Реакції циклізації

Last updated
Save as PDF

Page ID: 28180

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

А. субстрати для радикальної циклізації

^{Радикали, здатні до циклізації, можуть утворюватися в результаті реакції Smi ₂ з ненасиченими вуглеводними сульфонами ^13,27,88-91 або галогенідами.} ^{14—18,92,93} ^{Внутрішнє додавання можливе або до подвійного зв'язку C — C ¹⁴ ^—18 (схема 8) ¹⁴ або C—N ^92,93 (екв 8) ⁹².} Глікозилфенілсульфони часто є вихідними матеріалами вибору для формування піранос-1-іл радикалів, оскільки такі сульфони не тільки стабільніші (³²), ніж відповідні йодиди та броміди, але вони також легко виробляють радикали при реакції з SmI ₂ у присутності HMPA. (Схема 3). HMPA має вирішальне значення для реакційної здатності фенілсульфону, оскільки за відсутності цього співрозчинника ці сульфони не реагують. ^13,91

ІІ20 (8) .PNG

На відміну від фенілсульфонів, HMPA не потрібен для реакції 2-піридилсульфонів. Така контрастна поведінка пояснюється впливом 2-піридильної групи на енергетичні рівні сульфону МО. Оскільки енергія LUMO 2-піридилсульфону нижча, ніж у фенілсульфону, перенесення електрона до похідної 2-піридилу відбувається легше (рис. 2); в результаті реакція може відбуватися без присутності HMPA (Схема 9). ^13,91

Б. радикальна циклізація проти циклізації органосамарієвої сполуки

Коли відбувається одноелектронний перенесення від Smi ₂ до молекули субстрату, часто незрозуміло, чи є реактивні форми радикалом, органосамарієвим з'єднанням або навіть аніоном. ⁹⁴ У реакції, показаної на схемі 10, наприклад, радикальна циклізація та утворення органосамарієвих з'єднань можливі з радикала 19. ²⁷ Оскільки ні протонації, ні β елімінації, характерних реакцій проміжного органосамарію, не спостерігається, показанням є те, що радикал 19 піддається циклізації до утворення органосамарієвого з'єднання 20.

Реакція, зображена на схемі 8 ¹⁴, аналогічна тій, яка показана на схемі 10, оскільки утворення кільця відбувається без простого відновлення або β елімінації, що характеризують проміжні продукти органосамарію. У цій реакції (схема 8) стереоселективність сильно залежить від умов реакції. Для ініціюваної AIBN реакції 14 з три-н-бутилтингідридом мало сумнівів, що відбувається радикальна циклізація. Подібність у співвідношеннях продуктів між цією реакцією та реакцією, спричиненою Smi ₂ (за відсутності HMPA), підтримує ідею, що обидві реакції передбачають радикальну циклізацію.

Існує різка зміна стереоселективності, коли HMPA додається до реакції, показаної на схемі 8. ¹⁴ Ця зміна була пов'язана з HMPA-комплексним іоном самарію, який став асоціюватися з карбонільною групою в 15. Вважається, що розмір цієї групи достатній для створення важкої стеричної взаємодії з ізопропіліденовою групою, взаємодія, яка змушує ці дві групи до протилежних граней новоутвореного кільця. ¹⁴ Однак також можливо, що велика зміна стереоселективності сигналізує про новий механізм реакції. Циклізація може відбуватися від органосамарію проміжного 16. Однак, щоб це сталося, потрібно було б сформувати 16 швидше, ніж внутрішнє радикальне додавання до активованого подвійного зв'язку. Це також вимагатиме циклізації органосамарієвої сполуки швидше, ніж протонація або β елімінація з 16. Наявна інформація не дає остаточного механістичного вибору для цієї реакції, тобто радикальної циклізації, показаної на схемі 8, коли присутній HMPA. ¹⁴