Cтраница 2
Относящиеся сюда возможности как уже открытые, так и намечающиеся, становятся понятными, если учесть, что, вводя в ти-офеновый цикл необходимые заместители с помощью обычных для ароматических систем реакций и затем используя упомянутый процесс восстановительной десульфуризации ( ВДС), можно прийти к разнообразным соединениям алифатического ряда. Этот метод, широко использовавшийся в лаборатории гетероциклических соединений ИОХ АН СССР, позволил получить почти все основные классы указанного ряда, в частности с длинной прямой и разветвленной цепью углеродных атомов, а также разнообразные малодоступные макроциклические соединения. [16]
Известные способы получения р-замещенных производных тиофена не всегда приемлемы, так как связаны с введением галоида в 2 5-положения тиофенового цикла, что приводит к дезактивации тиофенового кольца и в некоторых случаях затрудняет введение необходимого заместителя в Р - положение. Другим путем получения алифатических производных из р-замещенных производных тиофена является введение в а-положение тиофенового кольца заместителя, активирующего тиофеновое кольцо и легко удаляемого при восстановительной десульфуризации. [17]
Что же касается самих квантово-химических расчетов [41-43], то из них следует, что включение Зй-орбиталей сравнительно мало сказывается на л-электронных свойствах молекулы и несколько более существенно для а-системы. Выше были рассмотрены те превращения тиофенов, в которых тиофеновая молекула сохраняет ароматическую систему связей или превращается в соединение, лишенное ароматических свойств, сохранив при этом свой остов. В настоящее время уже можно выделить в особую область химии тиофена те его преобразования, которые в конечном счете сводятся к замене атома серы двумя атомами водорода ( разумеется, с разрывом тиофенового цикла) и восстановлению двойных связей. Обычно этот процесс восстановительной десульфуризации осуществляется действием никеля Ренея ( или кобальта), на поверхности которого удерживается часть водорода, возникающего при приготовлении указанного катализатора. В итоге получается алифатическое или алицикличе-ское соединение с заместителями исходного замещенного тиофена в их первоначальном или восстановленном виде. [18]
Стадия замыкания цикла имеет много общего с таковой в синтезе Фишера. Здесь также наблюдается сигматропная перегруппировка, в ходе которой слабая связь N-S рвется и образуется прочная связь С-С. Такой тип перегруппировки сульфониевого илида относится к [3,2] - сигматропному сдвигу. Метилтиогруппа может быть удалена из молекулы индола восстановительной десульфуризацией при действии Ni-Реиея. [19]
Если реакция ч: потерей ароматичности и раскрытие цикла протекают в одном процессе, моноциклическое ароматическое соединение превращается непосредственно в ациклическое. Наиболее общим типом раскрытия цикла является окислительная деструкция в результате атаки атомом кислорода реагента атома или связи ароматического соединения. Изомеризация нитрозофенолов в хиноноксимы делает возможным размыкание карбоцикла путем перегруппировки БеХмана. Пятичлен-ньгй гетероцикл фурана раскрывается при гидролизе вслед, за 1 4-присоединением или связыванием неподеленной пары элек-трбнов гетероатома при присоединении протона / Цикл тиофена разрушается при восстановительной десульфуризации. [20]
Эта реакция проводится обычно с помощью никеля Ренея в инертном растворителе, например в диэтиловом эфире, этаноле, ацетоне, толуоле, а также в гидроксиде аммония; в альтернативном методе, особенно пригодном Для соединений, растворимых в щелочи, используют сплав Ренея и водный раствор гидроксида натрия. При этом восстанавливаются все олефиновые и ацетиленовые связи, а также нитро -, оксимино - и альдегидная функции. В условиях десульфуризации кетоны восстанавливаются с помощью никеля Ренея, но кетогруппы могут быть сохранены, если проводить реакцию при более низкой температуре и использовать в качестве растворителя ацетон. Возможно также использование ацетальной защиты карбонильных групп. Восстановительная десульфуризация была использована, например, для синтеза моно-и дикарбоновых алифатических кислот ( схемы 44, 45); тиофен при этом используется как группировка, позволяющая увеличить цепь на 4 атома углерода. [21]