Traven__39__39_Organicheskaya_khimia_39_ _39__Tom_2 (1125752), страница 59
Текст из файла (страница 59)
О сн,-н=и.' циклогексанон циклогелтанон метилен- (65%) цнклогексаноксих (л)гимесь) Реакции циклоирисоедииеиии Диазометан и другие диазоалканы обнаруживают также реакции, характерные для 1,3-диполярных соединений (см. подробнее об этих реакциях в разд. 5.4). Реакция с диметил-2,3-диметилмалеатом: СНз е СНЗ~СООСНЗ + Снг —.»=~: СООСНЗ Х=Х ,~нз Н2С Сйи СООСНз ! ьс СООСН + Хг, з Снз"""~ 3 СНЗ" СООСНЗ СНЗООС Реакция с диметил-2,3-диметилфумаратом: СНз е СНЗООС 7 Сооснз + СН2 Х вЂ” Х СН, Х=Х СНз СНЗООС СНЗ СНз 2, ьь,,:" СНЗООС„...~ СООСНЗ СНЗ 426 Глина 24, Диазос<зединения Как видим, реакция протекает стереоспецифично как спн-присоединение. Термолиз (или фотолиз) промежуточно образующегося аддукта— производного пиразолнна — с хорошим выходом дает соответствующий циклопропан. 24.3.3.
Реакция Аридта-Эйстерта Диазометан гладко реагирует с хлорангидридами карбоновых кислот с образованием а-диазокетонов. а-диазокетон хлормстан В качестве растворителя применяют высококипящий спирт (бензиловый спирт, 2-октанол и т, д.). а-Диазокетоны значительно стабильнее диазоалканов, поскольку возможна их дополнительная резонансная стабилизация с участием С=О-группы. О :О: !! е е е Гх — С вЂ” СН вЂ” )х)=)х): Гх — С=СН вЂ” )х)=)х! Тем не менее и диазокетоны отщепляют азот при их нагревании до )60-! 80 'С в высококипящем спирте (бензиловый спирт, 2-октанол) в присутствии катализатора [соль серебра Аф1)! или при облучении.
О 0 е е, де И вЂ” С вЂ” СН=)х!=Х: а Гх — СН=С=О + )х! . а-диазокстон алкилкетсн Гидролиз алкилкетена с количественным выходом дает карбоновую кислоту, содержащую более длинную углеродную цепь по сравнению с исходным хлорангидридом. ФО + НзО Гя — СНз — С ОН карбоноаая кислота Гх — СН=С=О алкилкетеи Превращение карбоновой кислоты в ее ближайший гомолог взаимодействием хлорангидрида с диазометаном, перегруппировка образовавшегося ф Рх — С + 2 СНзХз С! диазомстан хлорангидрид О д О, о И вЂ” С вЂ” СН вЂ” )х!=)х): + СНзС! + )хЬ. 427 Задачи диазокетона в кетен и превращение последнего в кислоту получили название «реакции Аридта-Эйстерта» (1927 г.) Стадия превращения диазокетона в кетен имеет самостоятельное значение и носит название «перегруппировка Вольфа» (1912 г.).
ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ Азососдииснне — органическое соединение, которое содержит азогруппу — Н=Н вЂ”, связанную с двумя углеводородными заместителями. Арндта — Эйсгсрта реакция — реакция удлинения цепи углеродных атомов карболовой кислоты на один углеродный атом с использованием диазометана. Диазососдиысиие — органическое соединение, которое содержит группу -Н=Н вЂ” Х или =Нз, связанную с одним атомом углерода углеводородного замссгнтсля. Дыазоиыя соль — органическое соединение, которое содержит диазонисвую группу, связанную с углеводородным заместителем.
Диазотнровапие — взаимодействие первичных ароматических аминов с питритом натрия в присутствии минеральной кислоты. Заыдмсйера реакции — замещение диазогрупны на С1, Вг или СН-группу в присутствии солей одновалснтной меди. ЗАДА ЧИ Задача 24Л. Предложите, каким образом бензойную кислоту можно превратить в фснилуксусную кислоту.
Задача 24.2. Покажите схему превращений, которые претерпевает анилин в условиях реакции диазотирования с последующим изменением рН диазораствора от 3 до 1О. Задача 24ан Какую минеральную кислоту следует применить для превращения л-толуидина в л-крезол по реакции замещения диазогруппы на гидроксигруппу. Напишите соответствующие реакции. Задача 24.4. В каких превращениях беюолдиазоний-иона в качестве промежуточной частицы выступает фенил-катион? Приведите реакции, согласующиеся с фактом его образования.
Задача 24чй Приведитс примеры реакции Зандмсйера. Какую роль в этой реакции вьь ыолняют частицы катализатора? Напишите реакции, подтверждающие се механизм. Задача 24.6. Предложитс оптимальный способ превращения и-толуиловой кислоты в 4-мстил-2-хлорбензойную кислоту. СНз СН ф — ~1 СООН СООН л-толуиловая 4-метил-2-хлор- кислота бснзойная кислота 428 4 лава 24. Диазосоединения Задача 24.7. Предложите оптимальный способ превращения '4С-беизойной кислоты в '4С-и-нитробензойную кислоту. СООН СООН б — ф ~4С бснзойная МО кислота ~4С л-нитробензойная кислота Задача 24.8. Предложите оптимальные схемы следующих превращений: СН3 СН3 НН3 Юз а) ! ) г) )цН3 Вг Вг СН, Снз в) СН С,Н, СООН Задача 24ЛО.
Предложитс оптимальные схемы следующих вревращений: а) и-фторацетофенона из бензола; б) 3,5-димстил-2-фтор-!-хлорбензола из м-коппола; в) 2-греги-бутилхлорбензола из бензола; г) пндимстиламинометил)бензонитрила из бензола. Задача 24.11. Завершите следующую реакцию: ~6~5~3 с) СНЗСОСН СООСзН3 Напишите резонансные структуры продукта. Задача 24.12.
Почему бензолдиазоний-ион рассматривается в качестве активной формы, бенюлдиазогидрат — в качестве пассивной формы, а бензолдиазотат — в качестве неактивной формы диазосоединения? Напишите взаимные превращения названных частиц. Задача 2448 Предложите оптимальную схему синтеза из и-ннтроанилина следующих соединений; а) 3,4,5-триброманилина; б) 2,6-дихлор-4-нитроанилина; 429 24.4. Механизмы вкуса н запаха. Сладкие органические асннества 24.4. МЕХАНИЗМЫ ВКУСА И ЗАПАХА.
СЛАДКИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА В нашем организме имеются специфические рецепторы, способные различать органические вещества, обладающие вкусом или запахом. Механизмы вкуса и запаха в основных чертах аналогичны механизму действия некоторых лекарств. Неудивительно, что среди этих механизмов наиболее подробно изучен механизм действия сладких веществ. Именно проба сладкого позволяет каждому на собственном опыте убедиться: — каким образом то или иное органическое вещество действует на наши рецепторы; — каким образом эти рецепторы могут достигать «насыщения», когда увеличение степени сладости уже не сказывается на нашем ощущении; — почувствовать, что представляет собой адаптация рецептора (первый глоток сладкого напитка кажется слаще второго). Проблема сладкого вкуса оказалась интересна тем многообразием структур, которые создают ощущение сладости.
Ниже показаны структуры некоторых «сладких» и «горьких» молекул, СН,ОН НО сн,он но Х-~~о НО СН2ОН б-)з-фруктофураноза (гг-фруктоза) ОН а-))-глюкопираноза (О-глюкоза) Н ОН ОН 1 сахароза — ОН осн, (Е)-анизальдоксим (имееиг горький вкус) осн, Ю-анизальдоксим (имеет сладкий вкус) сахарин 4З0 Глввв 24. Диазососиинснии соон соон Нзы гэ-фенилаланин (имеет сладкий вкус) Е-фенилаланин (имеет горький вкус) Это многообразие предъявляет соответствующие требования к модели «сладкого» рецептора. В ходе изучения механизмов вкуса был предложен ряд моделей. Одна из них основана на том, что все вещества сладкого вкуса содержат донорную и акцепторную группы, способные к образованию водородных связей.
Эти группы обозначают АН и В соответственно. Они располагаются на расстоянии от 2,5 до 4,0 А одна от другой. Предполагается, что и рецептор должен содержать группы с аналогичными свойствами. Эта простая модель, предложенная в 19б7 г., впоследствии неоднократно уточнялась. Было введено требование о пространственном барьере, поскольку многие О-аминокислоты имеют сладкий вкус, а соответствующие (.-аминокислоты его не имеют.
Наиболее полной моделью рецептора сладкого вкуса в настоящее время является восьмиточечная модель («е!дЛ1-в!ге» модель), предложенная И. Тиити и К. Оофре (!991 г.). Эта модель предполагает наличие восьми взаимодействий типа водородных связей и ван-дер-ваальсовых сил между сладкой молекулой и рецептором. Указанные взаимодействия способствуют образованию короткоживущего комплекса, который и обеспечивает генерацию сигнала, поступающего затем через нервную систему в мозг. Конечно, не каждое сладкое соединение обеспечивает все требуемые восемь взаимодействий с рецептором сладкого вкуса. Чем больше наблюдается таких взаимодействий, тем большая интенсивность сладкого вкуса достигается.
Основываясь на восьмиточечной модели, химики смогли синтезировать сакроновую кислоту, которая по интенсивности сладкого вкуса в 200 000 раз превышает сахарозу. Следует подчеркнуть, что поиск новых сладких веществ актуален не только для изучения зависимости между строением органических соединений и их свойствами. Заменители сахара в ряде случаев необходимы тем людям, кто по медицинским показаниям не может пользоваться обычным сахаром. Речь идет прежде всего о больных диабетом. Кроме того, расщепление природного сахара в организме человека сопровождается выделением значительного количества калорий, а эти калории при нарушении обмена веществ способствуют накоплению жировых отложений (см. подробнее об этом в разд. 26.4). В противоположность углеводам заменители сахара не обладают способностью расщепляться в физиологических условиях с выделением энер- 431 24.4, Механизмы вкуса и запаха, Сладкис органические вспгсства гни.
Вместе с тем при использовании заменителей сахара также возникают свои проблемы. Сахарин, длительное время рекомендовавшийся для замены сахара в пище, как в настоящее время установлено, способен вызывать онкологические заболевания. Аспаргналг, который примерно в 100 раз слаще сахара, безвреден, и его часто рекомендуют в качестве заменителя сахара.
Однако он неустойчив в водных растворах и при нагревании. Этих недостатков лишен алипзам, чей сладкий вкус в 2000 раз интенсивнее вкуса саха- розы, О О СООН Н гхН2 м ОН Н )х) „СООН Н""' О О аспартам (азрапагпе) алитам (а1лагпе) ,.СЭ 1 НгС,.„С „ / НООС Н сакроновая кислота 1зпсгопоп)с асЫ) гернандулцин (Ьсгпапг)п1с)п) Вследствие токсичности ряда синтетических заменителей сахара значительное внимание уделяется поиску новых сладких соединений природного (а точнее, растительного) происхождения. Некоторые из таких соединений уже приобрели и коммерческое применение. Среди новых заменителей сахара растительного происхождения обращает на себя внимание гернандулцин, 432 Глинн 24.
Диазосоахинения Это соединение имеет, по крайней мере, три точки, потенциально способные контактировать с рецептором сладких молекул: оксогруппа, гидроксигруппа и двойная связь боковой цепи. Оно примерно в 1000 раз слаще сахара. Его несомненным преимуществом является значительно более простое строение по сравнению с другими синтетическими «сахарами». Открытие и изучение гернандулцина дают основание надеяться, что в природе существуют и другие сравнительно простые структуры, имеющие сладкий вкус. Соединения, которые наряду с атомами углерода содержат в цикле один или несколько гетероатомов, называют гетероииклическиии соединениями, Хотя гетероциклические соединения чрезвычайно разнообразны, в этой главе рассмотрены лишь наиболее распространенные гетероароматпические соединении, содержащие в ароматическом цикле гетероатомы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
