吲嗪杂环化合物的合成

吲嗪杂环化合物的合成
吲嗪杂环化合物的合成

Gold-Catalyzed 1,2-Migration of Silicon,Tin,and Germanium en Route to C-2

Substituted Fused Pyrrole-Containing Heterocycles

Ilya V.Seregin and Vladimir Gevorgyan*

Department of Chemistry,Uni V ersity of Illinois at Chicago,845West Taylor Street,Chicago,Illinois 60607-7061

Received May 10,2006;E-mail:vlad@https://www.360docs.net/doc/f389982.html,

Alkyne -vinylidene isomerization is a mechanistically interesting 1and synthetically useful transformation.2For example,McDonald used this transformation as the key step in efficient synthesis of heterocycles (eq 1).3It has also been shown that various groups (G)can undergo 1,2-migration upon alkyne -vinylidene isomer-ization,as demonstrated by Iwasawa (G )Hal,M )W),4Fu ¨rstner

(G )Hal,M )Au),5Katayama (G )SiR 3,M )Ru),6and

Kawakami (G )SnR 3,M )Ru)7(eq 2).However,to the best of our knowledge,no examples of synthesis of heterocycles with 1,2-migration of groups other than H have ever been reported.Thus,we reasoned that development of alternative routes toward hetero-cycles,which proceed with 1,2-group migration,would be desirable,as they would allow for the synthesis of densely substituted molecules.Herein,we wish to report a new Au-catalyzed cascade cycloisomerization of propargylic derivatives of N-containing heterocycles into fused pyrrole-containing heterocycles.The cascade transformation involves 1,2-migration of silyl-,stannyl-,and even the pre V iously unknown migration of a germyl group and allows for efficient synthesis of various fused pyrroloheterocycles func-tionalized at position C-2(eq 3).

We have recently reported the cycloisomerization of alkynylpyr-idines into indolizines (eq 4).8The reaction proceeds via a base-assisted propargyl -allenyl isomerization to intermediate i ,followed by its cyclization into the indolizine core.This transformation presumes two formal hydrogen migrations,and thus is limited to the preparation of C-1,2unsubstituted indolizines.

Naturally,as we were interested in developing approaches toward C-1substituted heterocycles,we turned our attention to the cycloisomerization of easily available 9nonconjugated propargylpyr-idine 1(eq 5).After catalyst optimization,10it was found that 1,in the presence of Au(I)or Au(III)salts,11undergoes smooth cyclo-isomerization into C-1substituted indolizine 2.It is reasonable to propose that this transformation operates through allenyl intermedi-ate i (e.g.,via another mode of the propargyl -allenyl cycloisomer-ization depicted in eq 4).Alternatively,this reaction may proceed via isomerization of terminal alkyne 1into gold -vinylidene intermediate W ,which subsequently cycloisomerizes into the het-eroaromatic structure 2(eq 5).

To clarify whether this reaction proceeds via an allenyl (i )or vinylidene (W )intermediate,we examined cycloisomerization of TMS-substituted propargylpyridine 3a in the presence of Au-catalyst.It was hypothesized that a prototropic isomerization (via intermediate i)12would lead to indolizine with the silyl group

Table 1.Synthesis of Fused Pyrrole-Containing

Heterocycles

a

Isolated yield;reactions performed in 0.5mmol scale.b Yield over 2steps.c Reaction was performed in 5.0mmol scale in the presence of AuCl catalyst (0.5mol %).d NMR yield.e AuCl was used as a

catalyst.

Published on Web 08/24/2006

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J.AM.CHEM.SOC.2006,128,12050-12051

10.1021/ja063278l CCC:$33.50?2006American Chemical Society

attached to the C-3position,whereas the silyl group would be at C-2if alkyne -vinylidene isomerization operates (via intermediate W ).To our great delight,it was found that 3a ,in the presence of AuBr 3(2.0mol %)in toluene at 50°C,underwent smooth cycloisomerization to afford indolizine 4a with TMS group migra-tion to the C-2position,as the sole regioisomer in 63%yield (Table 1,entry 1).It deserves mentioning that in indolizines,the C-2site is an unfunctionalizable position,and its substituent has to be introduced prior to cyclization.13

Motivated by the importance of differently substituted fused pyrroloheterocycles,14and encouraged by the successful cyclo-isomerization of TMS-containing substrate 3a ,we examined various propargyl heterocycles in this transformation (Table 1).Gratifyingly,the stannyl group,known to undergo migration upon alkyne -vinylidene isomerization 7(entry 2),underwent smooth migration to give 2-stannyl indolizine 4b in good yield.Remarkably,we also found that unprecedented 1,2-germyl migration can also occur to produce 2-germylindolizine 4c in excellent yield (entry 3).Notably,this cycloisomerization appeared to be general with regard to the heterocyclic core.Other heterocyclic systems,such as isoquinoline (entry 5),quinoxaline (entries 6and 7),pyrazine (entries 8and 9),and thiazole (entry 10),reacted smoothly,producing fused pyr-roloheterocycles in good to excellent yields.

We propose the following mechanistic rationale for this novel transformation.First,isomerization of alkyne 3results in the formation of vinylidene W 15(Scheme 1),followed by nucleophilic attack of the nitrogen lone pair at the vinylidene carbon,resulting in formation of zwitterion 5.The latter can either undergo a series of 1,2-hydride shifts (path A),or a deprotonation -protonation sequence (path B)to furnish 4.16To verify which mechanism operates,we performed a deuterium-labeling experiment utilizing isotopically homogeneous propargyl pyridine 3k .It was found that under standard cycloisomerization conditions,the reaction produced indolizine 4k with equal distribution of deuterium between positions C-2and C-3,17thus strongly supporting path A.18

In summary,we have developed a new mild cascade cyclo-isomerization of propargyl N-containing heterocycles into various types of N-fused pyrroloheterocycles in the presence of gold

catalyst.The reaction proceeds via alkyne -vinylidene isomerization with concomitant 1,2-migration of H,silyl-,and stannyl groups,as well as previously unknown 1,2-migration of a germyl group,giving easy access to a variety of C-2functionalized heterocycles.Acknowledgment.The support of the National Institutes of Health (Grant GM-64444)and National Science Foundation (Grant CHE 0354613)is gratefully acknowledged.We also thank Mr.Alex Schammel for technical help.

Supporting Information Available:Preparative procedures,ana-lytical and spectral data.This material is available free of charge via the Internet at https://www.360docs.net/doc/f389982.html,.References

(1)For recent example,see Grotjahn,D.B.;Zeng,X.;Cooksy,A.L.J.Am.

Chem.Soc.2006,128,2798.

(2)For reviews,see (a)Wakatsuki,https://www.360docs.net/doc/f389982.html,anomet.Chem.2004,689,4092.

(b)Bruneau,C.;Dixneuf,P.H.Acc.Chem.Res.1999,32,311.See also:(c)McDonald F.E.Chem.s Eur.J.1999,5,3103.(d)

(3)See,for example (a)McDonald,F.E.;Gleason,M.M.J.Am.Chem.

Soc.1996,118,6648.(b)McDonald,F.E.;Burova,S.A.;Huffman,L.G.Synthesis 2000,970.

(4)Miura,T.;Iwasawa,N.J.Am.Chem.Soc.2002,124,518.(5)Mamane,V.;Hannen,P.;Fu ¨rstner, A.Chem.s Eur.J.2004,10,

4556.

(6)Katayama,H.;Wada,C.;Taniguchi,K.;Ozawa,https://www.360docs.net/doc/f389982.html,anometallics 2002,

21,3285.

(7)Shirakawa,E.;Morita,R.;Tsuchimoto,T.;Kawakami,Y.J.Am.Chem.

Soc .2004,126,13614.

(8)Kel’in,A.V.;Sromek,A.W.;Gevorgyan,V.J.Am.Chem.Soc.2001,

123,2074.

(9)See Supporting Information for details.

(10)Employment of Cu(I)salts led to trace amount of products,whereas various

Ag,Pt,and Pd sources tested did not catalyzed this reaction at all.9

(11)For recent reviews on Au-catalyzed reactions,see (a)Hoffmann-Ro ¨der,

A.;Krause,https://www.360docs.net/doc/f389982.html,.Biomol.Chem.2005,3,387.(b)Hashmi,A.S.K.Gold Bull.2004,37,51.For Au-catalyzed synthesis of heterocycles,see (c)Hashmi,A.S.K.;Schwarz,L.;Choi,J.-H.;Frost,T.M.Angew.Chem.,Int.Ed.2000,39,2285.(d)Yao,T.;Zhang,X.;Larock,R.C.J.Am.Chem.Soc.2004,126,11164.(e)Zhang,L.;Kozmin,S.A.J.Am.Chem.Soc.2005,127,6962.(f)Hoffmann-Ro ¨der,A.;Krause,https://www.360docs.net/doc/f389982.html,.Lett .2001,3,2537.(g)Sromek,A.W.;Rubina,M.;Gevorgyan,V.J.Am.Chem.Soc .2005,127,10500.(h)Gorin,D.J.;Davis,N.R.;Toste,F.D.J.Am.Chem.Soc .2005,127,11260.For Au-catalyzed carbocyclizations,see for example (i)Fu ¨rstner,A.;Hannen,https://www.360docs.net/doc/f389982.html,mun .2004,2546.(j)Shi,X.;Gorin,D.J.;Toste,F.D .J.Am.Chem.Soc .2005,127,5802.(k)Luzung,M.R.;Markham,J.P.;Toste,F.D.J.Am.Chem.Soc .2004,126,10858.(l)Zhang,L.;Kozmin,S.A.J.Am.Chem.Soc .2004,126,11806.(m)Nieto-Oberhuber,C.;Lopez,S.;Echavarren,A.M.J.Am.Chem.Soc .2005,127,6178.See also (n)Asao,N.;Takahashi,K.;Lee,S.;Kasahara,T.;Yamamoto,Y.J.Am.Chem.Soc.2002,124,12650.(o)Shi,Z.;He,C.J.Am.Chem.Soc .2004,126,5964.(p)Zhang,L.J.Am.Chem.Soc .2005,127,16804.See also ref 5.

(12)For Au-catalyzed propargyl -allenyl prototropic isomerization,see ref 11c.(13)For review,see for example Behnisch,R.;Behnisch,P.;Eggenweiler,

M.;Wallenhorst,T.Indolizine;In Houben-Weyl E6a/2a;Thieme:New York,1994;p 323.

(14)For pharmacologically important indolizines,see,for example (a)Hag-ishita,S.;Yamada,M.;Shirahase,K.;Okada,T.;Murakami,Y.;Ito,Y.;Matsuura,T.;Wada,M.;Kato,T.;Ueno,M.;Chikazawa,Y.;Yamada,K.;Ono,T.;Teshirogi,I.;Ohtani,M.J.Med.Chem .1996,39,3636.(b)Schoeffter,P.;Hoyer,D.Naunyn-Schmiedeberg’s Arch.Pharmacol .1989,339,675.(c)Gundersen L.-L.;Malterudb K.E.;Negussiea A.H.;Risea F.;Teklua S.;?stby O.B.Bioorg.Med.Chem .2003,11,5409.

(15)Au(I)is most likely the active catalyst.In the case of employment of

AuBr 3as a precatalyst,the latter can be reduced to Au(I)species via various redox processes.See ref 11b for discussion.

(16)A referee pointed out possible Au-catalyzed C-3f C-2TMS group

migration after cyclization,and brought to our attention a reference on Au-catalyzed migration of alkyl group in indole series:Alfonsi,M.;Arcadi,A.;Aschi,M.;Bianchi,G.;Marinelli,https://www.360docs.net/doc/f389982.html,.Chem.2005,70,2265.However,a test experiment with pyrroloquinoxaline 8,C-3TMS analogue of 4g ,ruled out this possibility.9

(17)Control experiment indicated no deuterium scrambling between 4h and

D 2O occurred under the same reaction conditions.9For deuterium scrambling in N-unsubstituted pyrrole ring in the presence of Au(I)complexes,see ref 11h.

(18)Equal distribution of deuterium between positions C-2and C-3is possible

via path A if there is no H/D kinetic isotope effect (transformation 6to 4).Obviously,path B cannot explain the observed scrambling of deuterium at C-2.

JA063278L

Scheme 1.Proposed Mechanism for Cascade

Cycloisomerization

C O M M U N I C A T I O N S

J.AM.CHEM.SOC.

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VOL.128,NO.37,200612051

第十六章 杂环化合物

第十七章 杂环化合物 (heterocyclic Ring compounds ) 一、教学目的和要求 1.掌握杂环化合物的分类和命名。 2.掌握五元单杂环、六元单杂环化合物的化学性质。 3.理解杂环化合物的结构与芳香性。 4.理解吡咯、吡啶的结构与性质的关系。 二、教学重点与重点 重点:杂环化合物、甾体化合物结构特征与命名(俗名)。 难点:杂环化合物的结构。 三、教学方法和教学学时 (1)教学方法:以课堂讲授为主,结合必要的课堂讨论。教学手段以板书和多媒体相结合。 (2)教学学时:4学时 四、教学内容 1、杂环化合物 (1)杂环化合物概述 (2)吡咯及其衍生物 (3)吡啶及其衍生物 (4)吲哚及其衍生物 (5)苯并吡喃及其衍生物 (6)嘧啶和嘌呤及其衍生物 2、生物碱 (1)生物碱概述 (2)生物碱举例 五、总结、布置作业 17.1 几种基本杂环 (分类和命名) 杂环化合物定义 :杂环化合物是指环比较稳定、含杂原子的环状化合物,包括芳香性杂环和非芳香杂环。 杂环化合物的种类很多,有单环,也有与芳香环或其他杂环并联成的稠杂环。环上的杂原子可以是一个、两个或更多个,而且可以是相同的或是不同的。一般最常见的杂环是五元或六元环。 根据1980年中国化学会颁布的有机化学命名原则,杂环化合物的命名按外文名称音译,并以一口字旁表示是环状化合物。以下是几种常见的杂环化合物的结构与名称。 O S N S N N N H H 呋喃 噻吩 吡咯 噻唑 咪唑 Furan Thiophene Pyrrole Thiazole Imidazole N O N N N N N N

吡啶 吡喃 哒嗪 嘧啶 吡嗪 Pyridine Pyran Pyridazine Pyrimidine Pyrazine H N O N N N N 吲哚 苯并呋喃 嘌呤 N N N 喹啉 异喹啉 吖啶 17.2 几种重要杂环化合物的结构 吡咯、吡啶 、呋喃、噻吩 ----C 、N 、O 、S 皆为 SP2 杂化 ,符合休克尔规则,有芳香性。但根据具体情况的不同,有的是富电子芳杂环,有的是缺电子芳杂环。 1. 1. 五元杂环 吡咯的共轭体系及比例模型如下: 吡咯是富电子芳杂环。 2. 2. 六元杂环 吡啶的共轭体系及比例模型如下: 吡啶是缺电子芳杂环。 富电子芳杂环与缺电子芳杂环因为结构特点的不同而表现出不同的化学 性质,其中亲电取代反应的差异尤为明显。

第十六章杂环化合物生物碱

第十六章 杂环化合物、生物碱 杂环化合物的定义:在环状有机化合物中,构成环的原子除了碳原子外还含有其他原子,这环状种化合物就叫做杂环化合物(heterocyclic compound )。除碳以外的其他原子叫做杂原子。常见的杂原子有:氮、氧、硫。 第一节 杂环化合物的分类和命名 一、 分类 按照环的大小和环的数目可分为: 杂环 单杂环 五元环 六元环 苯环与单杂环的稠合杂环(苯并杂环) 两个或两个以上单杂环的稠合杂环O S N H 稠杂环 N N N N N H N 二、 命名 1、音译法:根据外文译音,选用同音汉字,加“口”字旁表示杂环。 O S N H 吡咯呋喃噻吩吡啶N pyrrole furan thiophene pyridine N H 吲哚indole N N 咪啶pyrimidine 取代杂环的命名: ① 杂环的编号从杂原子起依次1,2,3 ……(或:α,β,γ……)。 ② 如环上不止一个杂原子时,则从O 、S 、N 的顺序依次编号。 ③ 有两个相同杂原子的,应从连有H 原子或取代基的开始编号。 ④ 编号时注意杂原子或取代基的位次之和最小。 ⑤ 稠杂环是特定的母体和固定的编号。 N S 5 1 2 4 3 5-乙基噻唑N N H 1 23454-甲基咪唑 CH 3 C 2H 5 N CH 31 23 4563-甲基吡啶 2、根据结构命名:

即根据相应于杂环的碳环来命名,把杂环看作是相应的碳环中的碳原子被杂原子置换而形成的。例如,吡啶可看作是苯环上一个碳原子被氮原子置换而成的,所以叫做氮杂苯。 O S N H N 茂 (环戊二烯)氮茂 氧茂 硫茂 N N 苯氮苯 1,3-二氮苯 第二节 一杂五元杂环化合物 含有一个杂原子的典型五元杂环是呋喃、噻吩、吡咯。 O S N H 一、 呋喃、噻吩、吡咯的结构 1、据现代物理方法证明: ① 呋喃、噻吩、吡咯都是一个平面的五元环结构,即成环的四个C 原子和一个杂原子都是以SP 2杂化轨道成键的。 ②环上每个碳原子的P 轨道有一个电子,杂原子P 轨道上有两个电子。 ③ P 轨道垂直于五元环的平面,互相侧面重叠而形成一个与苯环相似的闭合共轭体系。 ④ 五元环的六个π电子分布在包括环上五个原子在内的分子轨道。 2、分子结构符合休克尔(Huckel)规则(4n+2=6,n=1),π电子数为6。具有芳香性。但芳性比苯弱,环的稳定性差。 3、芳香性秩序: 苯 > 噻吩 > 吡咯 > 呋喃 呋喃的芳香性最弱,实际上它可以进行双烯加成反应,表现出共轭二烯烃的性质。 4、它们的键长数据如下[单位(ppm )]: O S N 140 145 135 172 143 137 138144 135 137 5、吡咯、呋喃、噻吩环上杂原子氮、氧、硫的未共用电子对参与环的共轭体系,使环上的电子云密 度增大。因此,它们都比苯活泼,比苯容易进行亲电取代反应,而且它们进行亲电取代反应的活泼性顺序是: 吡咯 > 呋喃 > 噻吩 > 苯 X +(CF 3CO)2O X COCF 3 +CF 3COOH 三氟乙酐酰化 二、 呋喃、噻吩、吡咯的性质 1、亲电取代反应——主要在杂原子的α位: 它是呋喃、吡咯、噻吩的典型反应。由于它们环上的电子云密度比苯大,比苯容易发生亲电取代反应。同时环稳定性比苯差,因此反应条件与苯不同,需要在较温和的条件下反应,以避免氧化、开环或聚合等副反应。

第十一章 杂环化合物和生物碱

第十一章 杂环化合物和生物碱 一、学习要求 1.掌握杂环化合物的分类和命名 2.掌握五元杂环、六元杂环和稠杂环的结构和性质 3.掌握生物碱的基本概念及分类 4.了解生物碱的一般性质、提取方法及重要的生物碱 二、本章要点 (一)杂环化合物的分类和命名 1.杂环化合物的概念 由碳原子和非碳原子所构成的环状有机化合物称为杂环化合物,环中的非碳原子称为杂原子,最常见的杂原子有氧、硫、氮等。 2.杂环化合物的分类 按环的数目不同,可分为单杂环和稠杂环两大类。单杂环按环的大小不同又可分为五元杂环和六元杂环。稠杂环通常由苯与单杂环或单杂环与单杂环稠合杂环化合物而成。 3.杂环化合物的命名 杂环化合物的命名比较复杂,目前我国常使用“音译法”,即按英文的读音,用同音汉字加上“口”字旁命名: O 1 2 3 45 5 43 2 1 S 5 432 1N 543 2 1 N S 543 2 1N N H 5432 1N N H 呋喃 噻吩 吡咯 噻唑 吡唑 咪唑 (furan ) (thiophene ) (pyrrole ) (thiazole ) (pyrazole ) (imidazole ) 6 54 32 1 O N N 1 2 3456 N N 1 2 3456 N N 1 2 3456 6 54 3 2 1 N 吡啶 哒嗪 嘧啶 吡嗪 吡喃(pyridine ) (pyridazine) (pyrimidine) (pyrazine) (pyran)

环上有取代基的杂环化合物的名称是以杂环为母体,并注明取代基的位置、数目和名称。杂原子的编号,除个别稠杂环外,一般从杂原子开始编号,环上有不同不同杂原子时,按O 、S 、NH 和N 的顺序编号;某些杂环可能有互变异构体,为区别各异构体,需用大写斜体“H ”及其位置编号标明一个或多个氢原子所在的位置。例如: 2,4-二羟基嘧啶 2-氨基-6-氧嘌呤 4H -吡喃 2H -吡喃 此外,还可以将杂环作为取代基,以官能团侧链为母体进行命名。例如: N ,N-二乙基-3- 4-嘧啶甲酸 3-吲哚乙酸 2-呋喃甲醛 吡啶甲酰胺 (二)含氮六元杂环 1.吡啶的结构 1 2345 6 7 8 9 N N N N H 2N O H N N OH OH 1 23 4 56 O 1 2 34 56 1 2 3 45O 6 1 2 1 CHO O CON(C 2H 5)2 N 2 34 56 COOH 6 5432 1 N N CH 2COOH N H 12 3 456 7 N .. 6 8 75 43 2 110 98 76 5321 6 58 7 654321 H N N N N N N 8 7 65 432 N 7 4 32 1H N 喹啉 异喹啉 吲哚 吖啶 嘌呤 ( quinoline) (isoquinoline) (indole) (acridine) (purine)

第九章 含氮及杂环化合物教材

第九章含氮及杂环化合物 一、简答题 1、由苯胺制对氯苯胺一般都在稀酸或弱酸性介质中进行。如在强酸中进行,会得到什么产物?为什么? 2、为什么三甲胺的沸点低于二甲胺? 3、苯胺能与硫酸形成铵盐,RNH4+是间位定位基。但苯胺与硫酸经长时间高温加热,并未得到间位产物,而得到了高产率的对氨基苯磺酸。试解释原因。

2、亲电试剂进攻苯并呋喃的α-位或进攻吲哚的β-位。 5、将下列化合物按碱性由强到弱排列成序。 N H N N H NH 2 (1)(3) (2) (4)

6、写出下列化合物的名称或结构式。 N CON(CH 3)2 S N NH 2 CH 3 N OH Cl O O 2N CH NHCONH 2 C 6H 5CON 2 [(CH 3)3NC 2H 5] OH (1) (3) (5) (2) (4) (6) (7) (Z)-偶氮苯 (8) 对甲苯胺盐酸盐

(9)N,N-二甲基环环己酰胺(10)氯化-4-氰基-2-硝基重氮苯 (11) N-氧化三甲胺(12)异腈酸异丁酯 二、完成下列反应。

N H CH 3 CH 23 CH 3I Ag 2O ? HNO 2 (CH 3)2CHCH 2NH 2? (1) (2) △ Cl COOH NH 2 CuO ? K CO NO 2 NHCOCH NaOH ? △ , H 2(3) (4) + N CH 3 N N(CH 3)2 SnCl 2/HCl ? ? Br Cl 2? (5) (6) + S N CH 3 CH 3CH 2 CCl O AlCl 3 ? N H CH 3 N SO 3 H ? (7) + (8)

第十一章 杂环化合物和生物碱_0

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 第十一章杂环化合物和生物碱 第十一章杂环化合物和生物碱第十一章杂环化合物和生物碱参考答案 1.命名下列化合物: (1) -呋喃甲酸(2) -甲基吡咯(3) -噻吩磺酸(4)-吡啶甲酰胺(5) 4-甲基吡啶盐酸盐(或: 氯化-4-甲基吡啶)(6) 4-羟基嘧啶(7) 5-硝基喹啉(8)2, 6, 8-三羟基嘌呤 2.写出下列化合物的构造式: (1) (2) BrOBr(3) SCH2OH 3 2 (5) (6) CH2COOH OCHO(7) N NOH 3.把下列化合物按其碱性由强至弱排列。 六氢吡啶甲胺氨吡啶苯胺吡咯 4.用化学方法区别下列各组化合物。 (1)与 FeCl3 溶液作用呈紫色的为苯酚;与 H2SO4-靛红呈蓝色的为噻吩。 (2)蒸气遇蘸有浓 HCl 的松木片显红色的为吡咯。 (3)与 CH3COOH/苯胺显示亮红色的为糠醛。 5.用适当的化学方法,将下列混合物中少量杂质除去。 (1)加入浓硫酸一起振荡,噻吩发生磺化反应生成噻吩磺酸溶于浓硫酸。 (2)利用吡啶的弱碱性,加入 HCl 使其生成吡啶盐酸除去。 6.完成下列反应式。 1 / 7

(1) OCH2OHOCOOH (2) NI HCH3 COOH (3) CONH2 NN COOCH3(4) NOH(8) NNH2N(4) NSO3H3(5) CH3OCHCHO(6) NCOOHNCONH2NCNCH2NH27.喹啉硝化反应发生在苯环上;吲哚硝化 反应发生在吡咯环上。 8.互变异构体的构造式如下: 9.答: 吡啶和六氢吡啶的分子中,氮原子上都有未共用的电子对,都 可以和质子结合显碱性。 两者不同的是氮原子上未共用电子对所处轨道的类型不同,吡 啶中氮原子上的未共用电子对处于 sp2 杂化轨道上,而六氢吡啶中 氮原子上的未共用电子对处于 sp3 杂化轨道上。 处于 sp2 杂化轨道上的电子受到原子核的束缚力较大,即提 供电子的能力较弱,所以吡啶的碱性比六氢吡啶弱。 10.化合物 C5H4O2 构造式为: OH(1) NH 2N 鸟嘌呤 2 (2) HON 胞嘧啶(3) HON 尿 嘧啶(4)HONCH3 胸腺嘧啶ONNH2NH2O OH OOHOCH3OCHO X1fuIW1ftIW0ftHW0 ftHW0etHV0edsGU+drGU-drF U-drFU-crFT- cqFT) cqET) cqET) bqES) bpES (bpDSQ 8nBP 8mBP%8mAP%7mAP%7mAO%7lAO $7lzO$6lzO$6 lzBn8QBn9QCn9*QCn9*QCo 9*RCoa*RDoa( RDpa(RDpa(SDpb(SEpb) SEqb ) SEqb)TEqc) T Fqte0WHte0WHtf0WItf1WIuf 1XIuf1XIug1X Jug2XJvg2YJvg2YJvh2YKvh3 YKwh3Z Kwi3ZK

大学有机化学杂环化合物和维生素练习题

杂环化合物和维生素练习题 1、下列亲电取代反应活性顺序排列正确的是() A、吡咯>吡啶>苯 B、苯>吡咯>吡啶 C、吡咯>苯>吡啶 D、吡啶>吡咯>苯 2、下列化合物中属于五元含氮杂环化合物的是:() A.呋喃 B.吡咯 C.噻吩 D.吡啶 3、吡啶环上发生的亲电取代反应()。 A.比苯容易 B.与苯相同 C.比苯困难 4、吡喃环属于哪一类杂环() A.硼杂环 B.氧杂环 C.氮杂环 D.硫杂环 5、叶绿素和血红素中存在的卟啉系统的基本单元是() A.噻唑 B.呋喃 C.噻吩 D.吡咯 6、下列化合物不属于五元杂环的是() A. 呋喃 B. 吡啶 C. 噻吩 D. 吡咯 7、碱性最强的化合物是() 8、下列化合物发生亲电取代反应速度最快的是() N 9、化合物的名称是() A. 吡咯 B. 吡喃 C. 吡啶 D. 呋喃 10、下列杂环化合物芳香性顺序为() A. 呋喃>噻吩>吡咯 B. 吡咯>呋喃>噻吩 C. 噻吩>吡咯>呋喃 D.吡咯>噻吩>呋喃 11.下列化合物中属于稠杂环的是() A. 吡喃 B.吡啶 C.嘌呤 D.嘧啶 12.下列物质中,能使高锰酸钾溶液褪色的是() A. 苯 B. 2-硝基吡啶 C. 3-甲基吡啶 D.吡啶 13.下列化合物中,能发生银镜反应的是() A. 2-羟基呋喃 B. 2-呋喃甲醛 C. 2-硝基呋喃 D.2-甲基呋喃 14、既显弱酸性又显弱碱性的物质是:() A.吡咯 B.吡啶 C.噻吩 D.呋喃

1、在环状化合物的环中,除碳原子外还含有其它元素的原子时,这类环状化合物就叫做 化合物,环中除碳以外的其它元素的原子叫做 原子。 2、吡咯易发生亲电取代,反应发生在 位上。吡啶难于亲电取代,反应发生在 位上。 3、将下列化合物在水溶液中的碱性由强到弱排列成序 (CH 3CH 2)2NH CH 3CH 2NH 2(CH 3)4NOH NH 3NH 2 N H a 、b 、c 、d 、e 、f 、 4、按碱性由强到弱排列的顺序是:( )>( )>( )>( )。 N H a. b.N c.N H d.

化学竞赛辅导16--杂环化合物共13页

16--杂环化合物 §1. 杂环化合物的分类和命名 一、杂环大体可分为:单杂环和稠杂环两类: 1. 分类: 稠杂环是由苯环与单杂环或有两个以上单杂环稠并而成。 二、命名: 杂环的命名常用音译法,是按外文名称的音译,并加口字旁,表示为环状化合物。如杂环上有取代基时,取代基的位次从杂原子算起用1,2,3,4,5……(或可将杂原子旁的碳原子依次编为α ,β, γ, δ …)来编号。 如杂环上不止一个杂原子时,则从O,S,N 顺序依次编号,编号时杂原子的位次数字之和应最小: 五元杂环中含有两个杂原子的体系叫唑(azole) §2. 呋喃,噻吩,吡咯 含有一个杂原子的五元杂环单环体系:呋喃,噻吩,吡咯。 一、呋喃,噻吩,吡咯的电子结构和光谱性质 电子结构:这三个杂环化合物中,碳原子和杂原子均以sp2杂化轨道互相连接成σ健,并且在一个平面上,每个碳原子及杂原子上均有一个p 轨道互相平行,在碳原子的p轨道中有一个p电子,在杂原子的p轨道中有两个p电子,形成一个环形的封闭的π电子的共轭体系。这与休克尔的4n+2规则相符,因此这些杂环或多或少的具有与苯类似的性质,故称之为芳香杂环化合物。

芳香性大小,试验结果表明: 光谱性质:IR: νc -H = 3077~3003cm -1,νN -H = 3500~3200 cm -1 (在非极性溶剂的稀溶液中,在3495 cm -1,有一尖峰。在浓溶液中则于3400 cm -1,有一尖峰。在浓和淡的中间浓度时,两种谱带都有),杂环C =C 伸缩振动:1600~1300 cm -1 (有二至四个谱带)。 NMR :这些杂环化合物形成封闭的芳香封闭体系,与苯环类似,在核磁共振谱上,由于外磁场的作用而诱导出一个绕环转的环电流,此环电流可产生一个和外界磁场方向相反的感应磁场,在环外的质子,处在感应磁场回来的磁力线上,和外界磁场方向一致,在去屏蔽区域,故环上氢吸收峰移向低场。化学位移一般在7ppm 左右。 呋喃:α-H δ=7.42ppm β-H δ=6.37ppm 噻吩:α-H δ=7.30ppm β-H δ=7.10ppm 吡咯:α-H δ=6.68ppm β-H δ=6.22ppm 二、呋喃,噻吩,吡咯的制备 1.玉米心,稻糠,花生壳,大麦壳,高粱秆等用稀硫酸处理得戊糖,戊糖失水得糠醛,再在400℃下加热,同时在催化剂ZnO,Cr 2O 3存在下,失 去一氧化碳而得呋喃。 2.工业上制备噻吩是用丁烷,丁烯或丁二烯与硫磺混合,在600℃反应得到: 3.噻吩也可用琥珀酸钠盐与五硫化二磷一起加热反应制得: 4.帕尔——克诺尔(C.Paal —L.Knorr )合成法: 1,4—二羰基化合物常在无水的酸性条件下,得到呋喃及其衍生物。

第十六章-杂环化合物

第十六章杂环化合物 教学要点: 掌握五元杂环化合物的结构、性质;了解吡啶和生物碱。 教学时数: 6 学时 教学方法:教师讲授、 教学手段:多媒体、自制模型 第一节杂环化合物的分类和命名 杂环大体可分为:单杂环和稠杂环两类。 1. 分类: 稠杂环是由苯环与单杂环或有两个以上单杂环稠并而成。 2.命名:杂环的命名常用音译法,是按外文名称的音译,并加口字旁,表示为环状化合物。如杂环上有取代基时,取代基的位次从杂原子算起用1,2,3,4,5……(或可将杂原子旁的碳原子依次编为α ,β, γ, δ …)来编号。

如杂环上不止一个杂原子时,则从O,S,N 顺序依次编号,编号时杂原子的位次数字之和应最小: 五元杂环中含有两个杂原子的体系叫唑(azole) 第二节五元杂环化合物 一.含有一个杂原子的五元杂环单环体系:呋喃,噻吩,吡咯。 (1)呋喃,噻分,吡咯的电子结构和光谱性质。 电子结构:这三个杂环化合物中,碳原子和杂原子均以sp2杂化轨道互相连接成σ健,并且在一个平面上,每个碳原子及杂原子上均有一个p轨道互相平行,在碳原子的p轨道中

有一个p电子,在杂原子的p轨道中有两个p电子,形成一个环形的封闭的π电子的共轭体系。这与休克尔的4n+2规则相符,因此这些杂环或多或少的具有与苯类似的性质,故称之为芳香杂环化合物。 芳香性大小,试验结果表明: 光谱性质:IR: νc-H = 3077~3003cm-1,νN-H = 3500~3200 cm-1(在非极性溶剂的稀溶液中,在3495 cm-1,有一尖峰。在浓溶液中则于3400 cm-1,有一尖峰。在浓和淡的中间浓度时,两种谱带都有),杂环C=C伸缩振动:1600~1300 cm-1(有二至四个谱带)。 NMR:这些杂环化合物形成封闭的芳香封闭体系,与苯环类似,在核磁共振谱上,由于外磁场的作用而诱导出一个绕环转的环电流,此环电流可产生一个和外界磁场方向相反的感应磁场,在环外的质子,处在感应磁场回来的磁力线上,和外界磁场方向一致,在去屏蔽区域,故环上氢吸收峰移向低场。化学位移一般在7ppm左右。 呋喃:α-H δ=7.42ppm β-H δ=6.37ppm 噻吩:α-H δ=7.30ppm β-H δ=7.10ppm 吡咯:α-H δ=6.68ppm β-H δ=6.22ppm 二.呋喃,噻吩,吡咯的制备。 1.玉米心,稻糠,花生壳,大麦壳,高粱秆等用稀硫酸处理得戊糖,戊糖失水得糠醛,

第十六章杂环化合物

第十八章杂环化合物 第一节杂环化合物的分类和命名 杂环大体可分为:单杂环和稠杂环两类。 1. 分类: 稠杂环是由苯环与单杂环或有两个以上单杂环稠并而成。 2.命名:杂环的命名常用音译法,是按外文名称的音译,并加口字旁,表示为环状化合物。如杂环上有取代基时,取代基的位次从杂原子算起用1,2,3,4,5……(或可将杂原子旁的碳原子依次编为α ,β, γ, δ …)来编号。

如杂环上不止一个杂原子时,则从O,S,N 顺序依次编号,编号时杂原子的位次数字之和应最小: 五元杂环中含有两个杂原子的体系叫唑(azole) 第二节五元杂环化合物 一.含有一个杂原子的五元杂环单环体系:呋喃,噻吩,吡咯。 (1)呋喃,噻分,吡咯的电子结构和光谱性质。 电子结构:这三个杂环化合物中,碳原子和杂原子均以sp2杂化轨道互相连接成σ健,并且在一个平面上,每个碳原子及杂原子上均有一个p轨道互相平行,在碳原子的p轨道中有一个p电子,在杂原子的p轨道中有两个p电子,形成一个环形的封闭的π电子的共轭体系。这与休克尔的4n+2规则相符,因此这些杂环或多或少的具有与苯类似的性质,故称之为芳香杂环化合物。 芳香性大小,试验结果表明: 光谱性质:IR: νc-H = 3077~3003cm-1,νN-H = 3500~3200 cm-1 (在非极性溶剂的稀溶液中,在3495 cm-1,有一尖峰。在浓溶液中则于3400 cm-1,有一尖峰。

在浓和淡的中间浓度时,两种谱带都有),杂环C=C伸缩振动:1600~1300 cm-1(有二至四个谱带)。 NMR:这些杂环化合物形成封闭的芳香封闭体系,与苯环类似,在核磁共振谱上,由于外磁场的作用而诱导出一个绕环转的环电流,此环电流可产生一个和外界磁场方向相反的感应磁场,在环外的质子,处在感应磁场回来的磁力线上,和外界磁场方向一致,在去屏蔽区域,故环上氢吸收峰移向低场。化学位移一般在7ppm左右。 呋喃:α-H δ=7.42ppm β-H δ=6.37ppm 噻吩:α-H δ=7.30ppm β-H δ=7.10ppm 吡咯:α-H δ=6.68ppm β-H δ=6.22ppm 二.呋喃,噻吩,吡咯的制备。 1.玉米心,稻糠,花生壳,大麦壳,高粱秆等用稀硫酸处理得戊糖,戊糖失 水得糠醛,再在400℃下加热,同时在催化剂ZnO,Cr 2O 3 存在下,失去一氧化碳 而得呋喃。 2.工业上制备噻吩是用丁烷,丁烯或丁二烯与硫磺混合,在600℃反应得到: 3.噻吩也可用琥珀酸钠盐与五硫化二磷一起加热反应制得:

有机化学 第十一章 杂环化合物和生物碱

第十一章杂环化合物和生物碱 杂环化合物和生物碱广泛存在于自然界中,在动植物体内起着重要的生理作用。本章介绍杂环化合物的分类、命名、结构特点、性质及重要的杂环化合物,生物碱的一般性质、提取方法和重要的生物碱。 第一节杂环化合物 环状有机化合物中,构成环的原子除碳原子外还含有其它原子,且这种环具有芳香结构,则这种环状化合物叫做杂环化合物。组成杂环的原子,除碳以外的都叫做杂原子。常见的杂原子有氧、硫、氮等。前面学习过的环醚、内酯、内酐和内酰胺等都含有杂原子,但它们容易开环,性质上又与开链化合物相似,所以不把它们放在杂环化合物中讨论。 杂环化合物种类繁多,在自然界中分布很广。具有生物活性的天然杂环化合物对生物体的生长、发育、遗传和衰亡过程都起着关键性的作用。例如:在动、植物体内起着重要生理作用的血红素、叶绿素、核酸的碱基、中草药的有效成分——生物碱等都是含氮杂环化合物。一部分维生素、抗菌素、植物色素、许多人工合成的药物及合成染料也含有杂环。 杂环化合物的应用范围极其广泛,涉及医药、农药、染料、生物膜材料、超导材料、分子器件、贮能材料等,尤其在生物界,杂环化合物几乎随处可见。

一、杂环化合物的分类和命名 为了研究方便,根据杂环母体中所含环的数目,将杂环化合物分为单杂环和稠杂环两大类。最常见的单杂环有五元环和六元环。稠杂环有芳环并杂环和杂环并杂环两种。另外,可根据单杂环中杂原子的数目不同分为含一个杂原子的单杂环、含两个杂原子的单杂环等。 杂环化合物的命名在我国有两种方法:一种是译音命名法;另一种是系统命名法。 译音法是根据IUPAC 推荐的通用名,按外文名称的译音来命名,并用带“口”旁的同音汉字来表示环状化合物。例如: 呋喃 咪唑 吡啶 嘌呤 furan imidazole pyridine purine 杂环上有取代基时,以杂环为母体,将环编号以注明取代基的位次,编号一般从杂原子开始。含有两个或两个以上相同杂原子的单杂环编号时,把连有氢原子的杂原子编为1,并使其余杂原子的位次尽可能小;如果环上有多个不同杂原子时,按氧、硫、氮的顺序编号。例如: O N N N N N N H N

有机化学第十八章 杂环化合物

第十八章杂环化合物 1.命名下列化合物: 答案:解:(1)4-甲基-2-乙基噻唑(2)2-呋喃-甲酸或糠酸(3)N-甲基吡咯(4)4-甲基咪唑 (5)α,β-吡啶二羧酸(6)3-乙基喹啉 (7)5-磺酸基异喹啉(8)β-吲哚乙酸 (9)腺嘌呤(10)6-羟基嘌呤 2.为什么呋喃能与顺丁烯二酸酐进行双烯合成反应,而噻吩及吡咯则不能?试解释之。. 答案: 解:五元杂环的芳香性比较是:苯>噻吩>吡咯>呋喃。 由于杂原子的电负性不同,呋喃分子中氧原子的电负性(3,

5)较大,π电子共扼减弱,而显现出共扼二烯的性质,易发生双烯合成反应,而噻吩和吡咯中由于硫和氮原子的电负性较小(分别为2.5和3),芳香性较强,是闭合共扼体系,难显现共扼二烯的性质,不能发生双烯合成反应。 3. 为什么呋喃、噻吩及吡咯容易进行亲电取代反应,试解释之。 答案: 解:呋喃、噻吩和吡咯的环状结构,是闭合共扼体系,同时在杂原子的P轨道上有一对电子参加共扼,属富电子芳环,使整个环的π电子密度比苯大,因此,它们比苯容易进行亲电取代反应。 4. 吡咯可发生一系列与苯酚相似的反应,例如可与重氮盐偶合,试写出反应式。 答案: 解: 5. 比较吡咯与吡啶两种杂环。从酸碱性、环对氧化剂的稳定性、取代反应及受酸聚合性等角度加以讨论。 答案: 解:吡咯与吡啶性质有所不同,与环上电荷密度差异有关。它们与苯的相对密度比较如下:

吡咯和吡啶的性质比较:

与环上电荷密度有关, 性有关。与环上电荷密度及稳定 6. 写出斯克劳普合成喹啉的反应。如要合成6-甲氧基喹啉,需用哪些原料? 答案: 解:Skramp法合成喹啉的反应: 7. 写出下列反应的主要产物:

第10章 杂环化合物

第10章杂环化合物 §10.1 杂环化合物的分类和命名 10.1.1 分类 1、按照环的多少分类 单杂环:常见的是五元杂环和六元杂环,环上的杂原子有一个或两个。 ?五元杂环: ?六元杂环: ?吡喃没有芳香性,生成盐后则具有芳香性。 稠杂环:由苯环与单杂环或两个以上单杂环稠合而成的。 10.1.2 命名 常见的基础杂环多数是具有芳香性的,命名时作为杂环化合物的母核。 1、音译法 中文名称采用音译法,用带口字旁的同音汉字表示。 对于无特定名称的杂环化合物,中国化学会1980年颁布的有机化学命名原则规定: 采用“杂”字作介词,把杂环看作是相应的碳环母核中碳原子被杂原子置换后的衍生物来命名。 ?国外现在采用的Hantzsch-Widman系统,规范了10元以下一般杂环的词尾词干的书写格式。

为了正确表明取代基位置,需将杂环母核编号,编号规则主要有: (1)含一个杂环原子的单杂环,从杂原子开始编号。 有时也使用希腊字母,把靠近杂原子的位置叫做α位,其次是β位,再其次是γ位。 (2)含两个及以上相同杂环原子的单杂环,编号从连有氢原子的杂原子开始,并使另一杂原子所在位次保持最小。 (3)含两个及以上不同杂环原子的单杂环,编号从价数小杂原子开始,价数相同时则从原子序数小的开始。 ?因此,常见杂原子编号优先顺序为O、S、N。 ?一般常见的稠杂环有特定的编号,或是沿用习惯。 §10.2 五元杂环化合物 10.2.1 结构和物理性质 1、结构 这三种杂环上的原子都是sp2杂化,为平面结构。 ?每个碳原子垂直于环平面的p轨道有一个电子,杂原子垂直于环平面的p轨道有二个电子。 三种杂环π电子数都是6个,符合休克尔规则,都具有一定的芳香性。 结构特点:杂原子sp2杂化,未成键电子对在2p轨道上,参与共轭。 ?杂原子共轭效应是推电子的,诱导效应是吸电子的。 ?由于6个π电子分布于5个原子上,整个环的π电子几率密度比苯大,是富电子芳环。

第十六章 杂环化合物

第十六章 杂环化合物 16.1 命名或写出结构 a. O COOH b. N N N H N OH HO c. N H CH 3 d.N N OH e. N CH 3 f. N COOH g. S SO 3H h. 糠醛 i.噻唑 3-甲基吲哚 8-羟基喹啉2-苯基苯并吡喃j. k. l. 答案: a. 2-呋喃甲酸 b. 2,6-二羟基嘌呤 c. 3-甲基吡咯 d. 5-羟基嘧啶 e.N-甲基吡咯 f.3-吡啶甲酸 2-噻吩磺酸 g. h.O CHO i. S N j. N H CH 3 k. N OH l. O 16.2 下列维生素各属哪一类化合物 a. 维生素A b. 维生素B 1,B 2,B 6,B 12 c. 维生素PP d. 维生素C e. 维生素D f. 维生素K g. 叶酸 答案:a. 维生素A 萜类 b. 维生素B 1,B 2,B 6,B 12 杂环化合物 c. 维生素PP 杂环化合物 d. 维生素C 单糖的衍生物 e. 维生素D 己三烯衍生物 f. 维生素K 醌 g. 叶酸 杂环化合物 16.4 下列化合物哪个可溶于酸,哪个可溶于碱,或既可溶于酸又溶于碱? a. N N CH 3 b. N N N H N NH 2 c. N H d. N CH 3 答案: a. 可溶于酸 b. 既可溶于酸又可溶于碱 c. 既可溶于碱又可溶于酸 e. 可溶于碱 16.5 写出下列化合物的互变平衡体系: a. 腺嘌呤 b. 鸟嘌呤 c. 尿嘧啶 d. 胞嘧啶 e. 胸腺嘧啶 f. 尿酸 答案: 参阅教材P293 . 16.6 核苷与核苷酸的结构有什么区别? (教材P294) 答案: 核苷由核糖或脱氧核糖与嘌呤或嘧啶化合而成,核苷酸则是核苷磷酸酯. 16.8 水粉蕈素是由一种蘑菇中分离出的有毒核苷,其系统命名为9-β-D -呋喃核糖基 嘌呤。写出水粉蕈素的结构式。 答案:

杂环化合物讲义

第十八章杂环化合物 教学要求 1.了解杂环化合物的分类、命名。 2.掌握重要的五元、六元及稠环杂环化合物的结构和性质。如:呋喃、噻吩、吡咯、喹啉(斯克奥浦合成)。 3.了解嘧啶及嘌呤的结构。 4.了解生物碱的一般概念。 杂环化合物是指组成环的原子中含有除碳以外的原子(杂原子——常见的是N、O、S等)的环状化合物。 杂环化合物不包括极易开环的含杂原子的环状化合物,例如: 本章我们只讨论芳香族杂环化合物。 杂环化合物是一大类有机物,占已知有机物的三分之一。杂环化合物在自然界分布很广、功用很多。例如,中草药的有效成分生物碱大多是杂环化合物;动植物体内起重要生理作用的血红素、叶绿素、核酸的碱基都是含氮杂环;部分维生素,抗菌素;一些植物色素、植物染料、合成染料都含有杂环。 第一节杂环化合物的分类和命名 一、分类

二、命名 杂环的命名常用音译法,是按外文名词音译成带“口”字旁的同音汉字。 当环上有取代基时,取代基的位次从杂原子算起依次用1,2,3,… (或α,β,γ…)编号。 如杂环上不止一个杂原子时,则从O、S、N顺序依次编号。编号时杂原子的位次数字之和应最小。 第二节五元杂环化合物 含一个杂原子的典型五元杂环化合物是呋喃、噻吩和吡咯。含两个杂原子的有噻唑、咪唑和吡唑。本节重点讨论呋喃、噻吩和吡咯,简单介绍一下噻唑、咪唑和吡唑。 一、呋喃、噻吩、吡咯杂环的结构 呋喃、噻吩、吡咯在结构上具有共同点,即构成环的五个原子都为sp2杂化,故成环的五个原子处在同一平面,杂原子上的孤对电子参与共轭形成共轭体系,其π电子数符合休克尔规则(π电子数 = 4n+2),所以,它们都具有芳香性。

吲嗪杂环化合物的合成

Gold-Catalyzed 1,2-Migration of Silicon,Tin,and Germanium en Route to C-2 Substituted Fused Pyrrole-Containing Heterocycles Ilya V.Seregin and Vladimir Gevorgyan* Department of Chemistry,Uni V ersity of Illinois at Chicago,845West Taylor Street,Chicago,Illinois 60607-7061 Received May 10,2006;E-mail:vlad@https://www.360docs.net/doc/f389982.html, Alkyne -vinylidene isomerization is a mechanistically interesting 1and synthetically useful transformation.2For example,McDonald used this transformation as the key step in efficient synthesis of heterocycles (eq 1).3It has also been shown that various groups (G)can undergo 1,2-migration upon alkyne -vinylidene isomer-ization,as demonstrated by Iwasawa (G )Hal,M )W),4Fu ¨rstner (G )Hal,M )Au),5Katayama (G )SiR 3,M )Ru),6and Kawakami (G )SnR 3,M )Ru)7(eq 2).However,to the best of our knowledge,no examples of synthesis of heterocycles with 1,2-migration of groups other than H have ever been reported.Thus,we reasoned that development of alternative routes toward hetero-cycles,which proceed with 1,2-group migration,would be desirable,as they would allow for the synthesis of densely substituted molecules.Herein,we wish to report a new Au-catalyzed cascade cycloisomerization of propargylic derivatives of N-containing heterocycles into fused pyrrole-containing heterocycles.The cascade transformation involves 1,2-migration of silyl-,stannyl-,and even the pre V iously unknown migration of a germyl group and allows for efficient synthesis of various fused pyrroloheterocycles func-tionalized at position C-2(eq 3). We have recently reported the cycloisomerization of alkynylpyr-idines into indolizines (eq 4).8The reaction proceeds via a base-assisted propargyl -allenyl isomerization to intermediate i ,followed by its cyclization into the indolizine core.This transformation presumes two formal hydrogen migrations,and thus is limited to the preparation of C-1,2unsubstituted indolizines. Naturally,as we were interested in developing approaches toward C-1substituted heterocycles,we turned our attention to the cycloisomerization of easily available 9nonconjugated propargylpyr-idine 1(eq 5).After catalyst optimization,10it was found that 1,in the presence of Au(I)or Au(III)salts,11undergoes smooth cyclo-isomerization into C-1substituted indolizine 2.It is reasonable to propose that this transformation operates through allenyl intermedi-ate i (e.g.,via another mode of the propargyl -allenyl cycloisomer-ization depicted in eq 4).Alternatively,this reaction may proceed via isomerization of terminal alkyne 1into gold -vinylidene intermediate W ,which subsequently cycloisomerizes into the het-eroaromatic structure 2(eq 5). To clarify whether this reaction proceeds via an allenyl (i )or vinylidene (W )intermediate,we examined cycloisomerization of TMS-substituted propargylpyridine 3a in the presence of Au-catalyst.It was hypothesized that a prototropic isomerization (via intermediate i)12would lead to indolizine with the silyl group Table 1.Synthesis of Fused Pyrrole-Containing Heterocycles a Isolated yield;reactions performed in 0.5mmol scale.b Yield over 2steps.c Reaction was performed in 5.0mmol scale in the presence of AuCl catalyst (0.5mol %).d NMR yield.e AuCl was used as a catalyst. Published on Web 08/24/2006 12050 9 J.AM.CHEM.SOC.2006,128,12050-12051 10.1021/ja063278l CCC:$33.50?2006American Chemical Society

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