04 - (2004) (1125803), страница 49
Текст из файла (страница 49)
ПЕРЕГРУППИРОВКА АЛКИНИЛТРИАЛКИЛБОРАТОВ При действии ацетилинидов лития на триалкил- и триарилбораны образуются алкинилтриалкил- или алкинилтриарилбораты. Если на алкинилбораты подействовать подходящим электрофильным агентом (иодом, диметидсульфатом, ортоэфиром и т.п.), то можно вызвать нуклеофильную перегруппировку по следующей схеме: К Е К ! СО| 1~с — ~ КС=С вЂ” ВСК, — н КС=С вЂ” ВКз к' ксн=с ассов вк, еЕ=Н) м к к — с-с — вк, ксн=снк Ме К вЂ” СН вЂ” С вЂ” К клоны о 11~~ аьон — ' — к с=с с к "с(ок"'), к ~н'е кс=с — вк'а г = кеыны ыы к о со, к кс=с — вк, КСН=СРСООН ненаеьнненные кненон 1 о С1С С-ВКз — а КС==СК алкины 364 Такая реакция нахолит синтетическое применение в синтезе ал- кенов, алкинов, альдегидов, кетонов и ненасыщенных карбоно- вых кислот: 26.4.6. НУКЛЕОФИЛЬИАЯ МИГРАЦИЯ ИЕУГЛЕРОДИЫХ ГРУПП В перегруппировках типа Вагнера-Меервейна или пинаколиновой иногда мигрировать могут галогены и кислородсодержащие группы.
Миграция брома происходит через промежуточные (классические) бромониевые ионы, например: Вг В -), СНз — СНСНз-Вг СНз СН "СНз СНз — СН-СНз гОБО А ~СР БО Н гОгО А Такой механизм реакции не является перициклическим, поскольку в переходном состоянии образования иона бромония участвуют лишь две орбитали: пустая орбитапь карбокатионного центра и несвязывающая орбиталь неподеленной пары брома: [ — с — 'с — ] Промежуточный бромониевый ион представляет собой трехчленный цикл с классическими двухэлектронными связями между каждой парой атомов цикла. Известен ряд других перегруппировок, протекающих по неперициклическому пути через трехчленные циклы.
Они будут рассмотрены в разделе 26.7. Миграция ацилоксигрупп, вероятно, происходит через циклические ацилоксониевые ионы (ХПХ) с участием карбонильного кислорода: 365 С О. СО ! К СНз — СН вЂ” СНзВг .г СНз СНСНз ОЮзСг'з ! ОБО,СР, Вг (зн> Г С вЂ” С К ! К (хгзх) К! О х К2 Кз х кз — с — с — К2 !! ! О х (Х= Р, С), Вг, ОСОК) Иногда мигрирует не только галоген, но и одна из групп К (ал- кил, арил или Н). 26.5. НУЕЛЕОФИЛЬНЫЕ ПЕРЕГРУППИРОВКИ К ЭЛЕКТРОНОДЕФИЦИТНОМУ АЗОТУ Алкильные и арильные группы очень склонны мигрировать от атома углерода к электронодефицитному атому азота, имеющему на внешней оболочке шесть электронов. Механизм этих реакций соответствует одной из двух схем (К = АЙ): =,4 К~сс — 1(! — Х = ~О=С=-'Х- Х~ О=С=) 1 — К ь Х~ изоцианат О Н К вЂ” С вЂ” Ы вЂ” Х = ~О=С'=--'йН--Х~ — О=С=)ЧН вЂ” К+ Х .о 8 в !!А- О Переходные состояния для миграции алкила являются пери- циклическими; миграция арильной группы может идти через фенониевый ион (см.
раздел 26.3.1.в), особенно в том случае, когда арильная группа имеет электронодонорные заместители (например, Аг=л-анизил). В пользу приведенных механизмов свидетельствуют такие факты: (1) реакции имеют первый кинетический порядок, (2) конфигурация К сохраняется на 98-99%, (3) по данным, полученным с помощью изотопных меток, реакции происходят внутримолекулярно и (4) внутри мигрирующей группы перегруппировок не происходит (например, неопентильная группа, переходя от углерода к азоту, остается неопентильной группой).
зла Очень склонны к перегруппировкам а-галогено- и а-ацилоксиэпоксиды, которые часто без катализатора просто при длительном хранении переходят в а-галогено- и а-ацилоксикетоны: 26.5Л. ПЕРЕГРУППИРОВКА ГОФМАНА Перегруппировкой Гофмана называют реакцию первичного (незамещенного у азота) амида с гипобромитом натрия (или смесью ХаОН+Вгз), в результате которой получается амин, содержащий на один атом углерода меньше, чем исходный амид. Истинным продуктом реакции является изоцианат, но его редко выделяют, так как в условиях реакции он обычно гидролизуется до спонтанно декарбоксилирующейся замешенной карбаминовой кислоты: КСОХН2 + зч1ОВг К Х=С=О ~~~„„~ [К-ХНСООН! КХН2 гнл-сгь замещенная карбаминовая кислота Группа К может быть алкилом иди арилом.
Вместо смеси ХаОН/Вгз можно использовать ХаОМе/Вгз, но тогда получаются метилкарбаматы КХНСООСНз, которые можно гидролизовать в амины. При использовании ХаОН/Вгт в качестве побочных продуктов образуются мочевины КХНСОХНК и ацилмочевины КСОХНСОХНК как следствие реакций изоцианата КХСО с КХН2 и КСОХНз. Из имидов получаются аминокислоты, например: О СООН ХН2 С ,ХН + ХаОВг С О антраниловая (о-амино- беизойная) кислота фталимил Збт На приведенных выше схемах миграция происходит одновременно с отщеплением нуклеофуга Х . Однако во многих случаях не ясно, уходит ли Х сначала, а затем происходит миграция в ацилнитрене КСОХили ионе ацилнитрения КСОХН+, или оба процесса согласованы во времени.
Вероятно, могут реализоваться оба случая в зависимости от условий реакции и природы субстрата (см. раздел 26.3.1.д). Перегруппировки, которые мы рассмотрим ниже, раньше использовались для получения аминов из кислот или кетонов, но в настоящее время их синтетическое значение невелико. гг-Гидрокси- и а-галогенамиды дают альдегиды или кетоны: ВгС(ОН)СОХН2 + ХаОВг -+ и2С=О. Механизм перегруппировки Гофмана соответствует схеме, приведенной ниже: оне  — С вЂ” ХН + Вг — ь й — С-ХН-Вг 2 2 !7 - -но 0 0 ОЭ 4Π—  — С вЂ” Й вЂ” В -В С=Й вЂ” В, -н,о ~~А-~ ~ 0 О Сначала амид бромируется по азоту с образованием Х-бром- амида, который является достаточно сильной МН-кислотой, способной отдавать протон иону ОН .
Третья стадия, собственно перегруппировка, представляет собой [1,2]-сигматропный сдвиг. Возможно„что зта стадия на самом деле состоит из двух стадий: отщепления Вг с образованием нитрена и последующей миграции, однако большинство имеющихся данных говорит в пользу синхронного механизма. Помимо брома, превратить амиды в изоцианаты можно и другими окислителями, например тетраацетатом свинца РЬ(ОСОСНз)4 или бис(трифторацетокси)иодозобензолом РЫ(ОСОСРз)н который содержит трехвалентный иод. 2б.5.2.
ПЕРЕГРУППИРОВКА КУРЦИУСА Пиролиз ацилазидов с образованием изоцианатов называется перегруппировкой Курциуса: Л ВСОНз — В-я=С=О В отсутствие воды или спирта перегруппировка Курциуса дает изоцианаты с высоким выходом, но если реакцию вести в воде или спирте, то, как и при перегруппировке Гофмана, получаются амины, карбаматы или ацилмочевины.
Реакция носит общий характер и применима ко всем карбоновым кислотам: алифатическим, ароматическим, алициклическим, гетероциклическим, ненасыщенным и содержащим функциональные группы (см. гл. ! 8). Ацилазиды получают или из хлорангидридов кислот, или действием НХО2 на ацилгидразины. Механизм сходен, с одной стороны, с механизмом перегруппировки Гофмана, а с другой стороны, с механизмом перегруппировки Вольфа (см. раздел 26.4.4): О+ О К вЂ С вЂ И А~ Аг О Однако, в отличие от перегруппировки Вольфа, в данном случае свободный нитрен не образуется, и, возможно, обе стадии перегруппировки протекают согласованно: О+ К вЂ” С вЂ” Н вЂ”,.~ы — Н С=и — й + Н ~~ 4- 2 При пиролизе алкилазидов происходит аналогичная перегруппировка, в результате которой образуются имины: Л изС-Нз й2С=НК " гч2 Эта перегруппировка не называется перегруппировкой Курциуса, но ее механизм аналогичен, за исключением того, что в этой реакции образуются свободные алкилнитрены ВзС1ч:.
Мигрировать могут алкил, арил и водород. Циклоалкилазиды и даже арилазилы при нагревании дают продукты расширения цикла. <аоъ> (20%) Х НРЬ РМН- 369 26.5.3. ПЕРЕГРУППИРОВКА ЛОССЕИЯ При действии оснований, а иногда просто при нагревании О-ацилпроизводные гидроксамовых кислот (КСОХНОН) превращаются в изоцианаты — по реакции, которая называется перегруппировкой Лоссеия. Механизм аналогичен механизму пере- группировок Гофмана и Курциуса: О К вЂ” С вЂ” НН-ОСОК ' — '"'4'- КС~-й-'ОСОК С=я — К ВСООО О О О 0-ацилтилроксамат (К=АПс, Ат) Эта реакция в синтезе используется довольно редко, так как гид- роксамовые кислоты труднодоступны.
26.5АК ПЕРЕГРУППИРОВКА ШМИДТА Перегруппировка Шмидта происходит во время присоединения азотистоводородной кислоты к карбоновым кислотам, альдегидам и кетонам, а также к спиртам и олефинам: Карбоновые кислоты в результате реакции дают амины: КСООН + Н |3 К-я~=О ' КМН,. Н НО Катализатором перегруппировки Шмидта является чаще всего серная кислота, иногда используют кислоты Льюиса. Высокие выходы аминов получают, когда К =Ацс, особенно с длинной цепью. Если К = Аг, выходы могут быль как высокими, так и низкими. Промежуточные изоцианаты в кислой среде вьщелить трудно, так как они гидролизуются до амина.
Реакция с кетонами приводит к продукту внедрения 1чН-группы между СО и К; в результате образуется амид: К вЂ” С вЂ” К' + НХ, К вЂ” С-НН вЂ” К' Н ! О О В алкиларилкетонах преимущественно мигрирует арил. Циклические кетоны превращаются в лактамы: з кацролаксам циклотсксанон ,370 Н н' О+ аа 'а)~~ О+ О К С ОН К. С т НХ3 К С Х Х Х -Н,о !!Ъе 7 А,2 О О О Н !О+ "«С=Х вЂ” К "Х2 !! О отари лиз КХН + СО2 Механизм реакции с кетонами похож на механизм гомологизации альдегидов и кетонов (см. раздел 26.4.2), а также на механизм перегруппировки Байера-Виллигера (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
