Synthèse d'hétérocycles à plusieurs hétéroatomes

Les composés hétérocycliques, comme déjà mentionné, ont une large gamme d'applications : ils prédominent parmi les composés utilisés comme produits pharmaceutiques, agrochimiques et à usage vétérinaire ; ils sont utilisés comme additifs de polissage, antioxydants, inhibiteurs de corrosion, comme colorants et pigments ; et dans de nombreuses autres applications.

Par conséquent, il est raisonnable qu'actuellement une grande partie de la recherche en chimie porte sur la synthèse et les propriétés des composés hétérocycliques. À cette fin, cet article est orienté, qui vise à fournir aux étudiants en chimie les outils de base de la rétrosynthèse.

Le processus de déconnexion des molécules à plusieurs hétéroatomes peut être réalisé pour chaque liaison carbone-hétéroatome, selon les modèles précédemment étudiés ou simultanément, pour lesquels des réactifs polyhétéroatomes abordables sont utilisés.

1.     Hétéroatomes de distance (1, 2)

Les réactifs les plus représentatifs et usuels sont les hydrazines et les hydrazines substituées, ainsi que les hydroxylamines.

hydrazine

hydroxylamine

Proposer un design de synthèse, à partir de matériaux simples, pour les molécules suivantes :

foule 77 pyrazoles

Mob 78 isoxazoles

Mob 79 pyridazines

MOb 77 . Analyse rétrosynthétique. MOb est un dérivé du pyrazole et est directement déconnecté par des liaisons CN, pour générer des précurseurs simples tels que l'hydrazine et un composé 1,3-diCO.

MOb 78- Analyse rétrosynthétique . la mafia C'est un dérivé de l'isoxazole, il est déconnecté par les liaisons CN et CO, pour retrouver les molécules précurseurs, qui se sont combinées pour former l'Hétérocycle.

La synthèse. La bézophénone et le benzoate d'éthyle permettent de former le 1,3-diCO recherché, de réagir en milieu légèrement acide avec l'hydroxylamine et après ajout de NaH, il se produit une cyclisation qui nécessite plus d'acide pour   déshydrater et finalement produire la   Foule 78

 

MOb 79 . Analyse rétrosynthétique. MOb est un dérivé de la diazine qui, par déconnexion CN simultanée, permet de s'assurer que la cycloaddition a bien eu lieu entre l'hydrazine et un composé 1,4-diCO.

Synthèse : La butanone permet la création du composé 1,4-diCO, qui est ensuite combiné à l'hydrazine, pour former une hydrodiazine, qui, oxydée par la DDQ, génère la mafia 79

1.     Distance Hétéroatomes (1,3)

Les réactifs les plus significatifs contenant des hétéroatomes distants de 1,3 ou intercalés les uns par rapport aux autres sont : l'urée et ses dérivés, la guanidine et ses dérivés, la thiourée et ses dérivés, les amidines et ses dérivés et enfin la cyanamide de sodium.

 

urée	guanidine
thiourée	amidines

 

Proposer une synthèse pour les molécules suivantes :

MOb 80 . Analyse rétrosynthétique. Dans le MOb, la structure de l'urée peut être visualisée, ce qui nous invite à proposer deux déconnexions CN simultanées.

La synthèse. Il commence par une condensation de Claisen-Schmidt, entre un ester et un aldéhyde, pour ensuite combiner le produit avec de l'urée, par la réaction de Michael, pour arriver à la mafia 80

MOb 81 . Analyse rétrosynthétique . Dans un premier temps, un RGF est réalisé dans le MOb, pour générer un précurseur portant le groupement guanidine, c'est pourquoi une déconnexion CN simultanée est réalisée, pour poursuivre la déconnexion par l'énamine formée. Le rapport 1,5-diCO est le meilleur pour continuer à déconnecter et produire des structures avec des rapports dioxygène de 1,3. Cela conduit à des molécules simples, comme matières premières.

La synthèse. Les condensations de Claisen et Claisen-Schmidt permettent d'obtenir un intermédiaire clé, qui se transforme facilement en diester, qui après hydrolyse se combine avec SOCl2 pour former une molécule dihalogénée qui se transforme en diamide avec l'ammoniaque.

La réaction intramoléculaire du produit précédent produit le substrat approprié qui réagit avec la guanidine. Le produit ainsi formé est ensuite soumis à un "procédé d'aromatisation" avec du DDQ, pour former la   Foule 81

MOb 82. Analyse rétrosynthétique. Un tautomère de la mafia , permet d'entrevoir la structure de la thiourée. Il est déconnecté par CN et CS, pour former les intermédiaires, la thiourée et une alpha-bromocétone, la même qui conduit à un composé, le 1,6-diCO qui est reconnecté, pour atteindre la cyclohexanone, comme matière première

synthèse . La cyclohexanone est la matière première simple qui, après plusieurs réactions, est ouverte par ozonolyse en milieu sulfure de diméthyle, pour produire un composé 1,6-diCO, qui est condensé en milieu basique pour donner la cétone indiquée, pour sa bromation et sa suite. réaction avec la thiourée pour former la mafia 82

2.     Hétéroatomes de distance (1, 4)

éthylènediamine

o- phénylènediamine

X = 0, S

Proposer un design de synthèse, pour les éléments suivants   molécules:

MOb 83 . Analyse rétrosynthétique. Les liaisons imines du MOb sont directement déconnectées, ce qui produit deux structures de molécules précurseurs, dont la synthèse est simple.

synthèse . La condensation benzoïnique du benzaldéhyde permet d'atteindre le composé dicarbonylé nécessaire, à combiner avec l'o-phénylènediamine, préparée par ammonolyse du pyrocatéchol, pour former la mafia 83

MOb 84 - Analyse rétrosynthétique. De nouveau dans le MOb, la structure d'une thiourée peut être distinguée, raison pour laquelle elle est déconnectée par les liaisons CN. La fonctionnalisation de l'équivalent synthétique bromé permet d'aboutir à des structures aux rapports dioxygénés, faciles à manipuler dans leurs déconnexions.

synthèse . Ainsi, le malonate de diméthyle s'avère être la matière première simple pour la préparation de MOb 84.

Mob 85 . Analyse rétrosynthétique. Le MOb est un dérivé de la pyrazine, il est fonctionnalisé pour atteindre un précurseur qui contient deux groupes imine. La déconnexion de la molécule par ces liaisons permet la génération d'un autre précurseur qui est un alpha amino ester, la molécule qui s'auto-condense.

synthèse . La synthèse de Strecker est utilisée pour former l'ester aminé requis, qui s'auto-condense en milieu basique. L'Et ₃ ONF ₄ , permet d'atteindre le composé diiminique qui est ensuite oxydé ou aromatisé par la DDQ, pour former MOb 85.