Reação de Imine Diels-Alder - Imine Diels–Alder reaction
A reação imina Diels-Alder envolve a transformação de dienos totalmente de carbono e dienófilos imina em tetra-hidropiridinas.
Introdução
As iminas podem ser empregadas como dienófilos em reações hetero-Diels-Alder. Essas reações envolvem o orbital molecular desocupado mais baixo ( LUMO ) da imina, o que significa que as iminas substituídas por grupos que retiram elétrons no nitrogênio são as mais reativas. A reação pode ser térmica, em solventes de refluxo , como benzeno ou outros típicos para reações de Diels-Alder, ou catalisada por ácido , novamente usando ácidos comuns de Diels-Alder Lewis , como trifluoreto de boro ou cloreto de zinco . Pode ocorrer por meio de um mecanismo de cicloadição combinado [4 + 2], embora em casos de polarização extrema, ocorra a adição da imina seguida por ataque nucleofílico de nitrogênio (a via "Mannich-Michael"). As iminas cíclicas, acíclicas e amarradas foram todas empregadas na reação com sucesso.
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Simples de alquilo ou arilo aminas são frequentemente gerado in situ por combinação de um cloridrato de amina com um aldeído.
Mecanismo e estereoquímica
Mecanismo prevalecente
A reação de imino Diels-Alder (IDA) pode ocorrer por um processo concertado ou passo a passo. O estado de transição de energia mais baixa para o processo combinado coloca o par solitário de imina (ou ácido de Lewis coordenado) em uma posição exo . Assim, ( E ) iminas, em que o par solitário e o substituinte de carbono imina maior são cis , tendem a dar produtos exo .
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Quando o nitrogênio da imina é protonado ou coordenado a um ácido de Lewis forte, o mecanismo muda para uma via gradual, Mannich-Michael.
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Qualquer que seja o mecanismo, o estado de transição da ciclização é altamente polarizado. Assim, a regioquímica da cicloadição pode ser prevista considerando a natureza de retirada ou doação de elétrons dos substituintes no dieno. O carbono que carrega o maior coeficiente no HOMO do dieno forma uma ligação com o carbono da imina.
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Variantes estereosseletivas
Em muitos casos, os dienos cíclicos fornecem diastereosseletividades mais altas do que os dienos acíclicos. O uso de auxiliares quirais à base de aminoácidos, por exemplo, leva a boas diastereosseletividades em reações de ciclopentadieno, mas não em reações de dienos acíclicos.
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Auxiliares quirais têm sido empregados no nitrogênio imino ou no carbono imino para efetuar a diastereosseleção.
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Escopo e limitações
Anexar um grupo de retirada de elétrons ao nitrogênio da imina aumenta a reatividade da imina. O isômero exo geralmente predomina (particularmente quando dienos cíclicos são usados), embora as seletividades variem.
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As tosiliminas podem ser geradas in situ a partir de tosilisocianato e aldeídos. As cicloadições desses intermediários com dienos dão isômeros constitucionais únicos, mas prosseguem com estereosseletividade moderada.
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As reações de sulfonil iminas catalisadas por ácido de Lewis também exibem estereosseletividade moderada.
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As iminas simples não ativadas reagem com dienos de hidrocarbonetos apenas com a ajuda de um ácido de Lewis; entretanto, tanto os dienos ricos quanto os pobres em elétrons reagem com as iminas não ativadas quando aquecidos. Os vinilcetenos, por exemplo, fornecem dihidropiridonas após [4 + 2] cicloadição com iminas. A regio e a estereosseletividade são incomumente altas nas reações dessa classe de dienos.
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Os vinilalenos reagem de forma semelhante na presença de um ácido de Lewis, frequentemente com alta diastereosseletividade.
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Aplicações sintéticas
A reação IDA foi aplicada à síntese de vários produtos naturais alcalóides. Neste exemplo, o dieno de Danishefsky é usado para formar um anel de seis membros a caminho do filantino.
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Comparação com outros métodos
Vários outros métodos podem acessar o sistema de anel 1,2,5,6-tetrahidropiridina proporcionado pelas reações de IDA. A redução parcial de sais de piridínio foi usada, embora problemas de regiosseletividade surjam quando piridínios substituídos são usados.
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Um rearranjo Ireland-Claisen modificado leva a tetrahidropiridinas por meio de um intermediário silil-ceteno acetal.
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A metátese de olefina de fechamento de anel também tem sido usada para estabelecer o sistema de anel de tetra-hidropiridina.
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