Атомы поменялись местами в дигидробензофуранах

Химики из США обнаружили фотохимическую перегруппировку дигидробензофуранов, во время которой два атома фуранового кольца менялись местами. С помощью этой перегруппировки ученые научились получать изомерные бензофураны, синтез которых по отдельности требует разных синтетических путей. Исследование опубликовано в Science.

Дигидробензофураны построены из бензольного кольца, к которому присоединен пятичленный гетероцикл с атомом кислорода. В этом гетероциклическом цикле есть два атома углерода, к которым могут присоединяться разные функциональные группы. Часто медицинским химикам, которые тестируют лекарственные препараты, приходится получать изомеры бензофуранов, в которых эти функциональные группы расположены по-разному. Синтез каждого такого бензофурана нужно начинать с нуля, а получать из одного изомера другой ученые не умели до сих пор.

Эту проблему удалось решить химикам под руководством Ричмонда Сарпонга (Richmond Sarpong) из Калифорнийского университета в Беркли. Они нашли несколько литературных примеров фотохимической перегруппировки бензофуранов, во время которой два атома фуранового кольца менялись местами вместе с присоединенными функциональными группами, и решили эту реакцию оптимизировать и превратить в общий метод.

Химики показали, что такую перегруппировку можно проводить при облучении реакционной смеси ультрафиолетовым светом (длина волны 370 нанометров) в присутствии соляной кислоты в течение 8 часов. При этом фурановый цикл раскрывался с образованием алкилхлорида. Далее, когда ученые добавляли в реакционную смесь триэтиламин, цикл замыкался снова — так, что получался изомерный бензофуран.

Чтобы предложить еще более мягкие условия реакции, ученые попробовали взять вместо соляной кислоты галогенид щелочного металла. Лучше всех сработал иодид лития — при облучении светом в присутствии иодида лития бензофураны тоже изомеризовались. Но в этом случае реакция требовала около суток облучения, а в реакционной смеси часто оставался исходный субстрат.

Так ученые нашли метод синтеза изомерных бензофуранов друг из друга. Они предложили два набора условий реакции. В присутствии соляной кислоты реакция протекала быстрее, но некоторые субстраты не выдерживали кислотной среды. Для них лучше подходил вариант с иодидом лития.

Открытое химиками превращение можно отнести к классу реакций скелетного редактирования. Такого же типа превращение недавно помогло ученым получить изомерные пиразолы. А подробно про скелетное редактирование мы рассказывали в материале «Вырезать — вставить».