|
|
|
Главная --> Справочник терминов Интермедиат образуется Ниже показано, что при проведении конкретных реакций электрофильного замещения в качестве интермедиатов образуются различные катионоидные частицы. Поэтому можнс утверждать, что реакции электрофильного замещения в ароматическом ядре проходят через стадию образования о-комплексов. В качестве конденсирующего агента используют тонко диспергированный в кипящем ксилоле натрий. Механизм аци-лоиновой конденсации был подробно рассмотрен в гл. 3. В данной реакции металлический натрий является донором электронов, а в качестве интермедиатов образуются анион-радикалы. При проведении реакции необходимо избегать даже небольших количеств спирта (в противном случае будет протекать реакция сложноэфирной конденсации) и проводить реакцию в сильно разбавленных растворах исходного эфира в инертных растворителях; в концентрированных растворах преобладает межмолекулярная конденсация с образованием полимеров. Реакцию проводят при энергичном перемешивании. Если в исходном сложном эфире п = 3—5 или >13, выходы достигают 70%, а при « = 6—10 выходы составляют 40—50%. В нескольких видах реакций в качестве интермедиатов образуются карбокатионы. Наиболее устойчивы они в растворах, а в некоторых случаях их удается получить даже в виде солей. В растворе карбокатион может быть или свободным (особенно в полярных растворителях, где он сольватирован), или существовать в виде ионной пары [6], т. е. быть тесно связанным с отрицательным ионом, называемым противоионом. Ионные пары чаще всего образуются в неполярных растворителях. Механизм реакции также включает атаку по олефиновому углероду, так как в качестве интермедиатов образуются эфиры енолов [158]. Кетоны подвергаются формилированию по а-поло-жению под действием СО и сильного основания [159]. OS, IV, 555, 560; 51, 109. См. также: 52, 1. Активированные ароматические соединения могут подвергаться прямому аминированию под действием гидроксиламина в присутствии сильных оснований [175]. Реакция идет в мягких условиях и с высокими выходами. В качестве интермедиатов образуются ионы типа 16: Обычно диазониевые соли получают в водной среде, но в используемом интервале температур (от 0 до 5°С) реакция идет очень медленно. Если необходимо заместить диазониевую группу на гидроксильную, избыток азотистой кислоты разрушают и раствор обычно кипятят. Для некоторых диазониевых солей требуются еще более жесткие условия, например кипячение с серной кислотой или с трифтороуксусной кислотой в присутствии трифтороацетата калия [182]. Реакцию можно проводить с растворами любых солей диазония, но лучше использовать кислые сульфаты, а не хлориды или нитраты, дающие конкурентные реакции за счет таких нуклеофилов, как С1~ или NO3^. Наилучший метод состоит в добавлении Си2О к разбавленному раствору соли диазония в растворителе, содержащем большой избыток Cu(NOs)2 [183]; процесс идет быстро при комнатной температуре, без побочных реакций и с высокими выходами. При этом в качестве интермедиатов образуются арильные радикалы. Показано, что эти радикалы участвуют, по крайней мере частично, в обычной реакции гидрокси-де-диазонирования, проводимой в слабощелочном водном растворе [184]. Правило Марковникова обычно соблюдается также и в тех случаях, когда в качестве интермедиатов образуются ионы бро-мония или другие трехчленные циклы [80]. Это означает, что в таких случаях атака частицы W должна быть более похожей на S\l-, чем на 5к2-механизм (т. 2, разд. 10.17), хотя общее стереоспецифичное антм-присоединение в этих реакциях указывает на то, что стадия нуклеофильного замещения идет с обращением конфигурации. 4. Если в качестве интермедиатов образуются карбокати-оны, в случае подходящих субстратов можно ожидать перегруппировку. Это часто наблюдается в реакциях элиминирования, проводимых в условиях Е1. В перегруппировке Гофмана незамещенный амид, обработанный гипобромитом натрия (или смесью гидроксида натрия и брома, что, в сущности, одно и то же), образует первичный амин, в котором число атомов углерода на один атом меньше, чем в исходном амиде [212]. Истинным продуктом реакции является изоцианат, но его редко выделяют [213], так как он обычно гидролизуется в условиях реакции. Группа R может быть алкилом и арилом, но если в алкильной цепи больше шести-семи атомов углерода при проведении реакции в присутствии Вг2 и NaOH, выходы низкие; они повышаются при использовании смеси Вг2 и NaOMe [214]. В этих условиях продуктом присоединения к изоцианату является карбамат RNHCOOMe (т. 3, реакция 16-8), который легко выделяется. Его также можно гидролизовать в амин. При использовании NaOH в качестве основания наблюдается побочная реакция — образование мочевин RNHCONHR и ацилмочевин RCONHCONHR, возникающих при взаимодействии RNH2 и RCONH2 с RNCO (т. 3, реакция 16-17). Если целевым продуктом являются ацилмочевины, то для их получения достаточно только половины обычного количества Вг2 и NaOH. Другим побочным продуктом, правда в случае первичного R, является нитрил, образующийся при окислении RNH2 (реакция 19-5). Имиды реагируют с образованием аминокислот, например, фталимид дает о-аминобензойную кислоту. Из ос-гидрокси- и сс-галогеноамидов получаются альдегиды и кетоны; в качестве интермедиатов образуются неустойчивые а-гидрокси- и сс-гало-геноамины. Побочным продуктом, однако, при реакциях а-га-логеноамидов являются геж-дигалогенопроизводные. Мочевины аналогично дают гидразины. Эту реакцию иногда называют гофмановским разложением (не путать с реакцией 17-6). Группы R могут быть алкилом, арилом или водородом, но в случае миграции атома водорода образуется неустойчивый R2C = NH. Механизм этой реакции в принципе тот же, что и при перегруппировке Курциуса. Однако имеются доказательства того, что при пиролизе третичных алкилазидов в качестве интермедиатов образуются алкилнитрены [222]. Реакция протекает также при кислотном катализе; при этом температуру можно снизить, хотя кислота способна гидролизовать имин (т. 3, реакция 16-2). Циклоалкилазиды дают продукты с расширением цикла [223]: Роль катализатора исследована плохо; предполагается, что в качестве интермедиатов образуются соединения переходных металлов с СУ-СВЯЗЯМИ углерод-металл, которые очень нестойки и разлагаются с образованием продуктов сочетания. Можно полагать, что цепная каталитическая реакция инициируется восстановлением переходного металла в нульвалеитное состояние: Частица со временем жизни существенно больше, чем время одного молекулярного колебания (10'п с). Интермедиат образуется из реагентов и ему соответствует локальный минимум потенциальной энергии. Превращения интермедиата приводят к конечным продуктам. Частица, со временем жизни существенно больше, чем время одного молекулярного колебания (1СГ13 с). Интермедиат образуется из реагентов, и ему соответствует локальный минимум потенциальной энергии. Превращения иптермедиата приводят к конечным продуктам. распределения &2/&з, определенное методом обмена кислорода, в точности согласуются с величинами, определенными ранее с помощью кинетических методов. Так, из оригинальных экспериментов по обмену 18О следует, что тетраэдрические интерме-диаты образуются, хотя и необязательно на координате реакции, и кинетическими экспериментами показано, что реакция происходит через образование интермедиата, хотя и необязательно тетраэдрического. Результаты, полученные Бендером и Хеком, ясно демонстрируют, что тетраэдрический интермедиат образуется и что он лежит на координате реакции. словлена образованием вторичного интермедиата. В электро-фильной реакции такой интермедиат образуется потому, что он более стабилен, чем первичный, а в свободнорадикальной реакции этому способствуют стерические причины. Устойчивость свободнорадикальных интермедиатов обычно изменяется в том же порядке: третичный>вторичный>первичный (т. 1, разд. 5.8), но этот фактор, по-видимому, оказывает меньшее влияние, чем стерический. Олефины с неконцевой двойной связью, не содержащие групп, способных стабилизировать радикал, обычно дают эквимолярную смесь изомерных продуктов. В реакциях внутримолекулярного присоединения радикалов, содержащих двойную связь между атомами углерода в положениях 5 и 6, могут образовываться как пяти-, так и шести-членные циклы, но в большинстве случаев кинетически значительно более предпочтительно образование пятичленных колец Частица, со временем жизни существенно больше, чем время одного молекулярного колебания ( 10~13 с ), Интермедиат образуется из реагентов,и ему соответствует локальный минимум потенциальной энергии. Превращения интермедиата приводят к конечным продуктам.'.'••. интермедиа! не удается. Если интермедиат образуется, то он сразу же протонируется и фактически процесс атаки Nu" и НА будет согласованным (практически одновременное присоединение нуклеофила и протона): молекулярного колебания (10"13 с). Интермедиат образуется из реагентов и четырехчленных систем наибольшее значение имеет P-J цикл [47], который присутствует в пенициллиновых и цефалоспориновых антибиотиках и обусловливает их биологическую активность. р-Лактамный цикл очень легко расщепляется при атаке по карбонильному атому углерода, что представляет полную противоположность пятичленным аналогам (пирролидо-нам) или ациклическим амидам, которые относительно устойчивы к нуклео-фильной атаке по карбонильному атому углерода. Кроме того, р-лактамы гид-ролизуются под действием специфического фермента р-лактамазы, в результате образования которой бактерии приобретают резистентность к подобным антибиотикам. Несмотря на то, что р-лактамный цикл легко раскрывается под действием нуклеофилов, как N-, так и С-алкилирование (по сс-положению к карбонильной группе) может быть осуществлено при использовании оснований для депротонирования, возможно даже проведение реакции Виттига по «амидной» карбонильной группе без раскрытия цикла [48]. Замещение ацетоксигруппы в 4-ацетоксиазетидиноне под действием нуклеофилов представляет собой важный синтетический метод, в ходе реакции имин или иминиевый интермедиат образуется прежде, чем происходит прямое замещение [49]. Присоединение карбонильных соединений к алкенам с образованием оксетанов часто называют реакцией Патерно — Бюхи [44]. Реакция сте-реоселективна для некоторых алифатических карбонильных ¦¦соединений, но не для ароматических систем [45]. Этот результат свидетельствует о том, что в реакционном возбужденном состояния алифатические карбонильные соединения существуют в виде сниглетной частицы, а. ароматические — в виде триплетной. Для ароматических кетонов обычно можно определить основной путь присоединения на основании того, что более устойчивый интермедиат образуется при формировании связи кислорода с менее замещенным атомом углерод-углеродной двойной связи: Карбоновые кислоты и их эфиры также можно превратить в амины с потерей карбонильной группы реакцией с азот истово дородной кислотой HN3. Она известна как' реакция 'Шмидта [88]. В этом процессе, как и в реакции Курциуса, электр оно дефицитный центр возникает в результате отщепления азота из азидной группы. Интермедиат образуется путем присоединения азотистоводородной кислоты к карбонильной группе. Мигрирующая группа сохраняет свою конфигурацию.  Испарении растворителя Использованы следующие Использования отработавшего Использования синтетических Использованием катализатора Использованием реагентов Использование эластомеров Использование органических Имеющегося заместителя |
- |
Навигация