02 - (2004) (1125801), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Для вторичных спиртов с замещением конкурирует элиминирование с образованием алкенов, которое становится доминирующим для третичных спиртов. Перегруппировки и изомеризации при замещении гидроксильной группы первичных и вторичных спиртов на хлор под действием тионилхлорида в присутствии пиридина или другого третичного основания при 0 ... — 10 С происходят в меньшей степени по сравнению с замещением с РВг, или РС15 в смеси с пиридином, хотя и не исключаются совсем: Б О С! 2 ~сн,>,ссн,он ' ~сн,~,ссн,с~ + (сн,>,с-сн,сн, пиридин (58%) С1 (42%) СНз ВОС1 СН,СН-СН-СН,— СН,СНСНСН, + СН,СН,-С-СН,, з~ ~ з пиридин — 51 ОН СНз — эфир, — 20 С С1 СНз(20%) (30%) С1 С) СН ОН ' Д СН С1 СН, КОС!2 пиридин- ОСН (91%) С1 ВОС1 ! СНзСН вЂ” СООС2Н5 — — ~ СНзСНСООС2Н5.
! пиридин, ОН -И С (95%) Получение алкилгалогенидов из сниргнов и квазифосфониевых солей Современные методы замещения спиртовой гидроксильной группы на галоген отличаются высокой регио- и стереоселективностью. В последние годы для этой цели наибольшее распространение получили квазифосфониевые соли — аддукты ароматических фосфинов с галогенами, тетрагалогенметанами или )ч-галогенсукцинимидом. Такие реагенты используют для региоселективного замещения ОН-группы в мягких условиях и с очень высокой степенью инверсии конфигурации. Трифенилфосфин образует стабильные комплексы с бромом и хлором.
Эти комплексы превращают спирты в алкилгалогениды. Метод особенно 252 удобен для вторичных и первичных спиртов, для которых можно ожидать изомеризации и перегруппировки. Замещение гидроксила на галоген поддействием комплексов(С6Н,)зР Вгз и (СьНз)зР. С!з отличается высокой региоселективностью: (СНз)зССНзОН+(СьН~)зР С1~з (СНз)зССНзС1+РИзРО+НС1. 150 С (92%) СНЗ СН3 75 'С сн,сн-снсн, (с,н,ьг 8,, сн,снснсн, 1 ДМФА 1 ОН Вг (44%) СНз + СНзСНзССНз+ РИзРО + НВг.
(1*5%) Вг + (СьНз)зР Вгз — е 150 'С диглим + РИ~РО + НВг. (62%) экзо-норборнилбромид ОН энг)о-норборнеол СН СН ОН СН СН Вг )с.,Г +(СвНз)зР Вгз — -~ ).г' ~,l + РИзРО + НВг. 20 С Д МФА (70%) Вг о о КОН + (СьНз)зр,, — ' КΠ— Р(СьНз)зВг + НВг, Вг е О' Вг + КОР(СьНз)з — ~ КВг + РИзР=О. Согласно этой схеме, конечным стереохимическим результа- том должно быть обращение конфигурации у асимметричного атома углерода, при котором происходит замещение гидрок- сила на галоген.
В первой стадии реакции спирт вытесняет галогенид-ион из ковалентно построенного соединения пятивалснтного фосфора с образованием ионного фосфониевого интермедиата или ковалснтного фосфорана. Затем этот интермедиат подвергается нуклеофильной атаке галогенид-ионом с отщеплением трифенилфосфиноксида, играющего роль уходящей группы: Спирты можно превратить в хлориды или бромиды при взаимодействии с трифенилфосфином и четыреххлористым или четырехбромистым углеродом: СН СН(СН,) СН, Р (С,Н5),Р + СВ СнзС1з, О'С ОН вЂ” В Снзсн(снг)зснз + Р(ззР=О + СНвгз.
Вг (90%) Н са; 8() с .а (СВН ВР+ СО В Р В + РВ,РО+ СНО ОН (57%) экзо-норборнилхлорид эндо-норборнеол СН СН (СН),Р Р Ссс ОН сал СН гераниол СН СН С1 + РйзР=О + СНС1з. СН геранилхлорид (82%) СН ОН НО-СН сна ( НО-СН О С Нз)Ч; О'С О +(СВНг) РВСН + РВР=ОРСНО . 0 0 О+ СН О-+СН СН (96%) СНз -С1 О' О Р)) Р-- ', Р)ззРСС1з а -са, Механизм этой реакции более сложен. Мягкий нуклеофильный агент трифенилфосфин атакует тетрахлорид углерода по атому хлора как мягкому электрофильному центру этой молекулы. Анион С!зС вЂ” хорошая уходящая группа, так как хлороформ является достаточно сильной С вЂ” Н-кислотой (гл. 3, ч. 1): Ь+ Р))зр: + С1СС1з — Рг)зР .. С1 ...
СС1з В присутствии первичного или вторичного спирта образуется ал- коксифосфониевая соль: 5+ Б- Р!ззр--С!--СС13 Р!ззР... С! ... С!з + КОН вЂ” ~ О о о — РИ,РОК + СНС!, + С! Хлорид-ион атакует атом углерода в катионе трифенилалкоксифосфония с образованием первичного или вторичного алкилхлорида и трифенилфосфиноксида: о о~ Ю,у2 а + КОРР!з» КС! + Р!тзР=О.
Последняя стадия представляет собой обычное бимолекулярное нуклеофильное замещение, движущей силой которого является образование стабильного трифенилфосфиноксида. Для интермео~ о диата Р!ззРОК, С1 обычно принято строение фосфониевой соли с хлорид-ионом в качестве противоиона. Однако во многих случаях более обоснованной является структура ковалентного фос- ОК форана РйзР~ с пятикоординированным атомом фосфора. С1 Такая структура доказана для пространственно затрудненных спиртов — неопентилового, эндо- и экэо-норборнеолов, холестерина и др. В любом случае превращение спирта в алкилгалогенил протекает с обращением конфигурации.
Однако возможен иной механизм превращения спирта в алкилгалогенид при взаимодействии трифенилфосфина, спирта и СС14. Фосфониевая соль Р!ззРоСС!з, СГ, получающаяся из трифенилфосфина и СС14, может реагировать со второй молекулой трифенилфосфина с образованием илида фосфора (гл. 1б, ч. 3) и дихлорида трифепилфосфина: о+ о Р!ззР: + Р!ззРСС1з С1 — Р!тзР=СС1з + Р!ззРС1в илид фосфора Алкоксифосфониевая соль может получаться при взаимодействии илида и трифснилфосфиндихлорида со спиртом: о о о' о Р!т Р= СС! + Р!з,РС1 + КОН Р!з РСНС1 С1 + Р!1 РОК С! Далее предлагается следуюшая последовательность превращении: о о Р()зРСНС)з С1 а РйзР— — ) Р()зР=СНС! + Р)тзРС))з КОН О о о о — ~ Р()зРСНзС) С1 + РЬзРОК С1 О о о)у2 Р()зРОК + С1 — — ~ КС1 + Р)ззР= О.
Илидный путь более вероятен в малополярной среде. Процесс в целом характеризуется достаточно высокой региоселективностью замещения гидроксила на галоген для одноатомных и многоатомных спиртов. Реакционная способность понижается в ряду первичный >вторичный>третичный спирт. Гидроксильная группа у первичного атома углерода может быть селективно замещена на хлор при наличии вторичной спиртовой группы. Этот метод получил поэтому особенно широкое распространение в химии углеводов и многоатомных спиртов. Наиболее высокой региоселективностью замещения спиртового гидроксила на галоген отличается метод, где в качестве исходного реагента используется комплекс (СбН5)зр с СС15СООСзН5 или комплекс (СбН5)зР с СС!зСХ, например: СНз(СНз)л — СН вЂ” (СНз)4СНз+Р(СбН5)з+ СС15СООСзН5 — — ' ОН вЂ” ' СНз(СНз)4 — СН вЂ” (СНз)1СНз+ Р!ззР=О+ СНС1зСООСзН5, (83%) С1 с))с-с)) — с)) — )сС),с)), )с,н,),Р+ сс),с)) 1 ! СНзСХ, 20 'С СН, ОН С1 — СН5СНСН(СН2)4СНз + СНзС вЂ” СН,(СНз)4СНз + 1 СНз С1 (40%) СН (О,! %) + РйзР=-О + СНС1,СМ; (СНз)зССНзОН+ (СбН,)зР+ СС!зСООСзН5 — (СНз)зССНзС!+ 90 'С (95%) + Р))зР=О + СНС!2СООСзН5, СН С1 ) ! Ч вЂ”,сн + )с,н,),Р + сс),с)) с — -снсн, + ОН б -"' ' С(),С1,, 20-С + Р))5Р=О + СНС1зСХ.
25б Замещение гидроксила в (5)-2-октаноле происходит с 95%-м обращением конфигурации. Замещение гидроксила на хлор с помощью системы трифенилфосфин — четыреххлористый углерод и трифенилфосфин— СС1зСООСгН, в первичных аллиловых спиртах происходит практически без аллильной перегруппировки: СН СН, СС14, 50 С СНт СНз +(сн>Р сс! ' с=с Н СН ОН Н СнгС! (100%) О СН ОН П СНгС1» 0 15 С сн — с — с — сс, + (с,н,ср+ сс1,ссй, Н СН Снг=С вЂ” СН вЂ” СНз + С!СНг — С вЂ” СНСНз ! (92%) (2%) СНгВг СН ОН 1)(СьН )гР— )ЧВБ, ДМФА, 50'С (бб%). АсО ОСН ОАс 2НСНзСО)гО ОСН, ОН 257 9-.
г778 Н Н СНгОН 3 н~ à — + СНз — СН вЂ” СН=СНг . СНгС! 3 С1 (98%) (0,5%) Отсутствие аллильной перегруппировки для первичных аллиловых спиртов выгодно отличает этот метод от других способов замещения гидроксильной группы на галоген. В некоторых случаях вместо комплекса (Сьнг)зр.на1г или трифенилфосфина с четыреххлористым углеродом удобнее в качестве источника положительно заряженного галогена» использовать Х-хлор- и Х-бромсукцинимид, особенно при селективном замещении первичного спиртового гидроксила в присутствии вторичного: Известны многочисленные разновидности этой реакции, где вместо трифенилфосфина используют более основные и реакционноспособные трис(диалкиламино)фосфины, среди которых наибольшее распространение получил [(Снз)зХ)зР.
Применение этого реагента позволяет в очень мягких условиях вводить в реакцию и другие нуклеофильные агенты: ТГФ; 25'С .С,НисН-свен~ ЕСН,>,М1,Р г Са, [ ОН вЂ” в- и-С5Нн — С-С=СН + [(Снз)зЩзР=О + СНС15, С1 (б2%) СНз сн 1) [(СНз)зХ[зР, СС14, ТГФ„-30 'С СбН5-С-СН2ОН 2)Х(с Н,)! бн5 ' ж снз 4 л сн (7()%) Получение алкилгалогенидов нри замещении сульфонатной грунны в алкилсульфонатах на галоген Этот метод широко используется для замены гидроксильной группы в первичных и вторичных спиртах на фтор, хлор, бром или йод. С этой целью спирты предварительно этерифицируют с помощью хлорангидридов сульфокислот, обычно и-толуолсульфохлорида (тозилхлорида), метансульфохлорида или трифторметансульфохлорида: О О 1( риа;и с 0 О' О КОН+ н-СН С Н вЂ” Б — С1 — -~ н-сн5сбН.Я вЂ” ОК + С5Н5ХНС1, збл "'6 О О кон + кчо,п вою,к~ с,н,мнп .
ДМФ; пиридин, О О 0'С Остаток и-толуолсульфокислоты или другой сульфокислоты является превосходной уходящей группой, и подобно хлорсульфиту, легко замещается в мягких условиях под действием галогенид-иона. Алкилсульфонаты в отличие от хлорсульфитов КОБОС1 и алкилдибромфосфитов КОРВгз легко могут быть выделены и очищены.
Замещение тозилоксигруппы на галоген обычно осуществляется в ДМФА„ДМСО или ацетоне и сопровождается полной инверсией конфигурации: 255 Вг ДМСО; 25 С 1 сн,сн,снсн,сн, + н,н, ' сн,сн,снсн,сн,; ОТз ! (85%) СН СН 1) СНзьО2С1; ДМФА; С5Н5Х ОН 2)1.1С!; ДМФА, 0 — 20 'С СН гераниол з СН СН (100%); С1 СНЗ геранилхлорид сссн Нот стснс1 + нот. 'о(а! ацетон; 0 — 20 С Для аллильных спиртов замещение сульфонатной группы на галоген, как правило, сопровождается перегруппировкой. Доля продукта перегруппировки зависит от структурных факторов и условий проведения реакции, при низких температурах реакция протекает более региоселективно: КСНСН СН 1) СНз5О2С1; С5Н5)Ч 2)1тС!; ДМФА, 20 'С ОН К СН вЂ” СН вЂ” СН2 + КСН вЂ” СН-СН2С1 1 С1 (73%) ( 6%) к=сн, к=(сн,),с (27%) (94%) В последнее время для получения алкилгалогенидов из алкилсульфонатов и других алкилгалогенидов широкое применение нашел метод межфазного катализа.
Метод межфазного переноса реагентов с использованием в качестве катализаторов фазового переноса четвертичных солей аммония, краун-полиэфиров и криптандов не имеет преимуществ по сравнению с обычным замешением при получении алкилйодидов и алкилбромидов. Однако он оказался исключительно эффективным для получения первичных и вторичных алкилхлоридов и первичных алкилфторидов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
