardan hosil boʻlishi mumkin va tsiklik azometin ylidlari vazifasini bajaradi.

Munchnondan azometin ylid hosil boʻlishi.

1,3-dipolyar siklo yuklanish reaksiyalari

Azometin ilidning alken bilan umumiy siklo yuklanish reaksiyasi.

1,3-dipolning $\pi$-tizimga ega boʻlgan boshqa tsiklik yuklanish reaksiyalarida boʻlgani kabi, azometin ilid yordamida 1,3- dipolyar siklodlanish olti elektronli jarayondir. Vudvord-Xoffman qoidalariga koʻra, bu qoʻshimcha dipol va dipolarofilga nisbatan suprafasialdir. Reaksiya odatda muvofiqlashtirilgan deb qaraladi, unda ikkita uglerod-uglerod aloqasi bir vaqtning oʻzida, lekin asinxron ravishda hosil boʻladi. Biroq, dipol va dipolarofilning tabiatiga qarab, diradikal yoki zvitterionik oraliq mahsulotlar mumkin. Diels-Alder izoelektronik reaksiyasida boʻlgani kabi, endo mahsulot odatda maʼqul keladi. Ushbu reaksiyalarda azometin ylid odatda HOMO va elektron yetishmaydigan dipolarofil LUMO boʻladi, lekin faollashtirilmagan $\pi$-tizimlari bilan sikllanish reaksiyalari, ayniqsa sikllanish molekulyar boʻlganda sodir boʻlishi maʼlum. 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 koʻrsatilgan va natijada pirolidin hosil boʻladi. Bunday reaksiyalar Ullazinni sintez qilish uchun ishlatilishi mumkin. Dipolarofillar odatda $\alpha ,\beta$-toʻyinmagan karbonil birikmalari boʻlsa-da, dipolarofillarning yangi turlarini yaratishda soʻnggi paytlarda koʻplab yutuqlar mavjud.

Agar dipol va dipolarofil bir molekulaning bir qismi boʻlsa, molekula ichidagi sikllanish reaksiyasi sezilarli murakkablikdagi politsiklik mahsulotga olib kelishi mumkin. Agar dipolarofil dipolning uglerodiga bogʻlangan boʻlsa, birlashtirilgan velosiped hosil boʻladi. Agar u azotga bogʻlangan boʻlsa, koʻprikli tuzilish paydo boʻladi. Reaksiyaning molekulyar tabiati regioselektivlik koʻpincha cheklanganligi sababli ham foydali boʻlishi mumkin. Intramolekulyar reaksiyalarning yana bir afzalligi shundaki, dipolarofilda elektron tanqisligi boʻlishi shart emas – elektronga boy, alkil oʻrnini bosuvchi dipolarofillar bilan sikllanish reaksiyalarining koʻplab misollari, shu jumladan quyida koʻrsatilgan martinel kislotasi sintezi haqida xabar berilgan.

Sikl yuklamalarning stereoselektivligi

Dipolning stereokimyosi yoʻqolgan yoki mavjud boʻlmagan 1,3-dipolyar siklodlanish reaksiyalaridan farqli oʻlaroq, azometin ilidlari oʻzlarining 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.

Enantioselektiv sintez

Xiral katalizatorlar yordamida azometin ilidlarining enantioselektiv siklo yuklanishi birinchi marta 1991-yilda Allway va Grigg tomonidan olib borilgan ilmiy ishda tasvirlangan 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 bogʻliq.

Boshqa reaksiyalar

Elektrotsikllanishlar

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

1,7 azometin ilidning elektrotsikllanishi

Ushbu turdagi elektrotsikllanish natijasida hosil boʻlgan birikmalar Diels-Alder reaksiyalarida fullerenlarga birikmalar biriktirish uchun dien sifatida ishlatilgan.

Sintezda foydalaning

Martinel kislotasining umumiy sintezi

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.

Spirotriprostatin B ning umumiy sintezi

Azometin ylid yordamida spirotriprostatin sintezi bosqichi.

Spirotriprostatin B sintezida aminning aldegid bilan kondensatsiyasidan azometin ilid hosil boʻladi. Keyin ilid indolinonda elektron yetishmaydigan alken bilan reaksiyaga kirishadi, natijada spirotsiklik pirolidin va toʻrtta qoʻshni stereosentr hosil boʻladi.

Benzodiazepinonlarning sintezi

Azometin ylid siklizatsiyasidan benzodiazepinonlarning sintezi

Azometin ilidining karbonil bilan sikllanishi spirotsiklik oksazolidinni hosil qiladi, u CO₂ ni yoʻqotib, etti aʼzoli halqa hosil qiladi. Bu yuqori foydali dekarboksilativ koʻp bosqichli reaksiyalar azometin ylid kimyosida keng tarqalgan.