Шестичленные гетероциклы. Пиперидины и пираны

Главная конформационная особенность, которая отличает пиперидин от циклогексана заключается в возможности изменения ориентации заместителя у атома азота, на ряду с обычной инверсией кресла.

Поэтому у производных пиридина, имеющих два заместителя, один у атома азота, второй у углерода, возможны четыре конформера. Примером могут служить N-алкил-4-хлорпиридины, конформационное равновесие которых было исследовано детально.

Как и следовало ожидать, конформеры с аксиальной трет-бутильной группой не выгодны, и в конформационном равновесии не участвуют.

Некоторые факты не нашли пока приемлемого объяснения, например, 4с-трет-бутил-1-фенил-r-циклогексилпиридин по данным РСА в кристаллической форме существует в конформации с аксиальной трет-бутильной группой.

Иногда, наличие атома азота способствует закреплению конформации ванны в производных пиперидина.

Интересные конформационные особенности наблюдаются в системах пергидрохинолина и пергидроизохинолина, в которых выделяют так называемые “стереохимически нежёсткую” (есть возможность для инверсии пиперидинового кольца) и “жёсткую” диастереомерные формы. Первая может существовать в виде двух конформаций. Незамещённый пергидрохинолин существует преимущественно конформации B, в N-метильном аналоге доля этой формы составляет 70%, а в N-этильном изомере преобладает форма A (86%). В гидрированном изохинолине доля конформера A составляет 70%, а замена протона при атоме азота на этильную группу выравнивает соотношение конформаций почти до 1:1.

Шестичленный цикл с атомом кислорода, тетрагидропиран, имеет конформацию кресла. Алкильные заместители во всех позициях предпочтительно занимают экваториальное положение, напротив, α-алкоксильная группа (атом галогена и т.п.) стремится занять аксиальное положение. Этот эффект носит название аномерного, и обусловлен, по крайней мере частично, неблагоприятным диполь-дипольным взаимодействием атомов кислорода, когда алкоксигруппа находится в экваториальном положении. Такой же эффект проявляют и алкоксигруппы в четвёртом положении.

Иногда для лучшего понимания аномерного эффекта (эффект Ривса) рассматривают простые для восприятия, но не совсем корректные, проекционные формулы Ньюмена с аксильными и экваториальными неподелёнными парами атома кислорода.

Аномерный эффект наблюдается не только для производных гидрированного пирана. Такую же закономерность можно наблюдать в 2-галогеноциклогексанонах и 1,3-диоксоланах, и даже в “обычных” дизамещённых циклогексанах.

Дата добавления: 2014-12-08