Реферат: Алкилирование енаминов, бета-дикетонов и енаминокетонов

Не требует высокоосновных/кислотных сред для образования или реакции.

Енолят (лития)

Легко и быстро генерируется, реагирует с предсказуемой региоселективностью.

Анион иминия

Исключительно низка скорость протонного переноса, предсказуемая региоселективность.

Две основные проблемы, возникающие в реакциях алкилирования енаминов – полизамещение и реакции по атому азота, наиболее наглядно проявляют себя в случае алкилирования алкилгалогенидами. Это проиллюстрировано результатами настоящей работы и данными авторов [4] (метилирование), опубликовавших системные исследования по этой тематике:

Вторая строчка таблицы несколько “лучше” – за счет наличия двух метильных групп реакция протекает более или менее однозначно. Стерические затруднения, характерные для более сложных кетонов, снижают долю полиалкилированых продуктов, хотя и увеличивают время реакции [4]. Те же пространственные факторы во многих кетонах ограничивают список потенциальных алкилирующих агентов следующими:

Даже с этими соединениями алкилирование кетонов через еноляты лития обеспечит высокий выход лишь для кетонов, устойчивых в сильноосновной среде (необходимой для генерирования енолятов). В случае β-дикетонов для депротонирования требуется менее основная среда. В работе [5] исследовано влияние пространственного строения бокового алкильного заместителя на скорость и региоселективность реакций алкилирования β-дикетонов:

В противоположность алкилированию галогенидами, присоединение по Михаэлю активированных алкенов проходит с высокой специфичностью по атому углерода. Реакция по гетероатому в данном случае оказывается обратимой и сдвиг к термодинамически более стабильному продукту С-алкилирования приводит к хорошим выходам соответствующих алкилпроизводных:

В отличие от кето-енольной таутомерии, факторы, контролирующие енамин-иминные превращения, изучены мало. Известно, что стабильность енаминных форм выше для третичных и ниже для первичных ненасыщенных аминов, но даже первичные и вторичные енамины могут быть стабилизированы введением в β-положение соответствующего заместителя (в работе [6] – COOH). Показано также, что полярные растворители сдвигают равновесие в сторону образования енаминов. Данные теоретических расчетов, в то же время, дают противоположный результат [6]. Для некоторых катион-радикалов енаминов и иминов и соответствующих нейтральных молекул измерены теплоты образования [7].

Енамин-иминная таутомерия может обуславливать быструю рацемизацию некоторых веществ в протонных растворителях, препятствуя тем самым разделению энантиомеров соединений, содержащих в углеродном скелете группировку

Авторы [8] наблюдали рацемизацию (S)-тетрагидрозолина, обусловленную таутомерными переходами:

Исследование кинетики реакции рацемизации показало, что содержащие протон асимметрические центры по соседству с иминной группой “долго не живут”.

Реакции ароматических енаминов могут катализироваться тетрагалогенидами Ti, Zr, Hf [9]. В качестве любопытного примера реакции алкилирования енамина можно привести осуществленную совсем недавно межлигандную конденсацию [10]:

β-енаминокетоны.

Один из наиболее удобных синтетических методов получения сложных енаминонов, в том числе оптически активных – синтез на основе природных терпеноидов – лимонена, 3-карена и δ-кадинола. Эти соединения, интересные сами по себе (отмечена их биологическая активность), являются ключевыми промежуточными продуктами в асимметрическом синтезе [11]. Енаминокетоны, полученные из этих терпенов, используются как хиральные основания для разделения энантиомеров оптически активных кислот [12].

Енаминная система в щелочных средах может быть депротонирована и продукт введен в реакцию с алкилирующими агентами.

До последнего времени считалось, что преобладающими продуктами реакций алкилирования енаминокетонов являются N-замещенные производные [13]. Данные последующих исследований показывают, что алкилирование некоторых β-енаминокетонных систем в условиях межфазного переноса может быть селективно проведено и по атому углерода [14]:

Приведенная последовательность превращений характерна, однако, только для алкилирования стерически нагруженными алкилгалогенидами. При использовании в качестве галогенида йодистого метила образуются все продукты вплоть до пентазамещенного. Исходя из данных настоящей работы, можно отметить, что направление алкилирования приведенных на рисунке соединений существенно зависит также от температуры реакции: при 35°С преобладает продукт С-алкилирования, при более низких температурах из смеси удается выделить N-алкилзамещенный продукт, доля С-замещения при этом невелика.