Методичка (3) (1126199), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Электроноакцепторные группы в бензольнли кольце, такие как NO2 иCOOMe, облегчают процесс.С помощью реакции Ульмана можно получать и несимметрично замещённыебифенилы. Для получения высокого выхода целевого продукта в этом случае используюткомбинацию высоко реакционноспособного арилгалогенида с менее реакционноспособнымгалогенидом, например:48Cuo200 CBrC6H5J +NO2NO260%Другая реакция, приводящая к образованию связи C-C – сочетание арил- ивинилгалогенидов с ацетиленидами меди, известна как реакция Стефена-Кастро:ArCRX + CuCPyкипячениеArCCRВ настоящее время эту реакцию можно осуществить в каталитическом варианте вприсутствии комплекса (CuJ·PPh3)4:R'X + HC(CuJ PPh3)4K2CO3, DMF,80 - 120oCCRR' CC RR' = арил, винил; X = Br, JМеталлоорганическиесоединениямеди–это,восновном,производныеодновалентной меди.
Они получаются при действии RLi или RMgX на (CuX)n (X = Cl, Br, I).(CuI)n + n MeMgI(MeCu)n-15o желтый осадокМетилмедь и ее гомологи при температуре выше 0о быстро разлагаются с выделениемсмеси алканов и алкенов. Они нерастворимы ни в чем, кроме комплексообразователей ипредставляют собой полимерные вещества. Фенилмедь значительно устойчивее, но и онапри комнатной температуре постепенно разлагается с образованием бифенила.Если реакцию галогенида меди с литийорганическими соединениями проводить вприсутствии избытка RLi, то образуются растворимые в эфире комплексы – купраты лития,например:C4H9Li + CuI- LiI[C4H9Cu]C4H9Liэфир, - 20o(C4H9)2CuLiВ синтетической практике купраты получают in situ, исходя из иодида (CuI)n иликомплексабромидамедиCuBr•Me2S.Иодид49медиобязательнодолженбытьперекристаллизован перед синтезом * .
Комплекс бромида меди готовят действием избыткадиметилсульфида на бромид меди ** .CuBr . Me2S(CuBr)n + Me2Sизбытокбесцветные кристаллыСтабильность купратов R2CuLi значительно варьирует в зависимости от природырадикала R. Так, диметилкупрат лития стабилен в эфирном растворе при ОоС в атмосфереазота в течение нескольких часов. Купраты со вторичными и третичными радикалами Rбыстро разлагаются в эфирном растворе при температуре выше –20о.
Для повышенияустойчивости купратов со вторичными и третичными радикалами используют добавкистабилизирующихлигандов:P(NMe2)3,PR3,Me2S.Однако,присутствиеэтихдополнительных лигандов затрудняет выделение продукта реакции.Взаимодействим солей меди с литийорганическими соединениями получаютразличные купраты типа R2CuLi, где R = алкил, алкенил, аллил, арил, циклопропил. Можнополучить также купраты, содержащие замаскированные (защищенные) функциональныегруппы, например:EtOLiCuIEtOCuLiEtOEtO2Простейшая формула диалкилкупрата R2CuLi, не соответствует строению этогосоединения.
В действительности купраты представляют собой димеры, например, Li2Cu2Me4(т.е. [Me2CuLi]2), Li2Cu2Ph4 (т.е. [Ph2CuLi]2). Алкильные и арильные группы в этих димерахиграют роль мостиков между атомами Cu и Li (см. рис.3)*Очистка (CuI)n: G.B.Kauffman, L.A.Tetev, Inorg. Synth., 1963, v.7, p.9; G.H.Posner,C.E.Witten, Org. Synth. Coll. Vol. VI, 1988, p. 250.**Получение CuBr . Me2S: H.O.House, C.-Y. Chu, J.M.Wilkins, J.Org.Chem., 1975, v.40, p.1460.50MeMeCuLiLiCuMeMe(a)Рис.3. Строение купратова) Приблизительная структура Me4Cu2Li2 (по рассеянию рентгеновских лучей вэфирном растворе).б) Структура комплекса Ph4Cu2Li2 . 2 Et2O.В растворах купратов в ТГФ существует равновесие:[Me2CuLi]2MeLi + Me3Cu2LiKравн = 11Об этом равновесии свидетельствуют данные спектроскопии ЯМР 1Н и 7Li. Если к растворуорганокупрата добавить соединение, эффективно связывающее катион Li+, например, краунэфир, то димерная структура купрата разрушается:OOOMe4Cu2Li2 + 2OOOLi2O[Me2Cu]OПри этом образуются мономерные диорганокупрат-анионы (см.
рис.4).[Me2Cu]Рис.4. Структура мономерных диорганокупрат-анионов51Рассмотренные выше купраты типа R2CuLi, в которых с атомом меди связаны дваодинаковых радикала R, называются гомокупратами, или купратами Гилмана. Помимо них,существуют также гетерокупраты R(R’)CuLi, в которых атом меди связан с двумяразличными радикалами R и R’. Если R и R’ являются алкильными группами, то в растворетакого гетерокупрата присутствуют три соединения:R2CuLi + R'2CuLi2 R(R')CuLiТакие гетерокупраты не находят синтетического применения (их использованиеприведет к смесям продуктов).Напротив, большое синтетическое значение приобрели такие гетерокупраты, вкоторых одним из радикалов R и R’ является ацетиленид, феноксид, тиолят или цианид:(RCC)R'CuLi, (ArO)R'CuLi,(ArS)R'CuLi,R'(CN)CuLiТак, цианид меди(I) реагирует с литийорганическими соединениями, образуя цианокупраты.Замещение иона CN на органический радикал при этом не происходит:R(CN)CuLiцианокупратRLi + CuCNRCu + LiCNГетерокупраты–производныеалкиновполучаютобычнонабутилацетилена или пентина-1:Me3C-CCHMeLiэфирC-LiMeLiоэфир, 5-7CuIэфир, 10-13о(Me3C-CC-)MeCuLi(-n-C3H7CCCu + BuLi эфир-ГМФТАo-78C-)BuCuLiMe3C-Cn-C3H7CMe3C-CC-CuАналогично получают гетерокупраты на базе тиолятов, например:52базетрет-PhSLi + CuIТГФt -BuLiТГФ, -78oPhSCut -Bu(PhS)CuLiРассмотренные выше гомо- и гетерокупраты, отвечающие стехиометрии R2CuLi илиR(X)CuLi,называютсякупратаминизшегопорядка.Известныиболеесложныемедьорганические соединения, относящиеся к купратам высшего порядка.
Эти купратыотвечают стехиометрии [R2Cu(CN)]Li и получаются на основе цианида меди. В цианидемеди, по-видимому, осуществляется дополнительное связывание между атомом Cu и CNгруппой за счет донирования электронной плотности с заполненных d-орбиталей меди навакантную π*-орбиталь циано-группы. Этим обусловлена способность цианида медиприсоединять не только одну, но и две молекулы RLi.RLiRCu(CN)LiRLi + CuCNR2Cu(CN)Li2Цианокупраты высшего порядка более реакционноспособны, чем цианокупратынизшего порядка, и в то же время более стабильны, чем последние. По своей реакционнойспособности купраты R2Cu(CN)Li2 приближаются к классическим купратам Гилмана.Винильныеиаллильныецианокупратывысшегопорядкаполучаютсянепосредственно из оловоорганических соединений:+ Me2Cu(CN)Li2SnR3THF25 , 1 часoCu(CN)Li2+ MeSnR3MeSnBu3+ Me2Cu(CN)Li2THF0 , 30 минCu(CN)Li2 + 2 MeSnBu3o2Широкое применение в синтезе нашел 2-тиенил-цианокупрат:S(2-Th)CNCuLiCu(CN)LiЭтот реагент коммерчески доступен в виде 0,25 M раствора в ТГФ.
Его используют дляполучения купратов высшего порядка R(2-Th)CNCuLi2, в которых на органический субстратпереносится группа R.53Отдельно следует остановиться на купратах, образующихся при действии на солимеди магнийорганических соединений.Взаимодействие эквимолярных количеств RMgX и CuX приводит к соединениям,состав которых отвечает приведенной ниже формуле (40).RMgX + CuXэфирный растворительoto0RCu MgX2(40)Однако действительное строение образующихся при этом комплексов “RCu•MgX2” гораздосложнее.Если в реакции с солью меди использовать 2 эквивалента магнийорганическогосоединения, то образуются магнезиокупраты (41), аналогичные купратам Гилмана,например:2MgBr+ CuIТГФ-40o2(41)Cu MgBrКупраты типа (40) нашли широкое применение в синтезе в связи с реакциейкарбокуприрования (см.ниже).
Магнезиокупраты типа (41) в синтетических целяхиспользуются реже. Их реакционная способность аналогична реакционной способностикупратов Гилмана.Помимо купратов, определенное применение в синтетическихцелях находятмедьорганические комплексы RCu•PR’3. Один из методов их синтеза, позволяющийполучать реагенты, содержащие функциональные группы в молекуле, основан наиспользовании высокореакционноспособной меди.
Для получения такой меди по методуРике восстанавливают иодид меди нафталин-натрием в присутствии трифенилфосфина,например:HLi +ТГФ(Ph3PCuI)4LiHнафталин-литийтёмно-зелёный54Cux(PPh3)yкрасновато-черныйOBrOCOOEtCu PPh3EtOOC-35oCOOEt-78o90%В настоящее время известны и находят применение в синтезе также другие типымедьорганических соединений: силил-, станнил-, гидридо-купраты, купраты типа R5Cu3Li2.Здесь мы не останавливаемся на этих реагентах и отсылаем читателя к монографии * иобзору ** .В органическом синтезе купраты используют для усложнения углеродного скелета вреакциях с алкинами, насыщенными и α,β–непредельными альдегидами и кетонами,эпоксидами, оксетанами, алкилгалогенидами и тозилатами.Реакционная способность купратов во многом определяется ковалентным характеромсвязи Cu-C, низким окислительным потенциалом (0,15 в) перехода Cu(I) –Cu(II), а такжевыраженной тенденцией меди образовывать полиядерные кластеры и соединения сосмешанной валентностью.Относительную реакционную способность различных электрофилов в реакциях сорганокупратами передает следующий ряд:ORC(O)ClRCHORCRROTs ~~RCOOR'RIRBrRClRRCNROКак видно из этого ряда, наиболее активно купраты реагируют с ацилгалогенидами.Реакция приводит к кетонам, с которыми купраты реагируют неохотно (особенно при низкойтемпературе).OOR'C+ClR2CuLiэфирR'-78 , 15 мин(-LiCl)oCR + [RCu ]разложение*M.Schlosser, Ed., Organometallics in Synthesis, Wiley, Chichester, 1994.B.H.Lipshutz, in Comprehensive Organometallic Chemistry II, E.W.Abel, F.G.A.Stone,G.Wilkinson, Eds-in-Chief, v.12, Pergamon, 1995,p.59.**55В реакциях гомокупратов Гилмана синтетически полезной является только одна издвух алкильных (арильных) групп, связанных с атомом меди.
Вторая алкильная группарасходуется «впустую»: образующееся в реакции медьорганическое соединение разлагается.В том случае, если купрат R2CuLi дорог, такое расходование его неоправдано. Гораздолучше использовать более дешевые и легкодоступные гетерокупраты R(X)CuLi, в которыхгруппа X связана с медью достаточно прочно, и в реакции используется лабильная группа R,например:OCPhCuI + PhSLiPhSCut -BuLi-78oPhCPhS(t -Bu)CuLiClo-78Bu- t + PhSCu87%В подобных реакциях можно использовать и другие гетерокупраты, в частности, набазе ацетиленидов меди.Кетоны, содержащие другие функциональные группы, получаются из хлорангидридовкарбоновых кислот на базе функционализированных купратов, например:(Ph3PCuI)4нафталин-литийТГФСux(PPh3)yBrCOOEtТГФ, -35oOOEtOOCCu PPh3Ph CCloТГФ, -35 , 1,5 часo20 , 30 минCOOEtPh81%В отличие от кетонов, альдегиды охотно реагируют с купратами, давая продуктыприсоединения по карбонильной группе – спирты.
Так, в реакции 2-фенилпропаналяобразуются два диастереомерных спирта (42) и (43):OPhHMeOHPhEt2O+ Bu2CuLio-70 , 1 часMeOH+Bu(42)56PhBuMe(43)Реакция идет диастереоселективно: продукты, образуются в отношении (42) : (43) =3,1 : 1, то есть основным продуктом является диастереомер (42). Необходимо помнить, что вданном случае речь идет о преимущественном создании определенной относительнойконфигурации, то есть соединение (42) представляет собой рацемат.PhMeOHOHPhBuBuMe(42)Присоединение купратов к карбонильным соединениям представляет собой примерреакции, проходящей в соответствии с правилом Крама.Допустим, что атом углерода, соседний с карбонильной группой, имеет еще тризаместителя: Rм, Rср, и Rб, различающиеся своими размерами: Rм – малый, Rср – средний иRб – большой.RмRсрCCORRбСогласно правилу Крама, в переходном состоянии реакции присоединенияреализуется конформация, в которой заместители R и Rб заслоняют друг друга.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
