Новости химической науки > Органический дайджест 81

Сегодня в обзоре: быстрый способ получения формальдегида с радиоактивной меткой; катализ цинком для синтеза пиразолинов и пиразозолов; эффективное получение оксазолидинонов из азридинов и диоксида углерода; мультиэтинильные корануллены и новые реакции фуллеренов с нитрилами в присутствии перхлората железа.

Исследователи и врачи в скором времени смогут получить доступ к большому количеству соединений с радиоизотопными методами для позитрон-эмиссионной томографии благодаря новому способу получения меченного формальдегида [1].

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.200800991

Соединения, содержащие углерод-11, являются популярными метками позитрон-эмиссионной томографии, однако период полураспада радионуклида в 20 минут ставит перед химиками непростые задачи: процесс генерирования реагента, меченного ¹¹C, синтез молекулы-контраста, очистка этого соединения до состояния в котором оно может быть введено в организм пациента, и сама процедура анализа должны быть проведены оперативно, не дожидаясь распада радиоактивного материала.

Обычным способом введения метки является метилирование метилйодидом-¹¹C, но этот метод накладывает ограничения на структуры, использующиеся в качестве радиотрейсеров. Исследовательская группа Якоба Хукера (Jacob M. Hooker) из Национальной Лаборатории Брукхэвен разработала простой и быстрый способ синтеза формальдегида-¹¹C, расширяя тем самым возможный перечень реакций по синтезу радитрейсеров. Исходным для синтеза является метилйодид-¹¹C, который переводят в метилат N-оксида триметиламина. Формальдегид-¹¹C далее генерирует за счет элиминирования триметиламина. Исследователям удалось провести эту реакцию в мягких условиях за минуты.

Пиразолины и пиразолы обладают интересными биологическими свойствами. Некоторые из пиразолинов обладают антидепрессантной, противораковой и антибиотической активностью, пиразолы лежат в основе таких лекарств, как селекоксиб [celecoxib (Celebrex)], сильденафил [sildenafil (Viagra)] и римонабант [rimonabant (Acomplia)].

Для региоспецифического синтеза этих гетероциклов используют реакцию фенилгидразинов с α,β-ненасыщенными соединениями. Некоторые из методов, разработанных недавно, основаны на реакциях сочетания, промотируемых медью или палладием.

Беллер (M. Beller) с соавторами из Университета Ростока обработали фенилгидразины 3-бутинолом в присутствии каталитических количеств Zn(OTf)₂ (5 мольных %) в растворе ТГФ или толуола, получив пиразолины с хорошими выходами (62–96%). Авторы полагают, что реакция начинается с образования арилгидразона, которое сопровождается нуклеофильным замещением гидроксильной группы, ближайшей к гетероциклу. В реакции также можно использовать стехиометрическое количество свежеприготовленного ZnCl₂ [2].

Рисунок из Org. Lett. 2008, 10, 2377

В оптимизированных условиях с хорошими выходами могут быть получены 4-замещенные или 3,5-дизамещенные фенилпиразолины. Стерически загруженные 2-замещенные гидразины приводят лишь к скромным выходам продуктов.

Окисление пиразолинов воздухом в кислой среде позволяет получить пиразолы. Для этапа окисления нет необходимости в выделении пиразолина, синтез пиразола может быть осуществлен в режиме one pot.

Циклические карбаматы, как например, 5-замещенные оксазолидиноны являются полезными интермедиатами для синтеза биологически активных материалов. Несмотря на то, что существует целый ряд способов синтеза этих соединений, все они имеют ряд ограничений.

Хе (L.-N. He) с соавторами из Университета Нанкай разработали эффективный, региоселективный способ синтеза 5-арил-2-оксазолидинонов, лишенный каких-либо ограничений [3].

Рисунок из J. Org. Chem. 2008, 73, 4709

Ключом для успешного синтеза целевого продукта является использование бромида четвертичной аммонийной соли, связанной с полиэтиленгликолем (MW ~6000). Этот катализатор промотирует реакцию азиридинов с CO₂ в мягких условиях без дополнительных органических растворителей или сокатализаторов.

Авторы протестировали 16 субстратов, использование которых приводило к количественному получению региоизомеров 1 и 2. Основным продуктом реакции является изомер 1, что, возможно, объясняется внедрением CO₂ по более стерически загруженному положению монозамещенного азиридина.

Катализатор легко отделяется от реакционной смеси и может быть использован повторно без потери каталитической активности и региоселективности.

Джей Сигель (Jay S. Siegel) из Университета Цюриха описывает синтез, кристаллические структуры, расчеты свойств с помощью методов ab initio и DFT, и фотофизические свойства 1,6-ди-, 1,2,5,6-тетра- и 1,3,5,7,9-пентаэтинилзамещенных кораннуленов (классы 3, 4 и 5, соответственно) [4].

Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2008, DOI: 10.1021/ja802334

Соединения классов 3 и 4 получали с отличными выходами (девять примеров, выходы 57-92%) из соответствующих кораннуленилбромидов и терминальных алкинов с помощью реакции Соногаширы. Соединения класса 5 получали из 1,3,5,7,9-пентахлоркораннулена и триметилалкинилстаннанов с помощью модифицированного метода Нолана (8 примеров, выходы 45−93%).

Рисунок из J. Org. Chem., 2008, DOI: 10.1021/jo8007868

Гуан-Ву Вонг (Guan-Wu Wang) из Университета Ланчжу сообщает о катализируемой перхлоратом железа(III) реакции фуллеренов C₆₀ с нитрилами различной структуры в o-дихлорбензоле в атмосфере азота, приводящей к образованию редкой структуры, которые невозможно получить другими методами. Авторы предлагают возможный механизм реакции образования фуллероксазолов [5].

Источники: [1] Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.200800991; [2] Org. Lett. 2008, 10, 2377; [3] J. Org. Chem. 2008, 73, 4709; [4] J. Am. Chem. Soc., 2008, DOI: 10.1021/ja802334; [5] J. Org. Chem., 2008, DOI: 10.1021/jo8007868

метки статьи: #кинетика и катализ, #органическая химия, #органический синтез, #радиохимия и химия высоких энергий, #элементоорганическая химия