03 - (2004) (1125802), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Н,О -СО, иэоинанат карбаииновал кислота Х-Хлорамид представляет собой более сильную Х-Н-кислоту, чем исходный амид. При депротонировании он превращается в сопряженный анион, который после отщепления хлорид-иона образует ацилнитрен в качестве чрезвычайно реакционноспособного интермедиата. По своей электронной структуре нитрен подобен карбену.
Перегруппировка ацилнитрена в изоцианат представляет собой частный случай внутримолекулярных анионотропных секстетных перегруппировок, механизм которых будет подробно рассматриваться в гл. 26 (ч. 4), специально посвященной молекулярным перегруппировкам. В этом разделе мы отметим только Для получения в индивидуальном виде Х-хлорамидов и Х-бромамидов следует использовать строго расчетное количество щелочи для получения гипогалогенита, поскольку в избытке щелочи Х-галогенамиды подвергаются перегруппировке Гофмана.
Эффективным Х-галогенирующим агентом для амидов служат также гирелг-бутилгипохлорит или трегн-бугилгипобромит в СС14. Х-Хлорамнды и Х-бромамиды нашли широкое применение в качестве региоселективных галогенирующих агентов. Самую широкую известность среди них приобрели Х-бром- и Х-хлорсукцинимид и Х-бромацетамид. Наиболее важным превращением Х-галогенамидов является их перегруппировка в первичные амины при обработке щелочью. Эга реакция была открыта в 1881 г. А. фон Гофманом и получила название перегруппировки Гофмана: основные особенности перегруппировки Гофмана.
Алкильная группа перемещается от углерода к азоту в виде аниона, и перегруппировка происходит строго внутримолекулярно, поскольку мигрирующая группа всегда полностью сохраняет свою конфигурацию. Изоцианат далее присоединяет воду с образованием карбаминовой кислоты, которая после декарбоксилирования превращается в первичный амин. Все стадии этой реакции имеют независимое экспериментальное подтверждение. Характерной особенностью реакции являются высокая чистота продуктов реакции и высокий выход первичного амина: СН2(СН2)4СО)В(Н2 + Вг2 + )В(аон 0 — 5С 2 О )В)аон Снз(СН2)4С-)чНВг — СН2(СН2)4)В(Н2,' Н20; 70'С (8я%) С С ' ' Н,О С С Н,О;70С Н2)Ч СООН ' и" Га а' н'а 024 О 0)ч О (95%) Н С1 Вг2+ )В)аон; 70 С Н2)В(ОС(СН2)4СО)В(Н2 Н2)ч(СН2)41ЧН2.
НО (7г%) Труднорастворимые в воде амиды с высокой молекулярной массой предварительно превращают в уретаны — эфиры карбаминовой кислоты при обработке раствора амида в метаноле или этаноле бромом в присутствии двух эквивалентов метилата или этилата натрия: СН,ОН С, Н,СОНН + В +ВСН ОН 60 С; 15 мин С (ОН) СиНи1ЧНСООСН2 Син2,14(Н2 . (94%) (90%) Перегруппировка Гофмана дает хорошие результаты и для получения первичных аминов с сильно разветвленным радикалом.
В этом случае удается зафиксировать изоцианат в качестве промежуточного продукта: О И 0-20 С (СНз),ССН2С-ХН2 + Вг2 + 2Хаон —— Н,О 50 С; ХаОН вЂ” ~СН,~ССН,— К=С-Π— ' (СН,),ССН,МН, . Н,О (94%) Родственная реакция синтеза первичных аминов из азидов карбоновых кислот была открыта Т. Курциусом в 1В90 г. АцилаО .. О энды КС вЂ” Х=Х=Х получают двумя методами: при действии азотистой кислоты на гидразиды кислот или при взаимодействии ацилгалогенидов с азидом натрия: О ХН2 — Хнз ~~0 ХаХО2 + НС1 ~С) СНС1» «ХН ХН Нзо-Сзн~он Фо ~О Не КС~ КС ХН-ХН-Х=О ~ХН-Х=Х вЂ” ОН НО О Ю КС и КС~ е е+Н,О+Н,О; Х-Х=Х ОН, Х=Х=Х ! Н Рс' + м м . Кс' а * О ацеюн-вола .0 С)» 0 5С .Х4=Х Последний способ имеет целый ряд преимуществ, особенно в условиях межфазного катализа этой реакции солями тетраалкиламмония в двухфазной системе бензол-вода или в неполярной среде с помощью Х1ф Хз .' КС.. + Х(С,Н9), Х, КС в + Х(С,Н,), С1 О е о СН,С12 0 е (60-90%) Ацилазиды при нагревании отщепляют азот с образованием ацилнитрена, который является ключевым интермедиатом и в перегруппировке Гофмана и в перегруппировке Курциуса: ас*~ 1 с [ (~~~"..
— й)Ч=С=О изсаианат СНаСНзОН %ЯНСООН вЂ” 'КХН, + СО, О П ЯХН-С вЂ” ОСНзСНа зтинуратан Изоцианат может быть выделен при термическом разложении ацилазидов в индифферентном неполярном растворителе (бензол, толуол, ксилол) и далее превращен в амин при обработке водным раствором гидроксида натрия или в уретан при взаимодействии со спиртом. Чаще всего, однако, изоцианат не выделяют и термическое разложение азида в изоцианат и его превращение в амин осуществляют в одну стадию, что значительно упрощает всю процедуру: О беизол; 10 С бензод; 80 С с,н,са,с» ° н а,— '' с,н,сн,с С! НС1 СаН~СНзМ=С=О СаНзСНзМНз; бензал-вода; 80 С О О и Э ТГФ П Е Э с-с) + )ч(с н ) )ч С-М=Х=Х— (83%) Реакция Гофмана в экспериментальном отношении значительно проще, чем реакция Курциуса, однако превращение ненасыщенных кислот и простейших двухосновных кислот (мало- новой, янтарной и глутаровой) в амины лучше всего удается с помощью реакции Курциуса.
Для высших дикарбоновых кислот следует предпочесть реакцию Гофмана. 349 Ценным дополнением к реакциям Гофмана и Курциуса для получения первичных аминов является реакция К. Шмидта (1923 г.). Шмидт разработал сравнительно простой метод непосредственного одностадийного превращения карбоновой кислоты в первичный амин, что выгодно отличает его способ от многостадийных превращений по Гофману и Курциусу. При взаимодействии карбоновой кислоты, растворенной в концентрированной серной кислоте, с раствором азотистоводородной кислоты в бензоле при 40 — 50'С образуется изоцианат, который далее гидролизуют до первичного амина: О оСООН+ Н-)Ч=!4)=)Ч Н 5О, 40 — 50 С КС вЂ” !Ч !Че)с+ Н О бензол или хлороформ ~д -Ь] Н О; Не О=С=Х вЂ” й й)ЧН2+ СО . В этой реакции также предполагается образование ацилнитрена в качестве интермедиата. Механизм реакции Шмидта, таким обра- зом, подобен механизму реакции Курциуса.
Метод очень удобен, а выходы аминов, как правило, очень высоки: 1) бензол; Н2БО4,' 40'С Снз(СН2)иСООН + Н)ч! Снз(СН2),4)чн2. 2) Н2О; араон (96%) О СООН+ )Ча)Ч, ') СНС"' "'~~4 С) НН П 2) Н20 С! С! (75%) 250 Раствор азотистоводородной кислоты в бензоле получают, медленно прибавляя серную кислоту к смеси азида натрия, воды и бензола при 0 — 5'С, после чего бензольный слой отделяют и высушивают. Реакцию Шмидта нельзя применять для кислот, неустойчивых к действию серной кислоты или заменяющей ее полифосфорной кислоты, а также для тех ароматических кислот, которые легко сульфируются в этих условиях. Тем не менее, многие карбоновые кислоты ароматического ряда удается превратить в амины этим способом: 13.9.2.е. АЛКИЛИРОВАНИЕ АМИДОВ И ИХ АНИОНОВ Амиды содержат два нуклеофильных центра — атомы азота и кислорода, из которых более высокой основностью обладает более жесткий атом кислорода. Протонирование амидов осуществляется исключительно по атому кислорода.
В отличие от этого при алкилировании в зависимости от природы алкилирующего агента и условий реакции могут быть получены продукты как Х-, так и О-алкилирования амидов. В большинстве случаев алкилирование амидов осуществляется в условиях термодинамического контроля этой реакции и приводит к смеси обоих изомерных О-алкилимидатов (иминоэфиров) и )ч-алкиламидатов: ОК2 1 )ЧН2~ О-ал хил ирование Фо К!С~~ + К2Х )ЧН Ф~О КС О НН2 ! Кз Х-адкилирование 1- — НХ Кзс з(Н ОК2 О ~~О а н СН2С1,; 0 — (-10)'С ОС2Нз + (С2Нз)2~ог4 КС щ )ЧН2 ЪН2ВГ4 В более жестких условиях происходит межмолекулярная перегруп- пировка с образованием термодинамически более стабильных В(- алкиламидов. В отличие от самих амидов их анионы глкилируют- ся только по атому азота: 251 В некоторых случаях алкилирование амидов удается осуществить в условиях кинетического контроля при действии очень реакционноспособных жестких алкилирующих агентов — борфторндов триалкилоксония, алкилтрифлатов СгзБОзК, алкилтозилатов.
При этом образуются исключительно иминоэфиры — продукты О- алкилирования: кс е — кс Анионы полностью замешенных при азоте )Ч,)Ч-диалкиламидов, как и енолят-ионы сложных эфиров, подвергаются региоселек- тивному С-алкилированию: о КСН,С вЂ”, ~-ЧНС-МŠ— ЯСН-С . ЬХ; Г~ 1)ЛД КХ 8 ~)чк ТГФ; -78*С ., ~ ! ! н'О)(е К' )ЧК, СН СН вЂ” С~~ Снзснз )Ч(Снэ)2 (62%) 18.9.2.Ж. ПРИСОЕДИНЕНИЕ МАГНИЙОРГАНИЧЕСКИХ соединений Присоединение реактивов Гриньяра к карбонильной группе диметилформамида представляет интерес как один из многочисленных методов получения альдегидов: ИСК~О эфир нли ТГФ; -78'С М(СН,), Выходы альдегидов колеблются в весьма широких пределах в за- висимости от природы радикала магнийорганического соедине- ния, вследствие чего этот метод не получил широкого распрост- ранения.
252 ~у~ 1) 1ча)чн2 СН СН— )Ч(СН ) 2) СН1снзВг ~ КС + МОМСН~ нов о НО;ОС Н ОМ8Х КСН )ч(СНз)э 18.10. АЛКИЛЦИАНИДЫ (НИТРИЛЫ) Нитрилы КС= — Х, называемые также цианидами, формально не относятся к производным карбоновых кислот в том смысле, как другие ацилпроизводные, поскольку они не содержат карбонильнай группы. Более того, атом углерода цианогруппы находится в зр-гибридном состоянии в противоположность зр~-гибридизации карбонильного углерода во всех других производных карбоновых кислот.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
