А.Е. Агрономов - Избранные главы органической химии (1125886), страница 87
Текст из файла (страница 87)
Замещению водорода в гз-положении в пнридние на нуклеофнльный реагеит благоприятствуют как статические (наличие бэ), так и динамические факторы. Резонансная структура (106), в которой отрицательный заряд сосредоточен на более электроотрнцатсльном атоме азота, особенно устойчива. он н ! он И Н Н тИ. Н (100) Взаимное влияние амииогруппы и атома азота гетсроциклического кольца в а- и т-аминопнридинах, обусловленное сильным +М-эффектом группы ХНз (см., например, формулу (107)1, приводит к тому, что амнногруйпа, как и а амидах кислот, в значительной степени утрачивает основныс свойства, а у атома азота гетероцикличсского кольца в значительной степени увеличиваются нуклеофнльпые н основныс свойства.
(1от) Х11, Первое можно подтвердить тем, что аминогруппа в а-аминопиридинак может быть продиазотнровава только очень сильными нитрозирующимн агентами (нитрознлсерная кислота в концентрированной НХОз), а также тем, что атомы водорода в ией приобретают протонную подвижность; ="+ (,ь — '"-"-+ (. нна 3 х 'хн г1НСНа г(а+ Ъ Второе можно подтвердить тем, что а-амннопиридин при взаимодействии с метилиодидом реагирует как нуклеофил н в результате происходит метилнроваиие атома азота гетероцнклического кольца: ь+ Таким образом, можно утверждать, что а-амннопирндину свойственна двойственная реакционная способность. Можно было бы предположить, что а-амннопнридину свойственна прототропиая таутомерия, что можно подтвердить его реакцией с малоновым зфиром: -н+, ын нн сн соос н ер.
снр (соос1нь1а ~~~ ~ С ы 1ЬН ' ас н он ('М Н 0 1109) (109) Однако в ИК-спектрах и-аминопирндииа, как и в спектрах амидов кислот, ке обнаружено полос поглощения, характерных для формы (109), Позтому в настоящее время предполагают, что равновесие (109) чь(109) очень сильно смещено влево и методом ИК-спектроскопии обнаружить форму (109) невозможно. О.. — '"' ' 1..)'. ь ы ~ сн -ы — 0„. снз- а- и 1-Гидроксипиридинам также свойствеяна двойственная реакционная способность: ! СНэ О1 Н Первоначально идентичность УФ-спектров сг- и у-гидроксипиридииов со спектрами М-метилпиридииов, которым отвечает единственная структура, позволила предположить, что в отличие от и- и т-амииойиридинов и- и т-гидроксипиридинам отвечают формулы (110) и (111), Однако впоследствии было показано, что реальным о- и 1-гндроксппиридинам несвойственны реакции.
характерные для карбоиильной группы (ани не реагируют с фенилгндразииом и не присоединяют реактивов Гриньяра), а также для вторичной амннагруппы (они с трудом реагируют с СН81 н не образуют солей четвертячных аммопиевых оснований). На атом основании соединение (110) следует скорее относить к амидам кислот, а соединение (! 11) — к вииилагам ачилов кислот. В обоих соединениях взаимное влияние функциональных групп настолько велико, чта обе оин утрачивают характерные для каждой из них свойства.
! ! ! ма (11я) ЙН КН (111) Ъ (119) Пнридии легче, чем бсизол, присоединяет водород па кратным связям (действием водорода в момент выделения), образуя пипсрндин (112), и более устойчпв к действию окислителей. Пирнднновае кольца устойчиво к действию водных растворов кислот н оснований, однако соли пиридииия, содержацгие злектроиоакцепториые группы, легко расщепляются щелочами: Н вЂ” 4 ! Н вЂ” ч 8г Ф ОН й+ 8г ! сй Сй — -4. НОСН м СН вЂ” СН = СН - СНО глутакоиовый альдегид Хииолии и его производиые. Хииолип представляет собой гетероциклпческос сосдиисние, в котором пиридииовое кольцо скоидеисировапо с беизольиым.
Методы получения. Основным методом получения хияолина является синтез Скраупа. Исходными продуктами служат апилин и глицерин. И качестве дегидратируюшего агента используют копцеитрированпу|о серную кислоту, а в качестве окислителя промежуточио образующегося дигидрохииолииа — иитро. бепзол: ь н,зоо ° ноан,. анан - он,он йн, а. оанаио, й (90%) Реакция экзотермичиа; оиа ипициирустся иагрсиаписм реакциоииой смеси до начала кипения (при дальвейшсм нагреваиии реакция может выйти из-под контроля). По-видимому. иа первой стадии реакции происходит протопироваиие атома кислорода гидроксигруппы, связаииой со вторичным атомом углерода; послелуюшая реакция протекает согласно мехапизму 5и! и приводит к р-гидроксипропиоиовому $50 сн нс ~Он !! НС СН-ОН :й-Сй сн нс ~~сн !! НС СН= О ! йн-сй альдегиду (113), который в присутствии серной кислоты дегндратируется с образованием акроленна: СН -СН-СН ОН вЂ” й ОН й)Н + 2 е СН2- СН - СН2ОН а.
— ъе -н+ — В СН2- СН = СН - ОН вЂ” С Ю НОСН2- СН2- СНО ! ОН (113) + й СН СПО"' ~" ' 'й Зо )(й, й -Вдо О~~)( ) ' -Ылноа + Нл Ой ~~-ОНО Образование акроленна из глицерина можно подтвердить тем, что анилнн, взаимодействуя в аналогичных условиях с готовым акролеином, также образует хинолин (выход 70%). Вопрос о тои, почему на первой стадии реакции протонирустся обладаюший менее осибвиычя свойствами атом кислорода гилрокснгруппы в положении 2 г'нщерина, остается дискуссионным. Возможна, что скорость рассмотренной вмюе реакции, протекавшей цо механизму би! с промежуточным образованием втори~ного карбокатиона, ам~не скорости бямолекулярной реакпян, протекаюшей по механизму ои2 я начинающейся с протонирования более оснбвной первичной спиртовой группы, в результате которой должен образоваться гидроксиацетон: "Иаб $ зг (.С вЂ” ОН -ИЯИОа СНаОН СНйон ОН О -н',+н+ 1( — + СК, С-Сурйоя — — й.
Снз-с-СН,ОН далее акроленн взаимодействует с аинлнном, образуя ос. иование Шиффа (114), которое затем, по предположеникз Скрауаа, цнклнзуется. СаНа - МНа+ ОНС - СН = СИх — вм. с + ! СаНа - МНа - СН - СН м СНа -н+, +н+ ОН ! СзНа - МН - СН вЂ” СИ = СНа -н,о в СЗНЗ-МН=СН-СН=СНЗ (11а) СН, 6- .г' эк" СН М (116) (117) Однако от этого предположения впоследствнн пришлось отказаться. Было установлено, что если вместо акролеина в реакцию вводить кротоновый альдеМд СНзСН=СНСНО, то образуется не 1-метилхннолнн (лепндин) (116), а а-изомер — хннальдин (1!7).
На этом основании большая часть исследователей считает, что на первой стадии реакции происходит нуклеофнльное присоединение аннлнна к активнрованной кратной Это предположение само по себе вполне законно, так как и-электроны связи М=С в основании Шиффа смещены к атому азота, который в условиях реакции может протоннроваться. Наличие полного положительного заряда на атоме азота должно оказать влияние на сопряженную со связью Я=С кратную углерод-углеродную связь; в результате на атоме углерода концевой метнленовой группы появляется частичный положительный заряд, и ои может электрофильно атаковать орто-положение бензольного кольца [см.
формулу (115)1. углерод-углеродиой связи, и реакпия протекает по схеме: -Ие 1 о оВ- 1 +н+ МН~ Сна вЂ С Н ~ 'Хна СНа СН С Н( + н но — сн оН -н,о о=с;.й о -комплекс (ив) Однако при этом не учитывается, что альдегнды легко (иногда даже при 0'С) реагируют с первичными аминами по карбоннльнок группе с образованием оснований Шиффа НОНО+ Нам — Н вЂ” ВСН = КН + Н20 а а.й-ненасыщенные альдегиды прк избытке амина реагируют одновременно с замещением атома кислорода карбонильной группы и присоединением по кратной связи, О большей активности карбонильной группы по сравнению с актнвнровлнной кратной связью и реакции с нуклеофнлами свидетельствует тот факт, что прн взаимодействии а,р.непредельных альдсгндов с реактивами Грниьяра образуются исключительно продукты присоединении по карбонильной группе ОН 1 Фмцх 1 всн сн-сна пенкин-анп 2.но Принимая во внимание все сказанное выше, есть больше оснований считать, что присоединению анилина по кратной углерод-углеродной связи предшествует образование основания Шиффа (114), которос затем само или в протонированной форме реагирует с анилином: СН 1ЧСпНз сн-ннс,н, 9Н Н СР— ЙНа-СаНз Н Н КНСаНз н+ 3+,~ ~+ свзнинв (На) — ~ СНа'«СН-СН-КН-СаНа — — ~ '+ 1 — — ->.
(НЗ) -с,н,ин, КН Реакция завершается окислением образовавшегося 1,2-дигндрахннолииа присутствующим в реакционной смеси нитробензолом, причем последний количественно восстанавливается до аиилнна, который затем также реагирует по описанному механизму с образованнем дополнительных количеств хииалина. Метод Скраупа в модификации Дебпера — 'Миллера используют для синтеза гомологов 2,3-дналкнлхииолннав. Кроме акилина в зтай реакции использовали толундипы, ннтраапнлииы н другнс амины, вместо глицерина — альдегнд нлн смесь двух альдегидов (которые в процессе реакции образуют продукт кротоновой конденсации), а в качестве конденсирующего агента не талька серную кислоту, но и концентрированную хлароводородную кислоту с хлоридам цинка.
Например: (о) Согласно модификации Бейера, использовавшего смесь альдегнда и метнлкетона, можно получать 2,4-дизамещенные хннолииы, например: сзньмнз СНЗСНО + СНЗСОСНЗ СНЗСН СНСОСН3 СН СНЗ ! 3+ с,н,мм, вв СаНа- К = С - СН=СНСН 3 В этой реакции роль окислителя играет основание Шиффа, которое восстанавливается до вторичного амина, чта также до- Аналогично анилииу реагируют иафталамииы.
Из гз-иафтилзмииа получаетси соединение (121), а из й-нзфтиламика — соединение (122). (121> (2и) Ароматические диамины реагируют с двуми молекулами глицерина и образуют конденсирозаиные гетерониклы с двуми атомами азота — фенантролииы. В качестве окислителей в реакции Скраупа чаще всего ис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
