03 - (2004) (1125802), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Ф )Чаон О Нзо'бОС а 3 ~ 'Н 3 О 8 О )часо СН ОН 3 Н вЂ” С вЂ” Н + СНС НОСЯ-6 — с ~82%~. 3 СН СН араон ! СНЗСН2снзсно . СЬН5СН=СН вЂ” сн=с Н,О; 20С (55%) СьНЗСН=СН + СНО 128 В классических условиях альдольной конденсации в водном растворе гидроксида натрия из смеси двух алифатических альдегидов в общем случае получаются все четыре возможных альдоля. Чтобы перекрестная альдольная конденсация была препаративно полезна, реакция должна быть строго селективной. Это возможно тогда, когда один компонент выполняет роль только нуклеофильного агента, а другой — только карбонильного акцептора. Некоторые следствия из этого ограничения очевидны.
Ароматические и гетероциклические альдегиды, так же как и формальдегид, выполняют роль карбонильной компоненты в перекрестной альдальной конденсации, поскольку они не содержат водорода при а-углеродном атоме: Перекрестная (смешанная) альдольная конденсация ароматических альдегидов с кетонами, приводящая к образованию а, ~3-ненасыщенных жирноароматнческих кетонов, известна под названием реакции Кляйзена — Шмидта: О О ОН )ЧаОН )1 СН 1) 1 ) +сбнсс ~ ~ ) СН Ф~ НтО 1 )ЧаОН ~Н 10С ~ ~ ~ 25 С 5 часов 10 дней (100%) О А „СН (76%) О ХаОН О с " 20'С 2) сьн~с..
+ СНЗссбн~ С~Н5СН=СН-С вЂ” ссн5 (35%) Н3С .уО Снз НС СН О У С сн,6сн, сн с н сн сн Ннн) псеалононон Перекрестная альдольная конденсация карбонильных соединений в протонной среде (вода, спирт), катализируемая гидроксид- или алкоксид-ионом„имеет ограниченную область применения, если конечной целью является получение самого альдоля. Это определяется целым рядом причин. Константа равновесия для конденсации кетонов в воде не благоприятствует образованию альдоля. Для несимметричных кетонов в образовании альдолей принимают участие оба изомерных енолят-иона, что приводит к образованию сложной смеси продуктов.
Эта же неопределенность сохраняется и для конденсации двух различных алнфатических альдегидов или для пары алифатический альдегид — алифатический или алициклический кетон. Кроме того, образование альдоля в протонной среде сопровождается дегидратацией в а, Р-ненасыщенный альдегид или кетон и скорее может рассматриваться как метод получения именно этих соединений. В 5 230 129 О уО ЛДА ТГФ К ОЬ1 'сн — с', с~ ~~к — 78'С ну ~ з ТГФ; — 78'С К ЬЬ К' , С , К' О ОЬ1 Нзс П Ь1Х(сэнз-1 ) ТГФ Нэс~ ':сн — с — сн, ~ сн — с=сн, НС вЂ” 78С НС 1) Епйг2 2) СнзсНО; — 78'С н,с О сн — с — сн -сн — сн 1 3 нс ОН (75%) З) Н О вЂ” )ЧН С1; О'С Вместо литиевых и цинковых енолятов в смешанной альдольной конденсации можно с успехом использовать еноляты бора— винилокснбораны: 130 последние годы разработаны эффективные методы прямой региоселективной перекрестной альдольной конденсации с использованием литиевых, борных, кремниевых, цинковых и других енолятов в апротонной малополярной среде (ТГФ„ДМЭ и др.) при Π— ( — 78 С) в условиях строго кинетического контроля.
Один из компонентов нацело превращается в литиевый енолят при взаимодействии с ЛДА или Ь(Х(Я(снз)з)з при — 78'С, т.е. в условиях, исключающих изомеризацию литиевого енолята. Введение другого кетона или альдегида, выполняющего роль карбонильной компоненты, приводит к образованию исключительно смешанного альдоля, так как присоединение енолят-иона протекает быстрее, чем перенос протона между литиевым или цинковым енолятом н карбонильным акцептором. Движущей силой такой «направленной» альдольной конденсации является образование шестичленного стабильного хелатного комплекса, в котором катион лития или цинка связывает енолятную и карбонильную компоненты: Нзсг~ .
СгНз В. / К' ОВ(СгНз)г О + 4 !! К 40 '0 К К ,) — С' К вЂ” С вЂ” )~ — ~- 3 С. ~С~ Кз 'Кг 4 ОН О нго К4 ! !! —,С С К С К к 'к' .ОВ(саНз)г з 10 н () ТГФ и-СаНзсН=С + С4Нз — 6 — Н— С6Н5 го с ОВ(саНз)г О ОН 0 ! Ф Н,О ! ф С„Нз — С вЂ” СН вЂ” С вЂ” С4Нз С4Нз — СН вЂ” СН вЂ” С вЂ” С4Нз ! ! 0 — 5С ! Н С4Нз С4Нз (98%) Борные еноляты получаются при взаимодействии карбонильных соединений с диалкилбортрифторметансульфопатом: (и-СаНз)зВ + СрзЗОзН а (СаНз)гВОЗОгсрз + СаНм, О К г ТГФ; — 78*С К К СН=С + СРзб(Уз и)Н(сгНз)з .
ОВ(саНз)г Другой метод получения винилоксиборанов — сопряженным присоединением триалкилборанов к а, р-ненасыщенным кетонам описан в гл. 1б: ,0 ОВК КзВ + СНг=СН-С. — 3 КСНгСН=С. СН, СН, 131 Превосходные результаты для получения единственного продукта при смешанной альдольной конденсации достигаются с силиловыми эфирами енолов в качестве нуклеофильного агента при катализе реакции Т(С1, в качестве кислоты Льюиса и хелатируюшего агента при — 50 — ( — 78'С).
О81(СНЬ Ф~ 1) Т!О»' СН2С12' — 78 С О " г) НО;аС (92%) 1 О81(СН,), О ОН О ! 1) Т(С14,' СнзОр', -78'С ! 2) НО;0'С СнзСН2С»нг (70%) Современные модификации альдольной конденсации позволяют чрезвычайно широко варьировать природу обоих реагентов: и енолята, и карбонильного соединения. Помимо литиевых, борных, цинковых и кремниевых енолятов можно применять эти же производные иминов, гидразонов и оксимов, например: 0 0 !! НО (С»н~)2С вЂ” Снз — С вЂ” СНЗ . (С»Н»)~С-Снз-С вЂ” Сн~ О1л Н (64%) Альдольная конденсация может приводить как к трео-, так и к эритро-стереомерам альдолей.
В классических условиях в водном растворе гидроксида натрия или калия обратимая альдольная конденсация подчиняется термодинамическому контролю, где преобладает более стабильный трео-изомер альдоля: 132 НзС, 1) ЛДА; — 78'С; эфир 2)(С»Н5)2С=О ОН СН ! С»Н5 треьиаомер ,ом,о КСН=С + КС, о он о Кз аримро лзомер С другой стороны, в условиях строгого кинетического контроля конфигурация альдоля определяется конфигурацией енолята. У-Енолят дает эрипцю-изомер, тогда как Е-енолят при присоединении к карбонильной группе дает трео-изомер альдоля: О но 2 1 М Л-енолат О ОН !! — 1м С зриеро-альдоль К К К К' О нто 1 М Е-елолат О ОН !! — -м С л треа альдоль К 1ЗЗ ОМ О С=С + КС / Н К Н ,ОМ О С=С + КС К'~ К' Н Н о он !! о н,о Р М К '~' К К2 Кинетический контроль выполняется для альдольной конденсации с участием енолятов лития, и особенно бора, в апротонной среде при низкой температуре, для которых конфигурация енолята сохраняется в продукте конденсации с альдегидом или кетоном.
Так, например, литиевый енолят этилтретбугилкетона У- конфигурации при взаимодействии с бензальдегидом в ТГФ при — 78'С в течение всего 5 — 10 с дает альдоль исключительно эритро-конфигурации: О !! ((-Сзнз)зМл; Сз( С ссн,н Сн СН~ С( Н 1ТФ; — 78'С НзС С з з з)з ! ОЫ ОН О СаНзснО ТГФ; — 78'С С Н Сн С(СНз)з СН, эритро-изомер Конденсация бензальдегида со смесью Е- и У-изомеров з.з-енолята этилмезитилкетона приводит к образованию трао- и эритро-альдолей, соотношение которых равно соотношению Е- и Я- енолятов: ОН,С / ~ (иСЗН7)2) (н з сн,сн,с сн, ТГФ; -78'С НС (2О Нзс );О Нзс — Н С~~с Снз + НзС ~с Снз з 1 1 СН Н С Н У-изомер (8%) Е-изомер (92%) ОН НЗС Он НзС СанзсНО ° Н 6 в О /~сн, ° с,н,с ~~сн, СН НзС СН Нзс эритро-альлоль (8%) трао-альлоль (92%) 17.5.2.
СЛОЖНОЭФИРНАЯ КОНДЕНСАЦИЯ КЛЯИЗЕИА и РОдственные РеАкции Енолят-ионы сложных эфиров являются близкими аналогами енолят-ионов альдегидов и кетонов. Подобно тому как енолят-ионы ааьаегидов и кетонов присоединяются по карбонильной группе карбонильных соединений с образованием альдолей, енолят-ионы сложных эфиров присоединяются по карбонильной группе сложного эфира. Принципиальное различие этих двух родственных по своему механизму конденсаций заключается в том, что в сложноэфирной конденсации есть уходящая группа ОН (ОС2Н1 ), при отщеплении которой образуется 1,3-кетоэфир: О СН,=-С вЂ” ОС,Н, + С2Н5ОН; ОС2Н5 О ОО О + О',~ ) Снзс, + СН -- С Ос Н Снз — С-СН2-С вЂ” Осзнз ОС,Н, Осзнз О~~) О ! !! о о 3) Снз — С-СНг С ОС2нз ~ —— — СН1ССН2С.. + Осгнз; ОС,Н, Осзнз 0 О 4) СН1ССН2С,, + ОС2Н1 ~ ~~ СН1~.=-СНС~~ + НОС2нн Такой процесс невыгоден термодинамически, поскольку реакция эндотермична.
Это неудивительно, если принять во внимание, что равновесие первых трех стадий смещено влево и только в заключительной стадии положение равновесия благоприятствует сложноэфирной конденсации, так как рК, ацетоуксусного эфира (11) значительно ниже, чем рК, этанола (15.9).
Однако в первой стадии равновесие почти нацело смещено влево вследствие того, что рК, сложного эфира (рК, = -25) гораздо выше, чем у этанола. Поэтому дейтероводородный обмен этилацетата с С2Н501), катализируемый этилатом натрия, идет очень медленно и 50% обмена достигается только через две недели при 25 С в 0,1 М растворе. 135 Сложноэфирная конденсация была открыта в 1887 г. Л. Кляйзеном, который при кипячении этилацетата с сухим этилатом натрия, не содержащим сольватного спирта, получил после подкисления реакционной смеси уксусной кислотой ацетоуксусный эфир с выходом 75%: О О 1) СзНзОХа; 8 час; 80'С !! !! 2СНзСООСзНз СНз С-СН2-С вЂ” ОС Н (75%) Из приведенного выше механизма сложноэфирной конденсации ясно, что сложный эфир должен содержать по крайней мере один атом водорода при а-углеродном атоме для того, чтобы могли реализоваться стадии (1), (2) и (3)„и два атома водорода — чтобы реализовать стадию (4).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
