Подробная программа лекций и комментарии к первой части курса (1126144), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Так в Природе работают специальные ферменты –транскетолазы.Бензиловая перегруппировка. Внутримолекулярная перегруппировка ароматических 1,2дикетонов в α-гидроксикислоты под действием щелочей или алкоголятов, при этом из бензила(бензил – тривиальное название дибензоила PhCOCOPh) образуется бензиловая (илидифенилгликолевая к-та) Ph2C(OH)-COOH.
Механизм бензиловой перегруппировки не имеетничего общего с бензоиновой конденсацией.МЕТОДЫ СИНТЕЗА α,β-НЕПРЕДЕЛЬНЫХ АЛЬДЕГИДОВ И КЕТОНОВ. (Не забыть про окисьмезитила.)1.Кротоновая конденсация2. α-галогенкетон + мягкое основание (напр. триэтиламин, пиридин, коллидин, но ни в коемслучае не сильные основания, которые вызовут самоконденсацию, то есть осмоление? или иныепобочные реакции). Из несимметричных кетонов получается более замещенный енон.3.
Синтез из енолятов и PhSeCl, потом окисление с Н2О2 с самопроизвольнымэлиминированием PhSe(OH). Из несимметричных кетонов получается менее замещенный енон.Плохо элиминировать HHal из α-галогенкетона щелочью – может пойти пер-каФаворского. Простой пример – 2-хлорциклогексанон. Механизм - только на 5+.1,2- и 1,4-присоединение к α,β–непредельным карбонильным соединениям.Внимание: в данном разделе рассматриваются не только непредельные альдегиды икетоны, но и другие олефины с –М-заместителем у двойной связи (непредельные кислоты,амиды, нитрилы, сложные эфиры, и. т.п.
Все такие соединения способны реагировать снуклеофилами по -углеродному атому. такие реакции обобщенно называют 1,4присоединением или присоединением по Михаэлю, а олефины такого типа – акцепторамиМихаэля. Закономерности этих реакций в первом приближении одинаковы.Почему α,β-непредельные КС способны реагировать как 1,2-, так и 1,4-? Что такоевинилогия?Как разные нуклеофилы реагируют с α,β-непредельными КС?1. Амины → 1,4 присоединение.2. НСN→ 1,2- для альдегидов, для кетонов 1,2- и 1,4- – конкуренция.Et2AlCN дает только 1,4 при -20оС в толуоле, потом гидролиз.
Это – на 5+.3. RLi – в основном 1,2. Выходы хорошие4. R2CuLi – только 1,4- Выходы хорошие5. RMgX – конкуренция 1,2 и 1,4, в зависимости от пространственных препятствий у С=О.Препаративной ценности уже не представляет.6. R3Bэто условно Rδ– –B δ+R2 → 1,4 присоединение (R на углерод, BR2 на кислород –образуются борные еноляты, которые можно использовать, напрмер, в альдольнойконденсации)–7. Перехват карбаниона PhC (CN)(OH) в условиях бензоиновой конденсации. Синтез 1,4дикетонов8. Еноляты.
Обычно 1,4, см. также аннелирование по Робинсону.9. Li- производные 1,3-дитианов (было раньше). Конкуренция 1,2- и 1,4- в зависимости отприроды растворителя. Добавки CuI приводят кСопряженное присоединение енолятов и енаминов как С- алкилирование. Примеры.Аннелирование по Робинсону. Примеры.Что влияет на конкуренцию 1,2- (кинетический контроль) и1,4- (термодинамический контроль) присоединения к α,β–непредельным карбонильнымсоединениям.1,2- (С=О):1) низкая температура, быстро2) высокая реакционная способность С=О (альдегид)3) затруднения у β-С4) жесткие нуклеофилы5) RLi,RMgX.1,4- (C=C):1) температура высокая, долго2) малая реакционная способность С=О (амид)3) нет затруднения у β-С4) мягкие нуклеофилы5) R2CuLi.ОКИСЛЕНИЕ КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.АЛЬДЕГИДЫ1.
Реагент Джонса (CrO3/H2SO4, 0+20oC) RCHO → RCOOH (>80%).2. KMnO4 (pH 6-10, 0+20oC) RCHO → RCOOH (>80%).3. Реактив Толленса (Ag2O/NH4OH) RCHO → RCOOH (>80%), не затрагивает С=С связи испиртовые группы!4. Аутоокисление альдегидов воздухом при хранении – но это нельзя использовать впрепаративных целях, так как никогда не бывает полного превращения..КЕТОНЫ Не окисляются в условиях 1-4.5. KMnO4/NaOH или HNO3 конц. при нагревании. Образование в общем случае смеси 4карбоновых к-т (правило Попова, 1872 г.).Считается, что идет через енольную форму,легче всего расщепляется связь С(О)-Стрет Связь С(О)-Счетв.
не расщепляется.6. Байер-Виллигер. RC(O)R’ → RCOOR’. Реагент – надкислоты (m-CPBA илиR”C(O)OOH, R”= Ph, Me, CF3).Ряд мигрирующей способности R’: H>Ph>t-Bu>>i-Pr>RCH2>>Me.Р-ция хороша для симметричных кетонов или циклов.Механизм: нуклеофильное присоединение надкислоты (нуклеофильный центр – дальнийкислород пероксидной группы) к карбонилу, согласованный уход карбоновой кислоты ссекстетной перегруппировкой на оксениевый ион:7.
Окисление α–СН2 группы с SeO2, напр.: PhC(O)CH3 → енол →енолэфир селенистой кты → миграция кислотного остатка от О к С→ (PhC(O)CH2-Se-OH) → PhC(O)CHO +Se+ H2O. Механизм – только на 5+.СЛОЖНОЭФИРНАЯ КОНДЕНСАЦИЯ (СЭК, 2 лекции).1. Конденсация этилового эфира уксусной кислоты под действием сухого этилата натрия.Механизм. Стехиометрия. Конденсация изомасляного эфира. Более сильные конденсирующиереагенты.2. Конденсация двух различных сложных эфиров.
Эфиры, не имеющие α-С-Н связей (толькокарбонильные компоненты): бензоаты, формиаты, оксалаты, карбонаты, пивалаты,трифторацетаты. Направленная сложноэфирная конденсация – аналогия с направленнойальдольной конденсацией.3.Конденсация Дикмана.4. Конденсация сложного эфира и кетона. Что является карбонильной компонентой и почему?Синтез ацетилацетона.5.Конденсация Дарзана.6.Реакция Реформатского.7. Свойства ацетоуксусного эфира (АУЭ).
Таутомерия. Наблюдение. Влияние растворителей наположение равновесия. Реакции кетонной и енольной формы.8. Синтезы с использованием АУЭ. Кетонное и кислотное расщепление АУЭ. Примеры С и Оалкилирования и ацилирования енолята АУЭ. Дианион АУЭ и его раздельное алкилирование.9.Синтезы с использованием малонового эфира. Синтез α, ω-дикарбоновых кислот.10.Примеры синтезов с использованием СЭК: несколько способов синтеза фенилмалоновойкислоты; синтезы 1,2- 1,3- и 1,4-циклогександионов; синтез N-метилпиперидона-4.КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ и их производные (3 лекции).СПОСОБЫ СИНТЕЗА КАРБОН. КИСЛОТ.1) ОКИСЛЕНИЕROH, RCHO, R-CH=CH2, R-CCH.2) ОКИСЛЕНИЕ алкилароматич. соед.
(α-С)3) ГИДРОЛИЗ R-CN (Н+ или ОН-, очень жесткие условия)4) RMgX или RLi + CO25) СИНТЕЗЫ С МАЛОНОВЫМ ЭФИРОМ.6) ПРОМЫШЛ. спос. синтеза. (НСООН, АсОН)7) Галоформная реакция8) Р-ция Канниццаро9) Р-ция Байера-Виллигера для нециклических кетонов (через сложные эфиры)СПОСОБЫ СИНТЕЗА КИСЛОТ, КОТОРЫЕ БУДУТ ИЗВЕСТНЫ ИЗ ПОСЛЕДУЮЩИХ ЛЕКЦИЙ.10) Гидролиз производных (хлорангидридов, ангидридов, эфиров, амидов).11) Метод Арндта-Эйстерта.12). СИНТЕЗЫ с АЦЕТОУКСУСНЫМ ЭФИРОМ (АУЭ).ВАЖНЕЙШИЕ СВОЙСТВА КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ.1) кислотность 2) замещение ОН, синтез производных 3) восстановление4) декарбоксилирование: а) термическое, б) по Кольбе, в) реакция Бородина-Хунсдиккера, г)пиролитическая кетонизация (тема – " карбонильные соединения).5) реакции по α-С-атому (Гелль-Фольгард-Зелинский).
Радикальное галогенирование кислот.Данные по кислотности карбоновых кислот.pKAcOH (4.8), HCOOH (3.8), ClCH2COOH (2.8), Cl2CHCOOH (1.3), CCl3COOHиCF3COOHприближаются к сильным кислотам (pK 0.7 и 0.5 в воде).RCH2COOH, где R = MeO (3.6), CN(2.5), PhCH2 (4.3).CH2=CHCOOH (4.3).α-, β-, и γ-хлормасляные (соотношение констант кислотности 140:9:3).Производные карбоновых кислот (КК).Галогенангидриды КК. Синтез ХА из кислот – как пример реакций замещения ОН группыкарбоновых кислот. Механизм нуклеофильного замещения при sp2-углеродном атоме в С=Огруппе с разрывом связи С(О)-ОН. Создание хорошей УГ или протонирование С=О? Синтез спомощью PCl3, PCl5, SOCl2, хлорангидридов карбоновых кислот (напр.
оксалилхлорида).Взаимодействие с нуклеофильными реагентами и использование галогенангидридов в синтезедругих производных КК. Восстановление ГКК, реакции с металлоорганическими соединениями.Метод удлинения углеродной цепи по Арндту-Эйстерту. Механизм.Синтез других пр-ных карбоновых кислот, не обязательно из кислот.1. Ангидриды.
Синтез. 3 группы методов синтеза и 8 примеров реакций.2Кетены как "внутренние" ангидриды карбоновых кислот. Синтез – 3 способа.3.Синтез сложных эфиров: 7-8 способов.СВОЙСТВА ПРОИЗВОДНЫХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ. АЦИЛИРОВАНИЕ.Ряд ацилирующих реагентов, по убыванию электрофильности.Свойства ангидридов, кетенов (в основном ацилирование).Свойства сложных эфиров.
Гидролиз – 2 важнейших механизма (на 3 балла) и двавторостепенных (на 5 или 5+).Синтез амидов – 1) ацилирование NH3 и аминов с RCOX – т.е. с более сильными ацилирующимиреагентами, чем амиды, и даже солями! (примеры). 2) Образование циклич. имидов (сукцин- ифталимид, их использование).
3) Частичный гидролиз нитрилов в щелочной среде с 10-15% Н2О2.4) Что такое лактамы?Гидролиз амидов (жесткие условия, сильно кислая или щелочная среда, знать механизм!).Восстановление амидов: LiAlH4 – до аминов. Слабые восстанавливающие. агенты –LiAlH(OEt)3 или ДИБАЛ-Н – до альдегидов. Реакция RMgXc перв.
или трет.-амидами.Реакция RMgX с ДМФ. Что получится? Дегидратация амидов с SOCl2 в ДМФ.Секстетные перегруппировки – Гофмана, Курциуса, (Шмидта – на 5+), механизм, нитрены.Можно ли использ. для амидов ароматических или пространственно затруднённых. кислот? Каквыделить изоцианаты? Секстетные перегруппировки ведут к укорочению цепиНитрилы. Синтез. 1) Амбидентная природа СN– аниона. Когда получаются изонитрилы? 2) синтезиз амидов.
Свойства. 1) гидролиз (в какой среде? Легко или нет?) 2) кислотность αСН. Конденсация Торпа-Циглера (аналогичная Дикману) – будет в теме "Циклоалканы" 3)Алкоголиз нитрилов. Имидаты, амидины, ДБН и ДБУ - тоже амидины. 4) Восстановлениенитрилов (когда в амины, а когда в альдегиды?). 5) реакция Риттера (трет- амины.)Изонитрилы – понятие, синтез из цианидов и дихлоркарбена. Св-ва. Аналогия с СО, р-ции сгалогенами, серой, водой (формамиды), аминами (амидины).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
