Подробная программа лекций и комментарии к первой части курса (1126144), страница 4
Текст из файла (страница 4)
– закономерности определяются SN2-механизмом реакции, см. ниже)3. СИНТЕЗЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОЕДИНЕНИЙ Cu(I) КАК КАТАЛИЗАТОРОВ ИЛИРЕАГЕНТОВ . (Реакции а) димеризации, б) окислительного сдваивания, в) Стефенса-Кастро, г)Соногасиры (Cu-Pd-катализ.)4. АЦЕТИЛЕН-АЛЛЕНОВАЯ ПЕРЕНРУППИРОВКА (Фаворский). Синтез терминальныхалкинов из интернальных (КАРА, LAЕA (LAРA)).5. РЕАКЦИЯ ФАВОРСКОГО (КОН) –РЕППЕ (Cu2C2).ДИЕНЫ (1 лекция).1.Диены: а) сопряжённые, б) аллены, в) несопряжённые. Длина сигма- С-С связи всопряженных диенах. Сопряжение и УФ- спектры. S-цис- и S-транс- конформации.2.
1,2- и 1,4-присоединение к сопряженным диенам. Энергетический профиль реакции.Кинетически и термодинамически контролируемые реакции. (Электрофилы, которые не дают 1,4аддукты – RSCl, карбены, ВН3, эпоксидирование).3. Реакция Дильса-Альдера как метод образования С-С связей и метод синтеза 6-ти членныхциклов. Диены и диенофилы. Необходимая конформация нециклического диена. Механизмреакции (согласованное стереоспецифичное [2+4]-циклоприсоединение). Реакция сциклическими диенами (циклопентадиеном, циклогексадиеном). Экзо- и эндо- аддукты.Реакции с ациклическими несиметрично-замещенными диенами и олефинами региоселективность и так называемая “орто-пара-ориентация”.4.
Понятие о согласованных перициклических реакциях. Разрешенные и запрещенные посимметрии орбиталей процессы.5. Понятие о еновой реакции. Аналогия между механизмом диенового синтеза и еновой реакции.6. Аллены. Хиральность тетразамещенных алленов. Присоединение НBr к аллену.7. Каучук.МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СОПРЯЖЕННЫХ ДИЕНОВ.1. А) БУТАДИЕН ИЗ КАРТОФЕЛЯ (Лебедев, 30-е гг.): Картофель→крахмал→спирт → бутандиол1,3 → дегидратация в бутадиен-1,3. (Спирт на катализаторе Cr2O3/(ZnO)/Al2O3 при нагреванииокисляется в ацетальдегид, последний конденсируется в альдоль и восстанавливается вбутандиол-1,3 (тема – альдольная конденсация).Б) БУТАДИЕН ИЗ АЦЕТИЛЕНА И ФОРМАЛЬДЕГИДА по Фаворскому-Реппе.В) ДЕГИДРИРОВАНИЕ С4 или С5 ФРАКЦИЙ, полученных при пиролизе нефтепродуктов споследующей экстрактивной ректификацией (напр.
с ДМФА.)2. ХЛОРОПРЕН Димеризация НС≡СН в СН2=СН-С≡СН, присоединение НСl (Cu2Cl2) по С≡С(старый способ).3. ГИДРИРОВАНИЕ СОПРЯЖЕННЫХ ДИИНОВ (С≡С-С≡С) с P-2-Ni/H2, или с R2BH/потом AcOH.(СИН-гидрирование).4. СИММЕТРИЧНЫЕ ДИЕНЫ. Присоединение к С≡С гидридов бора (Sia2BH) или алюминия(ДИБАЛ-Н) cпоследующей окислительной димеризацией с Cu2Cl2 или Сu2Br2.5.КРОСС-СОЧЕТАНИЕ. RCH=CH-E (E= B, Sn, Zn) с Br-CH=CHR’ в присутствии Pd, илиNiкатализаторов. (Тема – реакции, кат. Комплексами пер. металлов.)ПРИМЕРЫ РЕАКЦИЙ ДИЛЬСА-АЛЬДЕРА.НУКЛЕОФИЛЬНОЕ ЗАМЕЩЕНИЕ В АЛИФАТИЧЕСКОМ РЯДУ (3 лекции).1. Что такое нуклеофильное замещение. Типы нуклеофилов (анионы,нейтральные молекулы,растворители). Уходящие группы.2.
Типы реакций нуклеофильного замещения. 1) Y– + RX; 2) Y: + RX; более редкие случаи покане обсуждали:3) Y– + RX+, например Вг– + R4N+ = RBr + R3N;++4) Y: + RX , например R3N + R’SR”2 = R3NR’ + SR”2.3. Классификация по механизму.SN1SN2SN1, кинетическое ур-ниеSN2, кинетическое ур-ниеСкорость реакции не зависит от природынуклеофила и его концентрацииСкорость реакции зависит от природынуклеофила и его концентрацииВид энергетического профиля реакции:двустадийный процесс с участиемпромежуточного соединения (интермедиата).Скоростьопределяющая стадия – гетеролизсвязи с уходящей группой.Вид энергетического профиля реакции:одностадийный согласованный процесс. Нетинтермедиатов. Переходное состояние –необходимо точно понимать разницу междупереходным состоянием и интермедиатом.Чрезвычайно велика роль растворителя, таккак именно этот фактор имеет ключевоезначение в процессе разрыва связи суходящей группой.
Наиболее благоприятнырастворители, сильно сольватирующиеуходящие группы и облегчающие гетеролиз –полярные протонные растворителиВлияние растворителя зависит от нуклеофила– оно невелико для нейтральныхнуклеофилов (типа аммиака, аминов, и т.п.), иочень велико для анионных нуклеофилов,вводимых в реакцию в виде солей. В этомслучае наибольшая реакционная способностьдостигается в апротонных растворителяхвысокой полярности.Стереохимия: карбокатион плоский, атакануклеофила с любой стороны.Стереохимический результат – рацемизация (вреальных системах на стереохимию влияетучастие ионных пар, поэтому полнаярацемизация встречается редко)Всегда атака с тыла.
Вальденовскоеобращение.Пространственные факторы в первомприближении не важны.Однако переход отsp3 к sp2 уменьшает стерич. отталкивание,что сильно чувствуется при очень объемныхгруппах (напр. t-Bu (1) и t-Bu3C (13500),сольволизПространственные факторы очень важны, см.многочисл. примеры и п.4 нижеВ синтезе используется редко (превращениетретичных спиртов в бромпроизводные поддействием концентрированной HBr,расщепление трет-бутиловых и других треталкильных эфиров)Очень широко используется в синтезе.Препаративные реакции этого типа обычноназываются алкилированием.КОНКУРЕНТНО ПРОХОДИТ ЭЛИМИНИРОВАНИЕ, кроме случаев, когда R=Me, Allyl, Bn илинет –Н атомов4.
Влияние структурных факторов в рядах Me- Et- i-Pr- t-Bu; Et- Pr- i-Bu- Np-. Бициклическиесубстраты. Винил-, фенил-, аллил- и бензил- галогениды в реакция НЗ. –галогенкарбонильныесоединения.4-MeO- и 4-NO2-бензилхлориды. Аллильная перегруппировка.5. Природа нуклеофила. Нуклеофильность и основность. Поляризуемость и сольватациянуклеофила. Мягкость и жесткость нуклеофила. Конкуренция SN и E реакций. –эффект исупернуклеофилы.
"Голые" ионы. Межфазный катализ. Краун-эфиры, криптанды.6. Природа растворителя. Влияние на SN1 и SN2. Ряд : диоксан (2.2), Et2O (4.22), моноглим (7.2),ТГФ (7.4), ацетон (20.5), ГМФТА (30), ДМФ (36.7), МеNО2 (38,6), сульфолан (44), ДМСО (49), >15 – биполярные, апротонные растворители. Они не должны содержать воды!!!7. Уходящая группа. Оценка Методы создания хорошей УГ. Протонирование, эфиры сильныхнеорганических кислот, электрофильный катализ, использование фосфорорганическихсоединений (Ph3P/CCl4, Ph3P/Br2, реакция Мицунобу).8. Участие соседних групп.
Иприт. Таблица (Беккер с. 198).9. Кратко, факультативно: Более подробное рассмотрение механизмов НЗ. ("Интимные"(контактные) и сольватно-разделенные ионные пары, солевые эффекты, случай SOCl2,суперкислые среды.10-11. Важнейшие примеры синтетического использования реакций НЗ.11. Методы синтеза алкилгалогенидов.а) ROH + HHal;б) ROH + PHal3 или Р кр. + Hal2 и т.п.в) ROH + SOCl2,г) через OTs пр-ные;д) реакция Финкельштейна, включая р-ции RC1 с АgF, а также RBr + б/в КF в б/в этиленгликоле;__________________________________________________методы синтеза, которые будут рассмотрены позднее.е) реакция Хунсдикера (тема – карбоновые к-ты).ё) галогенирование кетонов (тема – кетоны)ж) из кетонов и РС15 → RCCl2R’ (тема – кетоны)_______________________методы синтеза, которые уже были рассмотрены ранее.з) галогенирование алканови) присоединение ННаl, Наl2, НОНаl к олефинам,к) реакции с использованием N-БСИ, N-ХСИ и N-ИСИ.л) присоединение ССl2 и СВr2 к С=См) через гидроборированиен) через Mg- Li- или другие металлорганические соединения.НУКЛЕОФУГНОСТЬ НЕКОТОРЫХ ГРУПП Z в SN1Сольволиз Ph-CHR-Z в 80% спирте.АсО–-610F–-510Cl– Br–114I–90TsO–, MsO– TfO–410810В SN2 реакциях различие в нуклеофугности намного меньше!!!Et–X + EtO–→→→ в спирте SN2,Cl–0,02Et– O– Et + X–Br– I– TsO–, MsO–126ПОНЯТИЕ О "ЖМКО"НУКЛЕОФИЛЫЖЕСТКИЕМЯГКИЕ1.
маленький (мальнькая поляризуемость) 1.большой (большая поляризуемость)2. заряженный2.нейтральный (но м.б. и заряженный)3. основный (HY – слабая к-та)3.не основный (HY – сильная к-та)4. низкая энергия ВЗМО4.высокая энергия ВЗМО5. любит С=О (большой заряд!)5.любит углерод sp36. RO–, NH2–, MeLi ит.п.6.RS–, I–, R3P и т.п.2.Жесткие кислоты – Al3+>Mg2+>Na+. Мягкие кислоты : Ag+> Cd2+>Au3+> Sn4+.Катионы Ж – сродство больше к F>O>N>Cl>I>S. Катионы М: сродство S>I>Br>Cl>N>O>F .Наиболее прочные соединения Ж+Ж или М+М.РЕАКЦИИ ЭЛИМИНИРОВАНИЯ (1 лекция).ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ.1. α-элиминирование, β-ЭЛИМИНИРОВАНИЕ, γ-элиминирование(карбены),(циклопропан)2. Конкуренция SN и Е реакций. Не бывает для RX, где R=Me, Allyl, PhCH2 .3.
Механизм элиминирования:Е1 (сначала уходит Х-, → катион, строение → по Зайцеву),→ Е1 подобное (связь С-Х ионизирована, С-Н – не затронута) → E2 подобное→ Е2 (Н и Х уходят одновременно),→ E2 подобное, → Е1сВ подобное (связь основания с Н сильная, связь Х с субстратомсильная. → по Гофману.+→ Е1сВ (через conjugate Вase, сначала уходит Н → карбанион, строение алкена4. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ Е1.1) Катион – общий с SN1.2) V=k[RX]3) соотношение Е к S растет с температурой, мало зависит отрастворителя. Ненуклеофильный р-ритель способствует Е1.
Ср-ть сольволиз t-BuCl и tBuS+Me2.4) Образование алкена → по правилу Зайцева (более замещенный алкен – более ТМДстабильный). Не бывает 100% по Зайцеву!5) Е1 – не стереоселективно! 6) Низкая препаративная ценность.5. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ Е2.1) V=k[B][RX]. Конкуренция Е и S. 2) теория перемен. перех.
сост. (см. п. 3).3) Направление – бывает по Зайцеву или по Гофману (терминальный алкен).4) Что влияет на соотношение Гофман-Зайцев (природа основания и уход. группы). 5)Стереохимия – либо анти-, либо син-. Анти- бывает чаще (1-Х-циклогексан, 2-Х-бутан). Син– реже (1-Х-циклопентан, 3-Х-гексан, 4-Х-октан). 6) Обр-е цис- и транс алкенов. Не путать ссин-/анти- элиминированием, п. 5-5)! 7) Элиминир.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
