Nitrogéntartalmú aromás vegyületek brómszubsztitúciója?

Ilyen helyzetben sokkal egyszerűbb klórozott termékek szintézisére keresni, mivel iparilag azok sokkal inkább kedveltek és sokkal több dokumentáció van róluk. (És az előállításuk is relatíve hasonló)

De általánosságban elég nehéz az összes hidrogént lecserélni halogénre. De ez alól kicsit kivétel a pirrol és imidazol, a relatív elektronbőségük miatt. Mivel a gyűrűk kicsik és viszonylag elektronban gazdagok nagyon könnyen halogénezhetők. Az imidazol nagyon könnyen teljesen halogéneződik alacsony hőfokon is. A pirrolt is viszonylag egyszerűen halogénezhető a 2-es és 5-ös pozícióba, vagy teljesen. A specifikus halogénezés a 3-as pozícióba lehetséges, de az bonyolult. Random halogénezni valamit egyszerű, de specifikus konfigurációkat elérni bonyolult ez jelentkezni fog a piridinnél.

A piridin esetében elég alapos dokumentáció van a klórozását illetően, így ezeknél azt fogom alapul venni. Ennél is egyszerű az első kettő a 2-es és 6-os pozícióba ez elvégezhető oldószerben klórozással a megfelelő katalizátor jelenlétében. Vagy 3-as pozícióba való klórozás kivitelezhető szulfonáláson keresztül, majd ebből klórozással nyerhető 2,5-diklór-piridin.

Ha viszont 2,4 diklór terméket akarsz azt már nem ilyen egyszerű előállítani. Ahhoz élősszőr oxidálnod kell 2-klór-pirimidin egy N-oxiddá. Majd nitrálnod a 4-es pozícióba, visszaredukálni a N-oxidot és a nitro csoportot aminocsoporttá, és végül CuCl/NaNO2-al klórozni. A 2,3 terméknél meg még bonyolultabb ha érdekel adok forrást. A 3,5-diklór-piridint pedig pentaklór-piridinból.

A triklór termékekhez már nem használhatunk oldószert, mert a reakció túl magas hőfokon megy végbe és általában katalizátort sem igényel. Ezeket gázfázisban fojtatják, és általában több különböző terméket adnak. 200°C-on 2,6-diklór-piridint és klór gázt reagáltatnak. Ebből 2,3,6-triklór-piridin és 2,3,5,6-tetraklór-piridin nyerhető. Viszont ehhez hasonló közvetlen klórozással nem nyerhető 2,4,6, 2,3,5 és 3,4,5-triklór-piridin. A 2,4,6 esetében megint egy N-oxidon keresztüli klórozással állítják elő míg a 2,3,5 és 3,4,5 terméket pentaklór-piridin degradálásával nyerik.

A négyszeresen klórozott termékekre már rátértem az előbb, de a 2,3,4,6 termék előállítása megint bonyolult nem részletezem de hagyok hozzá forrást.

A pentaklór-piridinnél talán az egyik legegyszerűbb csak össze kell keverni a piridint és klórt felhevíteni 300-500°C-ra és utána hagyni lehűlni.

A pirrol kicsi gyűrűje miatt viszonylag elektron gazdag, ezért érzékeny elektrofil szubsztitúcióra, így azt egyszerű halogénezni. A piridinél a nitrogén elszívja az elektronokat, így az kevésbé lesz fogékony elektrofil szubsztitúcióra mint mondjuk a benzol. Így azt nehezebb is halogénezni, de még bőven lehetséges. De a pirimidin esetén az elektronsűrűség a szénatomoknál túl alacsony. Így az nem igazán halogénezhető. Elméletileg 5-klór-primidint lehetséges közvetlen klórozással előállítani de erre nem találtam leírást. Ezen kívül a 2-kloró-pirimidin is létezik de azt csak 2-amino-pirimidinből lehet előállítani.

Részletes szintézisek:

2,3-diklór-piridin: [link]

3,5 diklór-piridin: [link]

2,3,4,6-etraklór-piridin: [link]

(ha kell a többi szintézis szóljál.)