Домино-реакции в органическом синтезе

ДОМИНОРЕАКЦИИ
В ОРГАНИЧЕСКОМ 
СИНТЕЗЕ  

Domino Reactions
in Organic Synthesis

Lutz F. Tietze, Gordon Brasche,
and Kersten M. Gerike

ДОМИНОРЕАКЦИИ
В ОРГАНИЧЕСКОМ
СИНТЕЗЕ 

Л. Титце, Г. Браше, К. Герике

Перевод с английского
доктора хим. наук, профессора Л. И. Беленького,
доктора хим. наук, профессора К. К. Пивницкого,
канд. хим. наук В. Н. Граменицкой
и канд. хим. наук С. И. Луйксаара

под редакцией
доктора хим. наук, профессора Л. И. Беленького

4е издание, электронное

Москва
Лаборатория знаний
2021

УДК 547
ББК 24.2
Т45

Титце Л.
Т45
Домино-реакции в органическом синтезе / Л. Титце, Г. Браше,
К. Герике ; пер. с англ. — 4-е изд., электрон. — М. : Лаборатория
знаний, 2021. — 674 с. — Систем. требования: Adobe Reader XI ;
экран 10". — Загл. с титул. экрана. — Текст : электронный.
ISBN 978-5-93208-512-7
Книга, написанная известным немецким ученым и его учениками,
посвящена одному из наиболее современных направлений в синтетической
органической химии — домино-реакциям, которые позволяют синтезировать
сложные по структуре соединения, включая природные, при минимальном
числе стадий и исходных реагентов. Материал книги структурирован на
основе классификации по механизмам реакционных стадий. Изложение
материала иллюстрируется наглядными схемами. Книга содержит обширную
библиографию.
Для химиков-органиков, а также аспирантов и студентов старших курсов.
УДК 547
ББК 24.2

Деривативное издание на основе печатного аналога: Домино-реакции
в органическом синтезе / Л. Титце, Г. Браше, К. Герике ; пер. с англ. —
М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. — 671 с. : ил.
ISBN 978-5-9963-0227-7.

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных
техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать
от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации

ISBN 978-5-93208-512-7

© Originally published in the English language
by WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA,
Boschstraße 12, D-69469 Weinheim, Federal
Republic of Germany, under the title «Domino
Reactions in Organic Synthesis». Copyright 2006
by WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
All Rights Reserved.
This EBook published under license with
the original publisher.

© Лаборатория знаний, 2015

Многостадийные синтезы сложных органических соединений различных классов, обладающих, как правило, важными свойствами (речь идет прежде всего 
о биологически активных соединениях природного происхождения), невозможны без тщательной и талантливой разработки синтетической стратегии, 
которая включает выбор не только исходных соединений и основных стадий 
процесса, но и принципов комбинации отдельных реакций для достижения 
наибольшей эффективности [1]. В связи с этим особое место занимают работы, посвященные созданию новых подходов (методологий) к синтезу целевых 
структур или так называемых «строительных блоков». Именно рассмотрению 
такого типа методологий посвящена и монография, перевод которой предлагается русскоязычному читателю. Она написана совместно с двумя молодыми 
соавторами профессором Л.Ф.Титце, имя которого хорошо известно по ранее 
изданной новаторской книге [2].
В монографии Л.Ф. Титце, Г. Браше и К.М. Герике сформулированы основные принципы методологии домино-реакций (такие реакции в литературе известны также как каскадные или тандемные) – многостадийных синтезов исходя из 
простых и доступных субстратов и реагентов в одну технологическую операцию 
(«однореакторно», «one-pot») без добавления в ходе процесса каких-либо дополнительных реагентов или катализаторов и без изменения условий его проведения (температуры, растворителя и т.п.). Эта методология предусматривает 
образование на первой стадии синтеза функционального производного, подвергающегося на последующих стадиях различным трансформациям. В конечном 
итоге такой многостадийный процесс приводит к желаемым продуктам. При 
этом не только значительно сокращаются расходы на осуществление реакций по 
сравнению с постадийными процессами, но и значительно уменьшаются экологические последствия синтеза, так как не требуется выделения промежуточно 
образующихся продуктов и их очистки.
В монографии детально рассмотрено значение домино-реакций в современном органическом синтезе. Следует иметь в виду, что из-за несогласованности 
терминологии большинство зарубежных и особенно отечественных авторов называет их каскадными или тандемными реакциями. Реакции классифицированы 
в соответствии с характером начальной стадии домино-процесса (катионные, 
анионные, радикальные, перициклические, фотохимические, катализируемые 

Предисловие к русскому изданию

Предисловие к русскому изданию

переходными металлами, окислительные или восстановительные, ферментативные реакции). Рассмотрены в основном домино-реакции, использующие одно или 
два исходных соединения. В случае трех и более исходных соединений реакции 
называются многокомпонентными, и им посвящена специальная глава (гл. 9). 
Цитируемая литература приведена по главам и охватывает публикации вплоть 
до 2006 г.; всего в монографии цитируется свыше 2200 источников, включая 
книги, обзоры, оригинальные статьи и патенты.
Этой монографии предшествовали обзоры проф. Титце [3–5]. О большом 
интересе ученых различных стран к данной методологии свидетельствует тот 
факт, что вместе с упомянутым выше обзором [5] около трети объема специального выпуска международного журнала Chemical Reviews, Vol. 96, No. 1 
(1996), посвященного современным проблемам и возможностям органического 
синтеза, занимают еще семь обзоров ведущих химиков Европы и Америки, в 
которых рассмотрены различные аспекты многокомпонентных реакций. Об этом 
же говорит и факт лавинообразного роста публикаций об использовании данной 
методологии в органической и биоорганической химии. Приведем здесь лишь 
ссылки на ряд обзоров [6–47] (большиство этих обзоров появилось уже после 
публикации книги). О разнообразии направлений применения домино-реакций 
можно судить по названиям перечисленных обзоров. К сожалению, ссылки на работы российских авторов в монографии Титце и сотр. практически отсутствуют 
В этой связи укажем, однако, на обзоры [47–49], по которым можно объективно 
судить об уровне отечественных исследований. Вместе с тем нельзя не признать, 
что российские авторы нередко ограничиваются разработкой методов создания 
так называемых комбинаторных библиотек, тогда как едва ли не в большинстве 
работ, рассматриваемых в книге Титце, описано использование домино-реакций 
в синтезах сложных соединений, причем это позволяет существенно облегчить 
получение многих важных природных веществ.
Можно не сомневаться, что перевод на русский язык монографии Л.Ф. Титце, 
Г. Браше и К.М. Герике, в которой дан анализ современного состояния и перспектив развития этой методологии тонкого органического синтеза, будет востребован широким кругом химиков-органиков и -биооргаников, а также студентами 
и аспирантами, специализирующимися в области органической химии.
Перевод выполнен Л.И. Беленьким (Введение, гл. 1, разд. 6.2–6.4 гл. 6, гл. 10), 
В.Н. Граменицкой (гл. 4, разд. 6.1 гл. 6, гл. 9), С.И. Луйксааром (гл. 3, 5, 7) 
и К.К. Пивницким (гл. 2 и 8).

Литература

1. 
В.А. Смит, А.Д. Дильман. Основы современного органического синтеза. – М.: БИНОМ. 
Лаборатория знаний, 2009, 750 с.

2. 
Л. Титце, Т. Айхер. Препаративная органическая химия. – М.: Мир, 1999, 704 с.

3. 
L.F. Tietze, “Domino Reactions: The tandem-Knoevenagel-hetero-Diels-Alder reaction and its application in natural product synthesis”, J. Heterocycl. Chem., 27, 47 (1990).

4. 
L.F. Tietze, U.Beifuss, “Sequential transformations in organic chemistry: A synthetic strategy with 
a future”, Angew. Chem., Int. Ed., 32, 131 (1993).

5. 
L.F. Tietze, “Domino reactions in organic synthesis”, Chem. Rev., 96, 115 (1996).

6. 
A. de Meijere, P. von Zezschwitz, S. Bräse, “The virtue of palladium-catalyzed domino reactions – 

Предисловие к русскому изданию

Diverse oligocyclizations of acyclic 2-bromoenynes and 2-bromoenediynes”, Acc. Chem. Res., 38, 
413 (2005).

7. 
C. Bruneau, “Electrophilic activation and cycloisomerization of enynes: A new route to functional 
cyclopropanes”, Angew. Chem. Int. Ed., 44, 2328 (2005).

8. 
A.F. Pozharskii, A.V. Gulevskaya, “Pyrimido[4,5-c]pyridazine-5,7(6H,8H)-diones: Marvelous substrates for study of nucleophilic substitution of hydrogen”, J. Heterocycl. Chem., 42, 375 (2005).

9. 
K. Harano, “Cascade reactions of unsaturated xanthates and related reactions: Computer-assisted 
molecular design and analysis of reaction mechanisms”, J. Pharm. Soc. Jpn. (Yakugaku Zasshi), 
125, 469 (2005).

10. G.S.C. Srikanth, S.L. Castle, “Advances in radical conjugate additions”, Tetrahedron, 61, 10377 
(2005).

11. K.C. Majumdar, P.K. Basu, P.P. Mukhopadhyay, “Formation of fi ve- and six-membered heterocyclic rings under radical cyclisation conditions”, Tetrahedron, 61, 10603 (2005).

12. K.C. Nicolaou, D.J. Edmonds, P.G. Bulger, “Cascade reactions in total synthesis”, Angew. Chem. 
Int. Ed., 45, 7134 (2006).

13. M. García-Valverde, T. Torroba, “Heterocyclic chemistry of sulfur chlorides – Fast ways to complex heterocycles”, Eur. J. Org. Chem., 849 (2006).

14. J.C. Valentine, F.E. McDonald, “Biomimetic synthesis of trans,syn,trans-fused polycyclic ethers”, 
Synlett, 1816 (2006).

15. M. Shipman, Synlett, “Methyleneaziridines: Unusual vehicles for organic synthesis”, 3205 (2006).

16. K. S. Feldman, “Modern Pummerer-type reactions”, Tetrahedron, 62, 5003 (2006).

17. B. Schmidt, J. Hermanns, “Ring closing metathesis of substrates containing more than two C–C 
double bonds: Rapid access to functionalized heterocycles”, Curr. Org. Chem., 10, 1363 (2006).

18. G. Lelais, D.W.C. MacMillan, “Modern strategies in organic catalysis: The advent and development of iminium activation”, Aldrichimica Acta, 39, 79 (2006).

19. C. Palomo, A. Mielgo, “Amide-based ligands for anion coordination”, Angew. Chem. Int. Ed., 45, 
7882 (2006).

20. K. Burger, L. Hennig, J. Spengler, F. Albericio, “Synthesis of partially fl uorinated heterocycles 
from 4,4-bis(trifl uoromethyl) substituted hetero-1,3-dienes via C–F bond activation and their application as trifl uoromethyl substituted building blocks”, Heterocycles, 69, 569 (2006).

21. H. Pellissier, “Asymmetric domino reactions. Part A: Reactions based on the use of chiral auxiliaries”, Tetrahedron, 62, 1619-1665 (2006).

22. H. Pellissier, “Asymmetric domino reactions. Part B: Reactions based on the use of chiral catalysts 
and biocatalysts”, Tetrahedron, 62, 2143 (2006).

23. D. Enders, C. Grondal, M.R.M. Hüttl, “Asymmetric organocatalytic domino reactions”, Angew. 
Chem. Int. Ed., 46, 1570 (2007).

24. F. Palacios, C. Alonso, D. Aparicio, G. Rubiales, J.M. de los Santos, “The aza-Wittig reaction: an 
effi cient tool for the construction of carbon–nitrogen double bonds”, Tetrahedron, 63, 523 (2007).

25. A. Padwa, S.K. Bur, Tetrahedron, “The domino way to heterocycles”, 63, 5341 (2007).

26. E.J. Lenardao, G.V. Botteselle, F. de Azambuja, G. Perin, R.G. Jacob, “Citronellal as key compound in organic synthesis”, Tetrahedron, 63, 6671 (2007).

27. H. Pellissier, “Asymmetric organocatalysis”, Tetrahedron, 63, 9267 (2007).

28. R. Ballini, A. Palmieri, P. Righi, “Highly effi cient one- or two-step sequences for the synthesis of 
fi ne chemicals from versatile nitroalkanes”, Tetrahedron, 63, 12099 (2007).

29. E. Schaumann, A. Kirschning, “Domino synthesis of carbo- and heterocycles involving a 1,3 or 1,4 
C→O silyl migration”, Synlett, 177 (2007).

Предисловие к русскому изданию

30. P. Langer, “Domino reactions of 1,3-bis(silyl enol ethers) with 4-(trialkylsilyloxy)benzopyrylium 
trifl ates”, Synlett, 1016 (2007).

31. M. Shindo, “Synthetic uses of ynolates”, Tetrahedron, 63, 10 (2007).

32. Y.-L. Shi, M. Shi, “The synthesis of chromenes, chromanes, coumarins and related heterocycles via 
tandem reactions of salicylic aldehydes or salicylic imines with α, β-unsaturated compounds”, Org. 
Biomol. Chem., 5, 1499 (2007).

33. M.C. Bagley, C. Glover, E.A. Merritt, “The Bohlmann–Rahtz pyridine synthesis: From discovery 
to applications”, Synlett, 2459 (2007).

34. L. Yin, J. Liebscher, “Carbon–carbon coupling reactions catalyzed by heterogeneous palladium 
catalysts”, Chem. Rev., 107, 133 (2007).

35. K.C. Majumdar, P.K. Basuy, S.K. Chattopadhyay, “Formation of fi ve- and six-membered heterocyclic rings under radical cyclisation conditions”, Tetrahedron, 63, 793 (2007).

36. K. Takeda, “Development of new synthetic reactions featuring tandem carbon–carbon bond formation”, J. Pharm. Soc. Jpn. (Yakugaku Zasshi), 127, 1399 (2007).

37. T. Montagnon, M. Tofi , G. Vassilikogiannakis, “Using singlet oxygen to synthesize polyoxygenated 
natural products from furans”, Acc. Chem. Res., 41, 1001 (2008).

38. N. Isambert, R. Lavilla, “Heterocycles as key substrates in multicomponent reactions: The fast lane 
towards molecular complexity”, Chem. Eur. J., 14, 8444 (2008).

39. X. Yu, W. Wang, “Hydrogen-bond-mediated asymmetric catalysis”, Org. Biomol. Chem., 6, 2037 
(2008).

40. V.E. Campbell, J.R. Nitschke, “Complex systems from simple building blocks via subcomponent 
self-assembly”, Synlett, 3077 (2008).

41. A. K. Lawrence, K. Gademann, “Aza-annulation strategies in alkaloid total synthesis”, Synthesis, 
331 (2008).

42. S.F. Kirsch, “Construction of heterocycles by the strategic use of alkyne π-activation in catalyzed 
cascade reactions”, Synthesis, 3183 (2008).

43. J.K. Lee, D.J. Tantillo, “Reaction mechanisms. Part (II). Pericyclic reactions”, Annu. Rep. Prog. 
Chem., Sect. B: Org. Chem., 104, 260 (2008).

44. K. Bur, A. Padwa, “The synthesis of heterocycles using cascade chemistry”, Adv. Heterocycl. 
Chem., 94, 1 (2007).

45. M. Ihara, “Cascade reactions for syntheses of heterocycles”, ARKIVOC, No. 7, 416 (2006).

46. A. Padwa, ”Cascade reactions of carbonyl ylides for heterocyclic synthesis”, Progr. Heterocycl. 
Chem., 20, 20 (2009).

47. В.П. Литвинов, «Каскадная гетероциклизация в синтезе производных тиофена и их конденсированных аналогов», Росс. хим. журн., 49 (6), 11 (2005).

48. В.А. Смит, М.И. Лазарева, И.П. Смолякова, Р. Кэйпл, «Новые возможности использования 
реакций электрофильного присоединения как метода “сборки” полифункциональных соединений из простых предшественников», Изв. АН. Сер. хим, 1862 (2001).

49. В.П. Литвинов, «Многокомпонентная каскадная гетероциклизация – перспективный путь 
направленного синтеза полифункциональных пиридинов», Успехи химии, 72, 75 (2003).

Л.И. Беленький

Возможность построения сложных молекул при небольшом числе стадий – 
давняя мечта химиков. На реальность подобных замыслов указывает природа, синтезирующая такие сложные молекулы, как палитоксин, майтотоксин 
и другие, достаточно легко и с высокой эффективностью. Ныне, с развитием домино-реакций, эта мечта становится для химиков-экспериментаторов 
едва ли не достигнутой, по крайней мере, частично. Сегодня эти новые 
представления вызывают очевидное изменение парадигмы органического 
синтеза, причем домино-реакции часто используются не только в фундаментальных исследованиях, но и в прикладной химии. 
Применение домино-реакций имеет два основных преимущества. Первое 
из них существенно для химической промышленности, поскольку уменьшается не только стоимость переработки отходов, но также затраты сырья 
и материалов. Второе преимущество – благоприятное влияние на окружающую среду, поскольку домино-реакции способствуют сбережению природных ресурсов. Не приходится поэтому удивляться, что эта новая концепция 
очень быстро была воспринята научным сообществом. 
Вслед за нашим первым общим обзором домино-реакций в 1993 г., который был опубликован в Angewandte Chemie, и вторым обзором 1996 г. 
в Chemical Reviews произошел «взрыв» публикаций в этой области. В настоящую книгу мы включили тщательно установленные последовательности 
реакций, опубликованные вплоть до лета 2005 г., а также отдельные данные 
некоторых важных более старых и новейших исследований, выполненных 
в 2006 г. Книга в целом содержит более 1000 ссылок. 
К сожалению, из-за недостатка места мы не смогли включить все исследования домино-реакций. Повсюду в этой книге термин «домино» используется для описания последовательностей реакций, и мы надеемся на понимание со стороны авторов включенных публикаций, если оригинальная 
терминология не применялась. Конечно, мы полагаем, что для лучшего 
понимания наиболее подходящей является единая концепция, основанная на 
нашем определении и классификации домино-реакций. Поэтому мы были 
бы весьма признательны всем работающим в этой области, если в будущем 
они станут использовать термин «домино» в случаях, когда в их реакциях 
выполняются условия такого рода превращений. 

Предисловие

Предисловие

Мы хотели бы выразить благодарность Джессике Фрёммель, Мартине 
Претор, Сабине Шахт и особенно Кате Шефер за постоянную помощь при 
написании рукописи и подготовке схем. Мы благодарим также д-ра Хубертуса П. Белла за разнообразные идеи и отбор статей, д-ра Сашу Хеллкамп 
за тщательный просмотр рукописи и полезные советы, а Сюн Чена – за 
проверку литературы. Мы хотели бы также поблагодарить издательство 
Wiley-VCH, особенно, Уильяма Х. Дауна, д-ра Роми Кирстен и д-ра Гудрун 
Вальтер за их понимание и помощь при подготовке книги. 

Гёттинген, лето 2006 г. 
 
 
 
   Лутц Ф. Титце
 
 
 
 
 
 
 
   Гордон Браше
Керстен М. Герике