03 - (2004) (1125802), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Поэтому сложные эфиры типа КзСНСООСНзСНз не вступают в конденсацию Кляйзена, катализируемую алгоголят-ионом как основанием. Для такого сложного эфира не может реализоваться последняя стадия, поскольку конечный продукт КзСНСОСКзСООСНзСНз не содержит «кислых» атомов водорода при сг-углеродном атоме и рХ, такого 1,3- кетоэфира -20. Однако эта реакция осуществляется при помощи намного более сильного основания, такого, как гидрид натрия: <сн,оснсоос,н, О О 1 ХаН; и -то оа !! !! (СНз~СН вЂ” С-С(СНзЬ-С вЂ” ОС2Нз (58%). Оптимальным основанием для сложноэфирной конденсации служит гидрид натрия в эфире или толуоле. Смешанная перекрестная конденсация двух сложных эфиров, имеющих атомы водорода при сс-углеродном атоме, в общем случае приводит к образованию смеси четырех 1,3-кетоэфиров: двух симметричных и двух несимметричных.
Эту смесь трудно разделить на компоненты, поэтому раньше в смешанной конденсации Кляйзена в качестве карбонильной компоненты использовали только такие сложные эфиры, у которых нет нактивныхн а-атомов водорода. Этому условию удовлетворяют АгСООСНзСНз' С (ОЕ1)з' НСООСНзСНз' (СНз)зССООСНзСНз. В качестве карбонильной компоненты в перекрестной сложно- эфирной конденсации особенно эффективен диэтилоксалат и диэтилкарбонат. Открытое И. Вислиценусом (1894 г.) декарбо- 136 нилирование оксоалкильных производных сложных эфиров при 150-170'С открывает удобный путь синтеза монозамещенных малоновых эфиров: 0 0 с„н„сн,с~ ~сн, ~о ор ОС' Н Н 0 — н СмН55С ОС5Н5 — -~ Сь5Н55СН(СООС5Н5)5+ СО 1 / ~ 150*С 1б 33 ~, 2 5 (68%) Современный вариант перекрестной конденсации Кляйзена заключается в С-ацилировании литиевых енолятов сложных эфиров в очень мягких условиях в ТГФ хлорангидридами карбоновых кислот: 1) (1-С5Н5)5МЫ; ТГФ; — 78 С 2) К5-С(0)О К~ — С вЂ” СН вЂ” С~ + ЫС2.
О К ~ОС Н5 (60-80%) Этот универсальный метод позволяет получать эфиры самых разнообразных 1,3-кетокислот. Аналогично реагируют литиевые еноляты сложных эфиров с кетонами, диалкил- и диарилдисульфидами „фенилселенилбромидом: КСН СОО 2) С5Н5З-ЗС5Н5 1) (1-С Н ) ХЬ1; ТГФ; -78 С 2) С5Н58 ЗС5Н5 ЗС$Н5 ЗС5Н5 0 НЗС1, НС1 11 нссоос,н, †н ' — — н-с-соос,н, 1 СН50Н эфир 55 кетокисаоть5 137 1) 0-С~Н,) М2; ТГФ; — 78'С 52) С6Н~БеВг КСН2СНСООС,Н, 2ь- КСН=СНСООС2нз НО ! 8есбН~ эфир о.,й-ненасыщенной кислоты Все эти реакции нашли широкое применение в современном органическом синтезе. Особое значение имеет конденсация литиевых енолятов сложных эфиров с кетонами, приводящая к получению эфиров 3-оксикислот.
Эта реакция служит простым и удобным синтетическим эквивалентом хорошо известной реакции Реформатского (см. 17„5.3): 2 1) (81(СН )з)2)ч1" ТГФ' 78.С К СООС~Н5 К'СН вЂ” СООС Н Кз — С вЂ” СН з 2) К2СКз Он к 1 СН СОО Н 1) [(СН~)зй]2Х)-'1; ТТФ; — 78 С г)( ~=о СН СООС Н (80-90%) Внутримолекулярная конденсация сложных эфиров дикарбоновых кислот, называемая конденсацией В.Дикмана, по существу представляет собой просто частный случай сложноэфирной конденсации; СООСгН5 О (СНг),(' СООС,Н, СН СООС Н С=о аО-никео~; 'с (с)» ) '"' СН, Реакция протекает с хорошим выходом (70-80%) только в том случае, если в результате циклизации образуются пяти или шестичленные циклы, т.е.
при л = 4 и и = 5. Однако циклизация имеет место и при образовании макроциклов при л> 12 при использовании техники высокого разбавления и гидрида натрия в качестве основания. В частности, циклические 1,3-кетоэфиры См — С,6 получаются с помощью конденсации Дикмана с выхо1За ,О нон,соФ Н вЂ” с-ос,н, — сон,он' н — 'с-сн-с' !! 2) Нзо !! !! О О К С-Н-Кислотность кетонов в 10 раз превышает кислотность сложных эфиров. Поэтому кетоны играют роль метиленовой, а сложные эфиры — карбонильной компоненты.
Енолят-ион кетона присоединяется по карбонильной группе сложного эфира. Конкурирующие реакции альдольной и сложноэфирной конденсации накладывают серьезные ограничения на практическое применение этой реакции, и выход 1,3-дикетонов обычно невелик: Н сзнзо)ча НБС-С-ОС2НБ+ НБС-С-Снз НЗС вЂ” С вЂ” СН2-С вЂ” Снз 2) Н20 — Н2304 (35 — 45%) Н сзнзоха н,с-ссс,н,+ н,с-с-сн, — нс-с-сн,с-сн, в 2) Н О+; 0'С (52%) Поэтому в качестве сложноэфирной компоненты обычно исполь- зуют этилформиат, диэтилоксалат, диэтилкарбонат: Я-о + но~ Н,О Сиз Н 0 С вЂ” ОСБНБ !) СБНБОХа; СБНБОН; 20'С С=О 2) НБО-Н2304, 0'С ОС Н О !70 С 0+ СО Ю%). О 0 С СООС2Н С ОС2Н $39 дами порядка 30%.
Этот метод совершенно неудовлетворителен для получения соединений с 8-12-членным размером цикла, Конденсация сложных эфиров с кетонами, в принципе, представляет собой общий метод синтеза 1,3-дикетонов (!3-дикетонов): Современный метод карбоксилирования кетонов заключается в конденсации щелочных енолятов кетонов с диэтиловым эфиром угольной кислоты — диэтилкарбонатом, или с хлоругольным эфиром С1СООС2Н5, катализируемой гидридом натрия или диизопропиламидом лития: О ОСН ! толуал; 110 С С2 5 О С-ОС,Н, / сн ссон-н,о // 0 (94%) С ОС2Н 0'С 17.5.3.
РЕАКЦИЯ РЕФОРМАТСКОГО Р.'снсоосн, + н — с — н +2 ! а 80 С Вг О огпвг ! Р Н2БО„-Н2О; 0'С й2 — С вЂ” СН вЂ” С ОС,Н, ! ОН О ! о' й — С вЂ” СН вЂ” С !, ! В„Е Ос Н5 140 Магний- и литийорганические соединения не могут быть получены при взаимодействии магния или лития с и-галогензамещенными сложными эфирами, поскольку реактивы Гриньяра и литийорганические соединения взаимодействуют со сложными эфирами. Получение сложных эфиров Д-оксикислот в результате присоединения металлорганических производных сложных эфиров к карбонильной группе альдегидов и кетонов удается осуществить при использовании цинковых производных.
Эта реакция была открыта русским ученым С.Н. Реформатским в 1887 г. и-Бромэфиры взаимодействуют с альдегидами или кетонами и металлическим цинком в неполярной апротонной среде (бензол, толуол) с образованием эфиров !1-оксикислот. В этой реакции нет необходимости в предварительном выделении цинкорганического соединения, и цинк добавляется непосредственно к смеси карбонильного соединения и и-бромэфира в толуоле или бензоле: При тщательном соблюдении экспериментальных условий выходы эфиров !)-оксикислот обычно весьма высокие и достигают б0-90%: 1) Ул; бензол; 80 С СНзСНСООСзН5 + СьНз — С вЂ” СНз ! г) Н,О-Н,Ю„; 0С Вг О ОН ! ф — ь СьН~ — С-СН-С ! СНзСНз ОСзНз (80%) О +,, 1) Еп; толусл; 80'С 2) Н~О-НАДБО„; 0'С ОН (71%) СН2СООС2Н5 1) Уп„толуол.„80 С СНз(СН2)з — С вЂ” Н + ВгСНзСООС2Н5 !! 2) НзΠ— Н~БО~, 0'С О вЂ” а СНз(СН2)5СН-СН2-С ~~о (54%) ! ОСгН5 ОН ОЕвйг тура цинкового енолята — КСН=С .
Поэтому реакцию ОС~Нз 141 Для того, чтобы избежать дегидратации сложного эфира с третичной или вторичной гидроксильной группой в а,!)-ненасыщенные сложные эфиры, необходимо тщательно контролировать условия кислотного гидролиза цинкового алкоголята и выполнять его при 0'С. Для реактива Реформатского, образующегося из а-бромэфира и цинка, в течение длительного времени была принята структура цинкорганического соединения — ВгХпСН(К)СООСзНп В настоящее время для него более обоснованной представляется струк- Реформатского логично рассматривать как частный случай альдольной конденсации карбонильного соединения и цинкового енолята сложного эфира. Двимсущей силой процесса является образование хелатного комплекса, где роль хелатирующего агента выполняет катион цинка: . ОУпВг н' — с — н' +он,=с 11 ОС,Н, О Вг о 'о н;но 11 Ы вЂ” С..С СНг ОС2Н5 ОН 1 К.— С-СН1-СООС1Н 1 5 к' Образованию хелатного комплекса способствуют неполярные растворители, они не могут эффективно сольватировать катион цинка.
Такая трактовка механизма реакции Реформатского находится в хорошем соответствии с экспериментальными данными, согласно которым 15- и у-бромэфиры, не способные к образованию цинковых енолятов, не вступают и в реакцию Реформатского. 17.5.4. КОНДЕНСАЦИЯ КНЕЕЕНАГЕПЯ Альдольная конденсация является прототипом многих других карбонил-метиленовых конденсаций, широко используемых в органической химии. Важную группу составляют реакции конденсации алифатических и ароматических альдегидов и кетонов с соединениями, содержащими две акцепторные карбоксильные, карбалкоксильные, циано- и нитрогруппы у одного атома углерода (малоновая кислота, ее эфиры и динитрил, циануксусный эфир, ацетоуксусный эфир и т.д.).
Все эти реакции объединяются под общим названием конденсации Э. Кневенагеля (1896): Х -пюн — й с-с н о + г к у л ХнУ=СООН,СООЯ,СН,НО, К вЂ” С вЂ” К +СН7 2 .~Х 11 У О 14г Реакция Кневенагеля широко используется в органическом синтезе как универсальный метод получения а, р-ненасыщенных кислот, сложных эфиров, нитрилов (табл. 17.5). Таблица 17.5 Снатез а, 0-ненасыпзенных кислот, сложных зфироа и ннтрнлоа по Киеаеиагелю СНз(СНз)зСН=СН СООН + СОз+ НзО . (79%) О+ НС-СН СООС,Н п""'рид; СН,СООН 5 беизол; 80'С СООС,Н, (100%) о ,~ч 0 ' с снзсооа,в~ан ~~~')-сн=снсоон.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
