GL_17_Енолы (1125829), страница 3
Текст из файла (страница 3)
2) природы уходящей группы,
3) строения енолят-иона,
4) природы противоиона у енолят-иона,
5) характера растворителя
Соотношение продуктов нуклеофильного замещения о помощью углеродного и кислородного центров енолят-иона, т.е. соотношение продуктов С/О- замещения, в принципе, зависит от всех перечисленных факторов. Многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что природа противоиона и растворителя в большинстве случаев не играют решающей роли в направлении С- или О-замещения, которое определяется в первую очередь совместным действием первых трех факторов.
С помощью принципа ЖМКО или более надежно с помощью метода граничных орбиталей для енолят-ионов кетонов, 1,3-дикетонов и 1,3-кетоэфиров можно вывести весьма простое, хотя и не универсальное правило, согласно которому мягкие электрофильные агенты атакуют мягкий углеродный центр, а жесткие электрофильные агенты - жесткий кислородный центр енолят-иона. К мягким электрофильным агентам относятся галогены, источники положительно заряженного галогена (NBS, гипогалогениты), сульфенилгалогениды RSCl, RSBr, селенилгалогениды RSeCl; ОН+, FClO3; алкилбромиды, алкилиодиды и др. К жестким электрофильным агентам следует отнести ацилгалогениды, ангидриды карбоновых кислот, триалкилгалoгeнсиланы, германы и станнаны, фосфорилирующие агенты типа (RO)2РОСl, сульфонилгалогениды RSO2Cl, алкилсульфонаты. Ниже приведены некоторые наиболее типичные примеры.
Фенилселенилбромид как мягкий электрофильный агент атакует исключительно мягкий углеродный центр енолят-анионов. Образующиеся при этом -фенилселенезамещенные кетоны после обработки перекисью водорода отщепляют C6H5SeOH и дают a,b-ненасыщенные еноны. Конечный результат этого двустадийного процесса состоит, таким образом, во введении двойной связи в -положение по отношению к карбонильной группе. В качестве интермедиата в этой реакции, по-видимому, образуется фенилселеноксид, который подвергается внутримолекулярному син-элиминированию в исключительно мягких условиях.
-Ненасыщенные кетоны получаются с очень хорошим выходом и этот метод получения -ненасыщенных енонов по своей селективности может с успехом конкурировать с двустадийным процессом бромирования - дегидробромирования кетонов или получением енонов с помощью альдольной конденсации.
Таким же способом можно получать и -ненасыщенные сложные эфиры и нитрилы.
17.3.1. Алкилирование енолят-ионов
Наиболее важными и наиболее подробно изученными реакциями с участием енолят-ионов кетонов, сложных эфиров, 1,3-кетоэфиров и и 1,3-дикетонов являются реакции алкилирования. Это один из распространенных способов создания новой углерод-углеродной связи. Алкилирование енолят-ионов представляет собой разновидность SN2 реакций у насыщенного атома углерода с той лишь особенностью, что у нуклеофильного агента имеется два центра, связанных в единую сопряженную систему. Направление С- или O-алкилирования енолят-иона зависит главным образом от природы уходящей группы и радикала в RX. Если уходящая группа относится к жестким основаниям Льюиса, преобладает замещение под действием жесткого кислородного центра енолят-иона. Преимущественное образование алкиловых эфиров енолов наблюдается при алкилировании щелочных енолятов и "свободных" диссоциированных енолят-ионов алкилтозилатами, алкилтрифлатами (ROSO2CF3) и другими алкилсульфонатами. В тех случаях, когда уходящая группа представляет собой мягкое основание - иодид, бромид и тиоцианат - преобладает замещение под действием мягкого углеродного центра енолят-ионов кетонов, 1,3-кетоэфиров и 1,3-дикетонов. В тал. 17.3 приведены некоторые наиболее типичные примеры зависимости направления С- и O-алкилирования щелочных енолятов от природы уходящей группы и радикала алкилирующего агента.
Из данных, приведенных в табл.17.3, следует, что в общем случае образуется смесь продуктов С- и O-алкилирования с преобладанием одного из изомеров. Однако в отдельных случаях алкилирование енолят-ионов отличается очень высокой региоселективностью, что позволяет осуществить избирательное С- или O-алкилирование.
Таблица 17.3
С- и O-алкилирование щелочных енолятов кетонов, 1,3-дикетонов и 1,3-кетоэфиров
| Карбонильные соединения | Противоион и растворитель• | Алкилирующий агент | О/С-отношение продуктов реакции |
| C6H5COCH(CН3)CH3 | Na+; ДМЭ | СН3I | 0,0 (только C-изомер) |
| -"- | -"- | CH2=CHCH2Br | 0,0 (только C-изомер) |
| -"- | Na+; диглим | C2H5Br | 0,61 |
| -"- | -"- | C2H5OTs | 2,4 |
| CH3COCH2COOC2H5 | К+; ГМФTА | C4H9OTs | 9,0 |
| -"- | -"- | CH3OTs | 8,1 |
| -"- | -"- | CH3Br | 0,16 |
| -"- | -"- | CH3I | 0,05 |
| -"- | -"- | CH3CH2Cl | 1.5 |
| -"- | -"- | (СН3)2СНСl | 4,3 |
| -"- | -"- | (СН3)2СНВr | 2.2 |
| -"- | -"- | CH2=CHCH2OTs | 0,28 |
| -"- | -"- | СН2=СНСН2Вr | 0,0 |
| -"- | -"- | CH2=CHCH2I | 0,0 |
| CH3COCH2COOC2H5 | К+; ГМФТA | (CH3)3CCH2Cl | 100 |
| -"- | -"- | CH3OCH2Cl | 100 |
| -"- | -"- | С6Н5СН2Сl | 0,06 |
| CH3COCH2COCH3 | N+(C4H9)4; CHCl3 | CH3I | 0,01 |
|
| Na+; ГМФТA | С6Н5СН2Br | 0,0 (только C-изомер) |
| -"- | N+(C4H9)4; ТГФ | CH3Br | 0,0 (только C-изомер) |
| -"- | -"- | BrCH2COOCH3 | 0,0 (только C-изомер) |
| -"- | -"- | C4H9Br | 0,0 (только C-изомер) |
| (CH3)2CHCOCH3 | Li+; ТГФ | С6Н5СН2Br | 0,0 (только C-изомер) |
| -"- | -"- | СН3СН2Вr | 0,0 (только C-изомер) |
С-алкилирование становится единственным направлением реакции для метилиодида, легко поляризуемых аллил- и бензилбромидов и иодидов, эфиров -бромкарбоновых кислот и -бромкетонов. Электрофильные агенты с жестким радикалом - -хлорэфиры ClCH2OR, хлорамины ClCH2NR2 алкилируют енолят-ионы только по атому кислорода.
Атом кислорода енолят-иона стерически более доступен электрофильной атаке, чем его углеродный центр. С-алкилирование более чувствительно к влиянию стерических эффектов и в алкилирующем агенте, и в еноляте, поскольку в продукте С-алкилирования атом углерода находится в тетраэдрической sр3-конфигурации в противоположность планарной sр2-конфигурации, возникающей при O-алкилировании. Таким образом, пространственные препятствия благоприятствуют O-алкилированию. Действительно, для вторичных алкилгалогенидов, например, изо-пропилхлорида, O/С-отношение выше, чем для алкилирующих агентов с первичным радикалом. Неопентилхлорид вследствие стерических затруднений алкилирует енолят-ионы только по атому кислорода.
17.8.2. Региоселективность образования енолят-ионов
Для несимметричных кетонов существует еще одна самостоятельная проблема региоселективности С-алкилирования. Состав смеси изомерных енолятов, образующихся при депротонировании несимметричного кетона, определяется кинетическими или термодинамическими факторами, поэтому следует проводить четкое различие между кинетически и термодинамически контролируемыми реакциями енолят-ионов. В условиях кинетического контроля два образующихся изомерных енолята не превращаются друг в друга и соотношение продуктов реакции равно соотношению исходных щелочных енолятов.
Если возможно взаимное превращение изомерных енолятов, устанавливается равновесие, положение которого определяется термодинамической устойчивостью енолятов. В этом случае в продуктах реакции всегда будет преобладать термодинамически наиболее устойчивый изомер.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
