Кіріспе
Азометин илидтері – азот негізіндегі 1,3-дипольдер, олар карбанионға жақын орналасқан иминий ионынан тұрады. Олар 1,3-диполярлы циклоаддиция реакцияларында бес мүшелі гетероциклдерді, оның ішінде пирролидиндер мен пирролиндерді түзету үшін қолданылады. Бұл реакциялар жоғары стерео- және региоселективті болып келеді және төрт жаңа, тікелей байланысқан стереоорталықтарды құруға мүмкіндік береді. Сондықтан азометин илидтері толық синтезде, сондай-ақ хиральды лигандтар мен фармацевтикалық препараттарды жасауда кеңінен қолданылады. Азометин илидтерін азиридиндер, иминдер және иминийлер сияқты көптеген көздерден алуға болады. Олар көбінесе реакция ортасында (in situ) түзіліп, диполярлы қосылыстармен бірден реакцияға түседі.
Құрылымы
Төмендегі резонанстық құрылымдар 1,3-дипольдің үлесін көрсетеді, онда азотқа жақын екі көміртек атомы теріс немесе оң зарядталған. R топтары бір жақта орналасқан W және U пішіндес илидтер, син-циклоаддиция өнімдерін түзеді, ал S пішіндес илидтер анти-өнімдерін түзеді. Төмендегі мысалдарда R3 тобының өнімде қай жерге орналасатыны, оның стерикалық және электрондық қасиеттеріне байланысты (1,3-дипольдік циклоқосылымдардың региоселективтілігін қараңыз). Циклоаддиция өніміндегі R1 және R2 топтарының стереохимиясы дипольден шығады. R3 тобының стереохимиясы диполярлы қосылыстан шығады. Егер диполярлы қосылыс моно-субституцияланғаннан артық болса (және прохиральды болса), өнімде төртке дейін жаңа стереоорталық пайда болуы мүмкін.
Азридиндерден
Азометин илидтері азридиндердің сақинасын ашу арқылы түзілуі мүмкін. Вудвард-Хоффман ережелеріне сәйкес, төрт электронды термиялық сақина ашылуы конротациялық процесс арқылы өтеді, ал фотохимиялық реакция дисротациялық болып табылады. Осы сақина ашылу реакциясында торк таңдау мәселесі туындайды. Электрожағымды топтар азоттағы R тобымен бір бағытта, сыртқа қарай бұрылуға бейім, ал электропозитивті топтар ішке қарай бұрылуды қалайды. Азиридиндерде сақина ашылу нәтижесінде C–C байланысының орнына C–N байланысы үзілетін басқа 1,3-диполь түзілуі мүмкін екенін ескеру керек.
Альдегидті аминмен конденсациялау арқылы
Азометин илидтерін жасаудың ең оңай әдістерінің бірі – альдегидті аминмен конденсациялау. Егер аминнің альфа-көміртегінде электрондарды тартып алатын топ, мысалы, эстер болса, депротондау тез жүреді. Бұл әдістің бір кемшілігі – эстер циклоаддиция өніміне өтеді. Оның орнына карбон қышқылын пайдалануға болады, оны циклоаддиция процесінде декарбоксилдеу арқылы оңай жоюға болады.
Иминдер мен иммизиумдардан
Азометин илидтері имминиумдардың депротондылуы арқылы тікелей түзілуі мүмкін.
N-металдандыру арқылы
Бұл реакцияда қолданылатын металл реагенттері литий бромиді және күміс ацетаты.
1,3-диполярлы циклоаддиция реакциялары
1,3 диполы бар π жүйесімен басқа циклоаддициялық реакциялар сияқты, азометин илидін қолданатын 1,3 диполярлы циклоаддиция да алты электронды процесс болып табылады. Вудвард-Хоффман ережелеріне сәйкес, бұл қосылу диполь және диполарофилге қатысты супрафациалды болып келеді. Реакция көбінесе екі көміртегі-көміртегі байланысы бір уақытта, бірақ асинхронды түрде түзілетін консертті реакция ретінде қарастырылады. Дегенмен, диполь мен диполарофилдің табиғатына байланысты дирадикалды немесе звиттериондық аралық заттар пайда болуы мүмкін. Изоэлектронды Дильс-Альдер реакциясындағыдай, эндо өнім әдетте артықшылыққа ие. Бұл реакцияларда азометин илиді әдетте ЖОО (HOMO), ал электрон тапшы диполарофил ЛООМ (LUMO) болып табылады, бірақ циклоаддиция реакциялары белсендірілмеген π жүйелерімен де жүруі мүмкін, әсіресе циклизация ішмолекулалық болған жағдайда. 1,3 диполярлы циклоаддициялардың шекаралық молекулалық орбитальдық теориясы туралы талқылау үшін, 1,3 диполярлы циклоаддиция#Шекаралық молекулалық орбитальдық теория бөлімін қараңыз. 1,3 Азометин илидтерінің диполярлы циклоаддициялық реакцияларында пирролидиндерді немесе пирролиндерді тиісінше құру үшін әдетте алкендер немесе алкиндер диполарофильдер ретінде қолданылады. Азометин илидінің алкенмен реакциясы жоғарыда көрсетілген, нәтижесінде пирролидин түзіледі. Мұндай реакцияларды Уллазин синтезі үшін пайдалануға болады. Диполарофильдер әдетте α,β қанықпаған карбонил қосылыстары болғанымен, диполарофильдердің жаңа түрлерін әзірлеуде жақында көптеген жетістіктерге қол жеткізілді. Егер диполь және диполарофиль бір молекуланың бөлігі болса, ішкі молекулалық циклизация реакциясы айтарлықтай күрделі полициклді өнімге әкелуі мүмкін.
Энантиолэктивті синтез
Хиральді катализаторларды қолдана отырып, азометин илидтерінің энантиоселективті циклоаддициясы алғаш рет 1991 жылы Оллуэй мен Григгтің маңызды еңбегінде сипатталған. Бұл тиімді әдісті Юргенсен мен Чжан одан әрі дамытты. Бұл реакцияларда әдетте мырыш, күміс, мыс, никель және кальций кешендері қолданылады. Хиральдық фосфин катализаторларын пайдалану арқылы энантиомерлік таза спироиндолинондарды синтездеуге болады. Гонг және авторлар сипаттаған әдіс электрондық әсерлерге сәйкес келмейтін күтпеген региохимиялық нәтижеге алып келеді. Бұл катализатормен қолайлы пи-қосылуына байланысты деп есептеледі.
Электроциклділік
Конъюгацияланған азометин илидтері [1,5] және [1,7] электроциклдануға қабілетті. Азометин илидінің [1,7] электроциклдануының мысалы төменде көрсетілген. Бұл конротаторлық сақина жабылуынан кейін [1,5] гидридтің супрафациалдық ығысуы жүзеге асады, нәтижесінде қайта ароматизацияланған өнім пайда болады. Реакцияға қатысатын фенил сақинасының стерикалық кедергісі мен геометриясы реакцияның сәттілігіне маңызды рөл атқарады. Осы типтегі электроциклданудан алынған қосылыстар Диелс-Альдер реакцияларында диендер ретінде фуллерендерге қосылыстарды қосу үшін қолданылған.
Мартинелл қышқылының жалпы синтезі
Мартинелл қышқылын толық синтездеу үшін азометин йелидінің белсендірілмеген алкенмен циклоаддициясы қолданылды. Циклоаддиция кезеңінде пирролидин сақинасын және екі стереоорталықты қоса алғанда, екі сақина қалыптасты.
Спиротипростатин В- ның жалпы синтезі
Спиротипростатин B синтезінде амин мен альдегидтің конденсациялануынан азометин илиді пайда болады. Бұл илид индолинонның электроны кем алкенімен реакцияласып, спироциклді пирролидин және төрт тікелей байланысқан стереоорталықтың түзілуіне әкеледі.
Бензодиазепинондардың синтезі
Азометин йилиді карбонилмен циклдесу арқылы спироциклдік оксазолидин түзеді, ол CO2 жоғалтып жеті мүшелі сақинаға айналады. Мұндай жоғары пайдалы декарбоксилдеулі көп сатылы реакциялар азометин йилиді химиясында кең таралған.