stringtranslate.com

Оксазолин

Оксазолин — это пятичленное гетероциклическое органическое соединение с формулой C3H5NO . Он является родителем семейства соединений, называемых оксазолинами ( ударение на множественное число), которые содержат неводородные заместители на углероде и/или азоте. Оксазолины — это ненасыщенные аналоги оксазолидинов , и они изомерны изоксазолинам , где N и O связаны напрямую. Известны два изомера оксазолина, в зависимости от расположения двойной связи.

Оксазолин сам по себе не имеет применения, однако оксазолины широко исследовались на предмет потенциальных применений. Эти применения включают использование в качестве лигандов в асимметрическом катализе , в качестве защитных групп для карбоновых кислот и все чаще в качестве мономеров для производства полимеров .

Изомеры

Синтез

Синтез 2-оксазолиновых колец хорошо известен и в целом осуществляется посредством циклизации 2-аминоспирта ( обычно получаемого восстановлением аминокислоты ) с подходящей функциональной группой. [5] [6] [7] Общий механизм обычно подчиняется правилам Болдуина .

Из карбоновых кислот

Обычный путь к оксазолинам подразумевает реакцию ацилхлоридов с 2-аминоспиртами. Тионилхлорид обычно используется для получения хлорангидрида кислоты in situ, при этом необходимо соблюдать безводные условия, поскольку оксазолины могут быть раскрыты хлоридом, если имин становится протонированным. [8] Реакция обычно проводится при комнатной температуре. Если требуются реагенты более мягкие, чем SOCl 2 , можно использовать оксалилхлорид . [9] Аминометилпропанол является популярным предшественником аминоспирта. [10] [11]

Модификация реакции Аппеля позволяет синтезировать оксазолиновые кольца. [12] Этот метод протекает в относительно мягких условиях, однако из-за большого количества образующегося трифенилфосфиноксида не идеален для крупномасштабных реакций. Использование этого метода становится все менее распространенным из-за ограничений на использование четыреххлористого углерода в соответствии с Монреальским протоколом .

Из альдегидов

Циклизация аминоспирта и альдегида дает промежуточный оксазолидин , который может быть преобразован в оксазолин путем обработки окислителем на основе галогена ( например , NBS [13] или йодом [14] ); это потенциально происходит через имидоилгалогенид . Было показано, что метод эффективен для широкого спектра ароматических и алифатических альдегидов, однако богатые электронами ароматические R-группы, такие как фенолы , непригодны, поскольку они преимущественно подвергаются быстрому электрофильному ароматическому галогенированию с окислителем.

Из нитрилов

Использование каталитических количеств ZnCl 2 для получения оксазолинов из нитрилов было впервые описано Витте и Зеелигером [15] [16] и далее развито Больмом и др . [17] Реакция требует высоких температур для успеха и обычно проводится в кипящем хлорбензоле в безводных условиях. Точный механизм реакции никогда не предлагался, хотя он, вероятно, похож на реакцию Пиннера ; предшествующую через промежуточный амидин [18] [19] Было проведено ограниченное исследование по выявлению альтернативных растворителей или катализаторов для реакции [20] [21]

Приложения

Лиганды

Лиганды, содержащие хиральное 2-оксазолиновое кольцо, используются в асимметрическом катализе из-за их простоты синтеза, широкого спектра форм и эффективности для многих типов каталитических превращений. [22] [23]

2-Замещенные оксазолины обладают умеренно жестким N-донором. Хиральность легко вводится с использованием 2 -аминоспиртов, полученных восстановлением аминокислот ; которые являются как оптически чистыми, так и недорогими. Поскольку стереоцентр в таких оксазолинах соседствует с координирующим N-атомом, он может влиять на селективность процессов, происходящих в металлическом центре. Кольцо термически стабильно [24] и устойчиво к нуклеофилам, основаниям, радикалам и слабым кислотам [25] , а также довольно устойчиво к гидролизу и окислению; [5] таким образом, можно ожидать, что оно останется стабильным в широком диапазоне условий реакции.

Основные классы лигандов на основе оксазолина включают:

Известные специализированные оксазолиновые лиганды включают:

Полимеры

Некоторые 2-оксазолины, такие как 2-этил-2-оксазолин , подвергаются живой катионной полимеризации с раскрытием кольца, образуя поли(2-оксазолины). [26] Это полиамиды, и их можно рассматривать как аналоги пептидов ; они имеют многочисленные потенциальные применения [27] и получили особое внимание из-за их биомедицинского использования. [28] [29]

Анализ жирных кислот

Диметилоксазолиновые ( ДМОКС ) производные жирных кислот поддаются анализу методом газовой хроматографии.

Защита групп

Смотрите также

Структурные аналоги

Другие страницы

Ссылки

  1. ^ ab Wenker, H. (1938). "Синтезы из этаноламина. V. Синтез Δ2-оксазолина и 2,2'-Δ2-диоксазолина". Журнал Американского химического общества . 60 (9): 2152–2153. doi :10.1021/ja01276a036.
  2. ^ Ведейс, Э.; Гриссом, Дж. В. (1988). «4-оксазолиновый путь к стабилизированным азометин-илидам. Контролируемое восстановление солей оксазолия». Журнал Американского химического общества . 110 (10): 3238–3246. doi :10.1021/ja00218a038.
  3. ^ Арместо, Диего; Ортис, Мария Дж.; Перес-Оссорио, Рафаэль; Хорспул, Уильям М. (1983). «Новая фотохимическая миграция 1,2-ацила в эфире енола. Синтез производных 3-оксазолина». Tetrahedron Letters . 24 (11): 1197–1200. doi :10.1016/S0040-4039(00)86403-5.
  4. ^ Sá, Marcus CM; Kascheres, Albert (1996). «Электронно-опосредованная селективность в раскрытии кольца 1-азиринов. Режим 3-X: удобный путь к 3-оксазолинам». Журнал органической химии . 61 (11): 3749–3752. doi : 10.1021/jo9518866. PMID  11667224.
  5. ^ ab Wiley, Richard H.; Bennett, Leonard L. (1949). «Химия оксазолинов». Chemical Reviews . 44 (3): 447–476. doi :10.1021/cr60139a002. S2CID  95217957.
  6. ^ Фрамп, Джон А. (1971). «Оксазолины. Их получение, реакции и применение». Chemical Reviews . 71 (5): 483–505. doi :10.1021/cr60273a003.
  7. ^ Гант, Томас Г.; Мейерс, AI (1994). «Химия 2-оксазолинов (1985–настоящее время)». Tetrahedron . 50 (8): 2297–2360. doi :10.1016/S0040-4020(01)86953-2.
  8. ^ Holerca, Marian N.; Percec, Virgil (2000). " 1 H ЯМР-спектроскопическое исследование механизма образования 2-замещенного-2-оксазолинового кольца и гидролиза соответствующих солей оксазолиния". European Journal of Organic Chemistry . 2000 (12): 2257–2263. doi :10.1002/1099-0690(200006)2000:12<2257::AID-EJOC2257>3.0.CO;2-2.
  9. ^ Эванс, Дэвид; Петерсон, Гретхен С.; Джонсон, Джеффри С.; Барнс, Дэвид М.; Кампос, Кевин Р.; Вёрпель, Кейт А. (1998). «Улучшенная процедура получения 2,2-бис[2-[4(S)-трет-бутил-1,3-оксазолинилпропана [(S,S)-трет-бутилбис(оксазолин)] и производных комплексов меди(II)». J. Org. Chem . 63 (13): 4541–4544. doi :10.1021/jo980296f.
  10. ^ Альберт И. Мейерс; Марк Э. Фланаган (1993). "2,2'-Диметокси-6-Формилбифенил". Org. Synth . 71 : 107. doi :10.15227/orgsyn.071.0107.
  11. ^ r. Sardini, Stephen; Stoltz, Brian M. (2021). «Обсуждение Addendum for: Preparation of (S)-tert-ButylPy Ox and Palladium-Catalyzed Asymmetric Conjugate Addition of Arylboronic Acids». Organic Syntheses . 98 : 117–130. doi : 10.15227/orgsyn.098.0117. PMC 9558615. PMID 36247231.  S2CID 235855642  . 
  12. ^ Форбрюгген, Хельмут; Кроликевич, Конрад (1993). «Простой синтез Δ2-оксазинов, Δ2-оксазинов, Δ2-тиазолинов и 2-замещенных бензоксазолов». Тетраэдр . 49 (41): 9353–9372. doi :10.1016/0040-4020(93)80021-K.
  13. ^ Швекендиек, Кирстен; Глориус, Франк (2006). «Эффективный окислительный синтез 2-оксазолинов». Синтез . 2006 (18): 2996–3002. doi :10.1055/s-2006-950198.
  14. ^ Исихара, Мидори; Того, Хидео (2007). «Прямое окислительное превращение альдегидов и спиртов в 2-имидазолины и 2-оксазолины с использованием молекулярного иода». Тетраэдр . 63 (6): 1474–1480. doi :10.1016/j.tet.2006.11.077.
  15. ^ Витте, Гельмут; Зилигер, Вольфганг (1972). «Простой синтез 2-замещенных 2-оксазолинов и 5,6-дигидро-4H-1,3-оксазинов». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 11 (4): 287–288. дои : 10.1002/anie.197202871.
  16. ^ Витте, Гельмут; Зилигер, Вольфганг (1974). «Cyclische Imidsäureester aus Nitrilen und Aminoalkoholen». Юстус Либигс Аннален дер Хими . 1974 (6): 996–1009. дои : 10.1002/jlac.197419740615.
  17. ^ Болм, Карстен; Вайкхардт, Конрад; Цендер, Маргарета; Ранфф, Тобиас (1991). «Синтез оптически активных бис(2-оксазолинов): кристаллическая структура комплекса 1,2-бис(2-оксазолинил)бензола ZnCl 2 ». Химише Берихте . 124 (5): 1173–1180. дои : 10.1002/cber.19911240532.
  18. ^ Макарычева-Михайлова, АВ; Кукушкин, ВЮ; Назаров, АА; Гарновский, ДА; Помбейро, АДЖЛ; Хаукка, М.; Кепплер, БК; Галанский, М. (2003). "Амидины, полученные из Pt(IV)-опосредованного нитрила−аминоспиртового сопряжения и их катализируемое Zn(II) превращение в оксазолины". Неорганическая химия . 42 (8): 2805–13. doi :10.1021/ic034070t. PMID  12691592.
  19. ^ i. Meyers, A.; Ann Hanagan, M.; l. Mazzu, A. (1981). "2-Oxazolines from Amides via Imidates". Гетероциклы . 15 : 361. doi : 10.3987/S-1981-01-0361 .
  20. ^ Cornejo, A.; Fraile, JM; García, JI; Gil, MJ; Martínez-Merino, V.; Mayoral, JA; Pires, E.; Villalba, I. (2005). «Эффективный и общий метод синтеза хиральных бис(оксазолиновых) и пиридиновых бис(оксазолиновых) лигандов в одном сосуде». Synlett (15): 2321–2324. doi : 10.1055/s-2005-872672. hdl : 10261/270962 . S2CID  95389965.
  21. ^ Аспиналл, Хелен К.; Бакса, Джон; Бекингем, Оливер Д.; Эден, Эдвард ГБ; Гривз, Николас; Хоббс, Мэтью Д.; Потджевид, Фрэнсис; Шмидтманн, Марк; Томас, Кристофер Д. (2014). «Добавление правого (или левого) поворота к трис-хелатным комплексам – координационная химия хиральных оксазолилфенолятов с ионами M3+ (M = Al или лантанид)» (PDF) . Dalton Trans . 43 (3): 1434–1442. doi :10.1039/C3DT52366G. PMID  24201227.Подробности смотрите в разделе «Дополнительная информация».
  22. ^ Макманус, Хелен А.; Гайри, Патрик Дж. (2004). «Последние разработки в области применения оксазолинсодержащих лигандов в асимметричном катализе». Chemical Reviews . 104 (9): 4151–4202. doi :10.1021/cr040642v. PMID  15352789.
  23. ^ Hargaden, Grainne C.; Guiry, Patrick J. (2009). «Современные применения оксазолинсодержащих лигандов в асимметричном катализе». Chemical Reviews . 109 (6): 2505–2550. doi :10.1021/cr800400z. PMID  19378971.
  24. ^ Loo, Yim Fun; O'Kane, Ruairi; Jones, Anthony C.; Aspinall, Helen C.; Potter, Richard J.; Chalker, Paul R.; Bickley, Jamie F.; Taylor, Stephen; Smith, Lesley M. (2005). «Осаждение пленок HfO 2 и ZrO 2 методом жидкостной инжекции MOCVD с использованием новых мономерных алкоксидных прекурсоров». Journal of Materials Chemistry . 15 (19): 1896. doi :10.1039/B417389A.
  25. ^ Грин, TW (1991). Защитные группы в органическом синтезе, 2-е изд . Нью-Йорк: Wiley. С. 265–266 и 433–436.
  26. ^ Кобаяши, Сиро; Уяма, Хироши (15 января 2002 г.). «Полимеризация циклических иминоэфиров: от ее открытия до настоящего состояния искусства». Журнал полимерной науки, часть A: Полимерная химия . 40 (2): 192–209. Bibcode : 2002JPoSA..40..192K. doi : 10.1002/pola.10090 .
  27. ^ Hoogenboom, Richard (12 октября 2009 г.). «Poly(2-oxazoline)s: A Polymer Class with Numerous Potential Applications». Angewandte Chemie International Edition . 48 (43): 7978–7994. doi :10.1002/anie.200901607. PMID  19768817.
  28. ^ Адамс, Нико; Шуберт, Ульрих С. ​​(1 декабря 2007 г.). «Поли(2-оксазолины) в биологических и биомедицинских прикладных контекстах». Advanced Drug Delivery Reviews . 59 (15): 1504–1520. doi :10.1016/j.addr.2007.08.018. PMID  17904246.
  29. ^ Келли, Эндрю М.; Висброк, Фрэнк (15 октября 2012 г.). «Стратегии синтеза гидрогелей на основе поли(2-оксазолина)». Macromolecular Rapid Communications . 33 (19): 1632–1647. doi :10.1002/marc.201200333. PMID  22811405.