Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

форум для специалистов в области органической химии
organic chemistry issues discussion for professional scientists
LeeBrown
Сообщения: 197
Зарегистрирован: Вт сен 20, 2011 4:54 pm

Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение LeeBrown » Сб фев 28, 2015 10:40 pm

Добрый вечер, возник небольшой но волнующий меня вопрос по синтезу. Решил провести следующую реакцию, описанную в китайской статье
het.JPG
A Facile and Efficient Synthesis of 1,6-Dihydro-6-oxo-pyrimidine Derivatives under Solvent-Free Conditions-1.pdf
По данной статье выходит, что цикл получается ненасыщенный. Решил проверить и поискать схожие статьи.
Например, в данной статье с участием малононитрила также получается ненасыщенный цикл.
het2.JPG
TOCATJ-3-83.pdf
Также как и в этой статье.
het3.JPG
6-OC-1207-267.pdf
Не могу понять, за счет чего атом углерода из альдегидной группы теряет свой водород, и не нахожу этому объяснения в текстах. Аналогичная реакция Биджинелли на выходе точно дает частично ненасыщенный цикл.
В общем, я допускаю, что это очень глупый вопрос, но я прошу более опытных людей помочь мне разобраться с ним. Буду очень признателен :wink:
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Аватара пользователя
Vittorio
Сообщения: 14670
Зарегистрирован: Вс мар 25, 2007 2:33 am

Re: Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение Vittorio » Сб фев 28, 2015 11:46 pm

LeeBrown писал(а): Не могу понять, за счет чего атом углерода из альдегидной группы теряет свой водород, и не нахожу этому объяснения в текстах. Аналогичная реакция Биджинелли на выходе точно дает частично ненасыщенный цикл.
В общем, я допускаю, что это очень глупый вопрос, но я прошу более опытных людей помочь мне разобраться с ним. Буду очень признателен :wink:
Это довольно распространенное явление. Частично насыщенный цикл ароматизируется под дествием кислорода воздуха, или какого-нибудь другого окислителя в реакционной массе. Иногда, чтоб поймать интермедиат - приходится работать в инерте, причем не на шарике, а по серьезному. Иногда достаточно не кипятить, а проводить синтез при комнатной температуре. Устойчивать системы к окислению зависит в общем от строения самого гетероцикла, а также от строения альдегида - замечено, что орто-замещенные и некот. гетероциклические альдегиды способствую стабилизации частично насыщенной системы, тогда как в случае бензальдегида, пара-заещенных б/альдегидов, или алифатичеких альдегидов - ароматизация, как правило, протекает спонтанно, и часто с хорошими выходами.

Maloy
Сообщения: 4106
Зарегистрирован: Пн дек 24, 2007 1:31 pm

Re: Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение Maloy » Вс мар 01, 2015 1:35 am

тут похоже за счет основания или P2O5 образуется кнёвенагелевский продукт, уже без водорода (за счет отщепления воды), который далее циклизуется с мочевиной, а в реакции Биджинелли за счет кислотного катализатора кнёвенагелевский продукт не образуется, ну или быстро протонируется в соответствующий катион, который реагирует с мочевиной до гетероцикла с водородом

Аватара пользователя
Vittorio
Сообщения: 14670
Зарегистрирован: Вс мар 25, 2007 2:33 am

Re: Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение Vittorio » Вс мар 01, 2015 1:04 pm

Maloy писал(а):тут похоже за счет основания или P2O5 образуется кнёвенагелевский продукт, уже без водорода (за счет отщепления воды), который далее циклизуется с мочевиной,
так вот при реакции кневенагелевского продукта с мочевиной должны получаться частично насыщенные циклы, а по факту происходит ароматизация. Об этом и вопрос был.
Maloy писал(а):а в реакции Биджинелли за счет кислотного катализатора кнёвенагелевский продукт не образуется, ну или быстро протонируется в соответствующий катион, который реагирует с мочевиной до гетероцикла с водородом
Да, там кневенегаль не идет- первая стадия Биджинелли- это реакция мочевины с алльдегидом, образуетс такоей уреидоалкилирующий агент Ar-CH=NH+-C(=X)NH2, который потом алкилирует СН-кислоту. Однако дело не в этом. Есть такая Atwal modification, когда мочевину или производные колбасят с кневенагелевскими продуктами в основной среде. И там получаются те же самые пиримидины с водородом.

aber
Сообщения: 831
Зарегистрирован: Пн ноя 17, 2014 12:59 am

Re: Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение aber » Вс мар 01, 2015 3:09 pm

На мой взгляд, в самих статьях должно обсуждаться, куда делся водород, хотя бы в форме ни на чём не основанного предположения:
" Мы предполагаем, что ароматизация произошла из-за того, что Луна находилась в созвездии Тельца "
Если же авторы "ничего не заметили", велика вероятность так называемого вранья. Особенно, если индусы

LeeBrown
Сообщения: 197
Зарегистрирован: Вт сен 20, 2011 4:54 pm

Re: Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение LeeBrown » Вс мар 01, 2015 3:27 pm

aber писал(а):Если же авторы "ничего не заметили", велика вероятность так называемого вранья. Особенно, если индусы
Это, конечно, так, но в данном случае они все сходятся во мнении.

Maloy
Сообщения: 4106
Зарегистрирован: Пн дек 24, 2007 1:31 pm

Re: Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение Maloy » Вс мар 01, 2015 3:32 pm

Да, там кневенегаль не идет- первая стадия Биджинелли- это реакция мочевины с алльдегидом, образуетс такоей уреидоалкилирующий агент Ar-CH=NH+-C(=X)NH2, который потом алкилирует СН-кислоту.
там же есть второй вариант, когда сначала альдегид с CH-кислотой дает продукт альдольной конденсации, который потом реагирует с мочевиной
так вот при реакции кневенагелевского продукта с мочевиной должны получаться частично насыщенные циклы, а по факту происходит ароматизация. Об этом и вопрос был.
ну да согласен... по паперхими, если нарисовать кнёвенагелевский продукт, который реагирует с мочевиной, то там присоединение аля по Михаэлю должно давать гетероцикл с двумя водородами... а образуется продукт без молекулы водорода, там что водород выделяется? :D
Это, конечно, так, но в данном случае они все сходятся во мнении.
к черту их мнение, вы реакцию проводили? там действительно продукт без водорода?

LeeBrown
Сообщения: 197
Зарегистрирован: Вт сен 20, 2011 4:54 pm

Re: Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение LeeBrown » Вс мар 01, 2015 3:50 pm

Vittorio писал(а): Устойчивать системы к окислению зависит в общем от строения самого гетероцикла, а также от строения альдегида - замечено, что орто-замещенные и некот. гетероциклические альдегиды способствую стабилизации частично насыщенной системы, тогда как в случае бензальдегида, пара-заещенных б/альдегидов, или алифатичеких альдегидов - ароматизация, как правило, протекает спонтанно, и часто с хорошими выходами.
То есть в случае с гетероциклами далеко не факт, что будет идти окисление? Я планировал проверить эту реакцию на производных тиазол-5-карбальдегида, можно ли каким-нибудь образом предсказать, что будет происходить в данном случае?

LeeBrown
Сообщения: 197
Зарегистрирован: Вт сен 20, 2011 4:54 pm

Re: Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение LeeBrown » Вс мар 01, 2015 3:52 pm

Maloy писал(а):к черту их мнение, вы реакцию проводили? там действительно продукт без водорода?
Нет, я решил вначале выслушать мнения форума :)

aber
Сообщения: 831
Зарегистрирован: Пн ноя 17, 2014 12:59 am

Re: Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение aber » Вс мар 01, 2015 4:40 pm

Кажется, я сначала не понял, что Вам интересно.

Бывает ли, что при р Бигинелли получаются ароматические пиримидины ? Да , бывает, это давно известно и сомнений нет.

Изучены ли причины ароматизации и способы её уменьшить/увеличить ? Насколько я знаю, толком ничего не известно. Однако, я мог и пропустить

LeeBrown
Сообщения: 197
Зарегистрирован: Вт сен 20, 2011 4:54 pm

Re: Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение LeeBrown » Вс мар 01, 2015 4:48 pm

aber писал(а):Бывает ли, что при р Бигинелли получаются ароматические пиримидины ? Да , бывает, это давно известно и сомнений нет.
Не могли бы Вы, пожалуйста, поделиться какой-нибудь информацией по этому поводу, я просто впервые об этом слышу.

Аватара пользователя
Jokermaniak
Сообщения: 3825
Зарегистрирован: Чт окт 02, 2014 4:41 pm

Re: Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение Jokermaniak » Вс мар 01, 2015 5:38 pm

С таким сам не сталкивался. Вообще, как-то я никогда не занимался "шестичленной химией".

Однако когда у меня в реакциях получались пирролины (акцепторнозамещенные), они настолько быстро окислялись в пирролы кислородом водуха, что (за отсутствием гловбокса) было большой проблемой приготовить образец на ЯМР...

А насчет окисления - ну, пусть даже получите неокисленный - добавьте туда TCQ, и мигом получите окисленный...
Что, Карл Маркс запрещает держать на лестнице ковры? Разве где-нибудь у Карла Маркса сказано, что 2-й подьезд калабуховского дома на Пречистенеке следует забить досками и ходить кругом через черный двор?

Аватара пользователя
Vittorio
Сообщения: 14670
Зарегистрирован: Вс мар 25, 2007 2:33 am

Re: Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение Vittorio » Вс мар 01, 2015 7:39 pm

Maloy писал(а):там же есть второй вариант, когда сначала альдегид с CH-кислотой дает продукт альдольной конденсации, который потом реагирует с мочевиной
Механизм реакции Биджинелли детально изучен - если хотите, могу статей на эту тему подкинуть. В общем, в варианте продукт кневенагеля+мочевина продукт получается, но выход ниже, а сам синтез идет дольше. Доказали, что основное направление там - это ретро-Кневенагель и потом обычный биджинелли. Вот в основной среде - да, другое дело. Но это уже не тот синтез- это и есть Atwal modification/

присоединение аля по Михаэлю должно давать гетероцикл с двумя водородами... а образуется продукт без молекулы водорода, там что водород выделяется? :D
нет. Образуется либо вода, либо продукт восстановления кого-то из реагентов
То есть в случае с гетероциклами далеко не факт, что будет идти окисление? Я планировал проверить эту реакцию на производных тиазол-5-карбальдегида, можно ли каким-нибудь образом предсказать, что будет происходить в данном случае?
Да, не факт, но в общем зависит от того, какой гетероцикл Вы варить будете :) предсказать можно, если посмотреть закономерности протекания реакции в данном ряду с ароматическими/гетероциклическими альдегидами, по данной методике и в данных условиях. Скажем, дигидропиридины Ганча или Биджинелли должны получаться "с водородами" без проблем, имиды Гуарески - 50 на 50, а пиримидины по указанным вами методикам - скорее всего будут ароматическими. но это ИМХО, конечно.

Аватара пользователя
Vittorio
Сообщения: 14670
Зарегистрирован: Вс мар 25, 2007 2:33 am

Re: Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение Vittorio » Вс мар 01, 2015 7:50 pm

aber писал(а):На мой взгляд, в самих статьях должно обсуждаться, куда делся водород, хотя бы в форме ни на чём не основанного предположения:
" Мы предполагаем, что ароматизация произошла из-за того, что Луна находилась в созвездии Тельца "
Если же авторы "ничего не заметили", велика вероятность так называемого вранья. Особенно, если индусы
тут вранье если есть, то скорее не в строении продуктов... Скорее можно сомневаться в эффективности метода, выходах и чистоте продуктов. У меня даже есть подозрение, что индусы-арабы синтезом не заморачиваются, а копипастят спектры и константы из чужих работ для своих нанокатализаторов и прочих инноваций. :mrgreen:
Сами продукты давным-давно известны и описаны, реакция старая, ароматизация - известный факт.

Maloy
Сообщения: 4106
Зарегистрирован: Пн дек 24, 2007 1:31 pm

Re: Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение Maloy » Вс мар 01, 2015 10:17 pm

Механизм реакции Биджинелли детально изучен - если хотите, могу статей на эту тему подкинуть.
да статей я и сам могу подкинуть, правда чисто теоретически, тк гетероциклами никогда не занимался :lol: там три варианта механизма: иминный, енаминный и кнёвенагельный... а дальше уже сильно влияют конкретные условия
Образуется либо вода, либо продукт восстановления кого-то из реагентов
вы лучше об вот этом подробней напишите, с примерами...

Аватара пользователя
Vittorio
Сообщения: 14670
Зарегистрирован: Вс мар 25, 2007 2:33 am

Re: Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение Vittorio » Вс мар 01, 2015 11:58 pm

Maloy писал(а):да статей я и сам могу подкинуть, правда чисто теоретически, тк гетероциклами никогда не занимался :lol: там три варианта механизма: иминный, енаминный и кнёвенагельный... а дальше уже сильно влияют конкретные условия
есть такой товарищ Oliver C. Kappe. Вот у него есть фундаментальные работы по механизму реакции. В классических услвоиях реакции Биджинелли - только иминный механизм (через уреидометилены)
вы лучше об вот этом подробней напишите, с примерами...
Вот пример окисления пиридиновой системы имида Гуарески "с водородами" до "без водородов". Продукты - пиридины III и пропионамиды II. Окислитель - ненасыщенные алкены типа I, восстанавливаются до II.
Окисление до воды - это из личных наблюдений. Механизмом окисления не занимался, но в похожих реакциях (с образованием гетероиклов "без водородов") в РМ не обнаруживается каких-либо продуктов восстановления, что естественным образом наводит на мысль о воде.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Аватара пользователя
Vanya Ivanov
Сообщения: 1796
Зарегистрирован: Пн авг 29, 2005 6:40 pm

Re: Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение Vanya Ivanov » Вт мар 03, 2015 10:43 am

А посоветуйте, пожалуйста, что почитать ....
Ступают ли замещенные N- или O,S мочевины в эту реакцию?

LeeBrown
Сообщения: 197
Зарегистрирован: Вт сен 20, 2011 4:54 pm

Re: Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение LeeBrown » Вт мар 03, 2015 5:16 pm

Вот нашел еще немного интересной информации:
IMG_20150303_170335.jpg
AASR-2012-4-3-1274-1278.pdf
IMG_20150303_170314.jpg
deshmukh2009.pdf
И если верить результатам обоих статей, то на выходе у них действительно два разных вещества. Если я правильно понял ответы данные в этой теме, то вещество "с водородами" при определенных заместителях на кольце легко окисляется в соединение "без водородов". Тогда возникает вопрос, почему в первой статье вещество не окисляется, хотя никаких радикальных различий в реакциях я не вижу. Авторы первой статьи также проводили эту реакцию с NaOH и в других растворителях, в том числе и в этаноле.
Хотелось бы услышать ваши идеи.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Аватара пользователя
Vittorio
Сообщения: 14670
Зарегистрирован: Вс мар 25, 2007 2:33 am

Re: Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение Vittorio » Вт мар 03, 2015 6:17 pm

LeeBrown писал(а):Тогда возникает вопрос, почему в первой статье вещество не окисляется, хотя никаких радикальных различий в реакциях я не вижу. Авторы первой статьи также проводили эту реакцию с NaOH и в других растворителях, в том числе и в этаноле.
отличия присутствуют, отчего же.
Принимаем за исходное, что авторы не соврали относительно строения продуктов, и действительно получили то, что нарисовали.
Тогда
В первой статье -пиперидин каталитически, то есть реакция идет в нейтральной среде или даже кислой, если азотка не будет так же активно вешаться на продукт, как на гуанидин. температура неясна - в схеме 60-70 °С, в методике 100 °С. соотношение продуктов - гуанидина 1.5 экв. Время реакции -неясно. Растворитель другой.
A mixture of aldehyde (1mmol), ethyl cyanoacetate (1.2 mmol), guanidine nitrate (1.5 mmol) and catalytic amount of piperidine was taken in a round bottom flask (100mL) with water as a solvent and refluxed at 1000C. The
progress of the reaction was monitored by TLC. After the completion of the reaction the solid product was collected
by filtration. The product was dried and recrystallised from hot ethanol to obtained pure product.
во второй статье :arrow:
The equimolar mixture of aromatic aldehyde, (10 mmol), ethyl cyanoacetate (10 mmol) and NaOH (0.4 g in 5 ml water) in 25 ml ethanol was stirred mechanically for at least 10 min, then guanidine hydrochloride (10 mmol) was added to the above reaction mixture and reaction mixture was refluxed till completion of reaction as monitored by TLC. After the completion of reaction, the reaction mixture was poured into ice-cooled water and neutralized by 1:1 HCl to get the desired product.
реакция идет в щелочной среде, кипячение 1-3 часа на воздухе в спирте.
Продукт в обеих статьях чистили кристаллизацией из спирта. В принципе, может быть и такое, что в ходе перекристаллизации изначальный продукт "с водородами" становится ароматическим- особенно если не угадать с количеством сольвента, и продукт будет выпадать две недели.

LeeBrown
Сообщения: 197
Зарегистрирован: Вт сен 20, 2011 4:54 pm

Re: Вопрос про синтез пиримидинового гетероцикла

Сообщение LeeBrown » Вт мар 03, 2015 6:32 pm

Да, Вы правы, я не обратил внимание на то, что количество каталитическое, хотя конкретных чисел они нигде не приводят. Спасибо за разъяснение.

[ Post made via Android ] Изображение

Ответить

Вернуться в «органическая химия / organic chemistry»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 11 гостей