Производные изоксазола, их свойства, использование в синтезе природных соединений и аналогов. Стереоконтроль в нитрилоксидном синтезе изоксазолов и 2-изоксазолинов. Реакции модификации производных изоксазола. Восстановительное расщепление изоксазолов.
1,2-Оксазол - бесцветная жидкость с запахом пиридина, темп. кипения 95,5ОС, ограниченно растворимая в воде (1 масс. ч. в 6 масс. ч. воды), хорошо растворима в органических растворителях. Для изоксазола характерно электрофильное замещение (нитрование, сульфирование , галогенирование) по атому С-4, для производных изоксазола - нуклеофильное замещение по атомам С-3 и С-5. Изоксазол устойчив к действию окислителей , кроме KMNO4; восстановление приводит к разрыву цикла по связи N-О. Под действием света изоксазол и его гомологи изомеризуются сначала в ацилазирины, затем в оксазолы , например: Изоксазол получают взаимодействием гидроксил амина с пропаргиловым альдегидом или его ацеталем.Производные изоксазола широко используют в органической химии для получения ?,?-ненасыщенных кетонов, ?-кетонитрилов, гетероциклических соединений, а также в синтезе лекарственных средств (например, циклосерина , оксациллина , клоксациллина). Так, производные изоксазолы применяются при лечении и профилактике ревматоидного артрита.Гетероциклические соединения, обладающие латентной функциональностью, широко используются в органическом синтезе.В синтезе природных соединений и их аналогов производные изоксазола используют для построения и/или удлинения углеродной цепи конструирования полициклической молекулы, а также для функционализации олефиновых фрагментов молекулы. Стратегия изоксазольного (нитрилоксидного) метода синтеза органического соединения (или его фрагмента) состоит из трех этапов: 1) синтез гетероцикла I реакцией 1,3-диполярного циклоприсоединения нитрилоксида II in situ (при дегидратации нитроалкана или дегидрохлорировании хлорида оксима) к непредельному соединению; 2) модификация молекулы I введением алкильных заместителей или функциональных групп либо в цикл, либо в экзоциклическое положение; 3) раскрытие цикла, приводящее к бифункциональному производному III. Первый этап - 1,3-диполярное циклоприсоединение - может быть осуществлен внутримолеклярно (ненасыщенная связь С-С - диполярофил и нитрилоксид - диполь являются частями одной молекулы) и межмолекулярно (гетероцикл формируется из двух разных молекул - молекулы-диполя и молекулы-диполярофила). Кроме того, в реакции с алкенами подход диполя (нитрилоксида) к диполярофилу может происходить с обеих сторон от плоскости двойной связи, поэтому можно ожидать образование диастереомерной пары а, б изоксазолинов, а предпочтение какой-либо из сторон для атаки приводит к более или менее заметной диастереоселективности. В этом случае теоретической предпосылкой возможности контроля диастереоселективности была концепция антиперипланарного присоединения, в соответствии с которой нитрилоксид подходит к связи С-С со стороны, противоположной аллильному заместителю OR; при этом сводятся к минимуму несвязывающие взаимодействия кислорода с R1 нитрилоксида, а атом кислорода в аллильном положении занимает наиболее выгодную ортогональную ориентацию к плоскости связи С-С.Положительный аспект латентной функциональности изоксазольного ядра состоит в том, что в различные положения молекулы можно ввести функциональные группировки или модифицировать уже имеющиеся, не затрагивая сам гетероцикл. При действии сильных оснований происходит отрыв либо одного из аллильных протонов при атоме С(4) цикла (4-эндо-депротонирование), либо в заместителе при С(3) цикла (3-экзодепротонирование) с образованием стабильного при-60-80°С аниона, который может взаимодействовать с различными электрофилами. Так, 3,5-дифенилизоксазолин XX при действии диизопропиламида лития (LDA) в ТГФ при - 78 °С образует 4-экзо-анион (С), алкилирование которого происходит транс-стереоселективно по отношению к заместителю при С(5). Этот метод позволяет получать 4-транс-R-изоксазолины XXI, которые не всегда доступны реакцией нитрилоксидного присоединения к транс-алкенам изза ее низкой селективности. Потенциальные предшественники аминосахаров - 4-гидроксиизоксазолины XXII - недоступны нитрилоксидным синтезом, поскольку в циклоприсоединении заместитель OR алкена занимает положение 5 гетероцикла, но их также можно получить методом транс-селективного 4-эндо-гидроксилирования.Реализация синтетического потенциала изоксазолов и их производных достигается раскрытием цикла под действием в основном двух типов реагентов - восстановителей и оснований.Обобщая информацию большого числа исследований по расщеплению изоксазолов и 2-изоксазолинов основаниями, подробно изложенную в обзоре, можно утверждать, что получение однозначного результата проблематично изза сильной зависимости направления раскрытия цикла от строения субстрата, основания и условий реакции. Многие реакции идут под действием одних оснований и не идут под действием других. Образующийся под действием оснований анион типа (С) (при комнатной температуре расщепляется, причем нравление и легкость раскрытия цикла зависят от строения производного изоксазола, поскольку именно строением определяется место депротонирования и его доступность для основания.Общая схема гидрогенолиза 2-изоксазолинов и и
План
Содержание
Содержание 2
1. Введение 3
1.1. Общие сведения 3
1.2. Применение 4
2. Обзор литературы. Производные изоксазола 5
2.1. Общие сведения 5
2.2. Регио- и стереоконтроль в нитрилоксидном синтезе изоксазолов и 2-изоксазолинов 5
2.2. Реакции модификации производных изоксазола 11
2.3. Реакции модификации производных изоксазола 14
2.3.1. Расщепление основаниями 14
2.3.2. Восстановительное расщепление изоксазолов и 2-изоксазолинов 16
2.3.3.Восстановительное расщепление 2-изоксазолинов в ?-оксикетоны 17
2.3.4. Восстановительное расщепление 2-изоксазолинов в ?-аминоспирты. 22
1. Лахвич Ф.А., Е.В. Королева, А.А. Ахрем. Синтез, химические трансформации и проблемы применения производных изоксазола в полном химическом синтезе природных соединений // Химия гетероциклических соединений. 1989, №4, СС. 435-453
2. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия. - М.: Высш. шк., 1973. - 623 с.
3. Десенко С.М. Азагетероциклы на основе ароматических непредельных кетонов. Харьков: Фолио, 1998, 148с.
4. В. Ф. Травень. Органическая химия. Том 1. - М.: Академкнига, 2004, - 708 с.
5. Шабаров Ю.С. Органическая химия: В 2-х кн. - М.:Химия, 1994.- 848 с.
6. Джилкрист Т. Химия гетероциклических соединений. М.: Мир, 1996, 464с.
7. Терней А. Современная органическая химия: В 2 т. - М.: Мир, 1981. - Т.1 - 670 с; Т.2 - 615 с.
