|
|
|
Главная --> Справочник терминов Исчерпывающее восстановление Исчерпывающее метилирование лупинина с одновременным восстановлением непредельных промежуточных продуктов приводит к насыщенному спирту (I), строение которого доказано его расщеплением до н-амил-н-пропилкетона (III): Расщепление четвертичных аммонийгидроксидов является заключительной стадией процесса, известного под названием исчерпывающее метилирование по Гофману или разложение по Гофману [176]. В первой стадии этого процесса первичный, вторичный или третичный амин обрабатывают достаточным количеством метилиодида, превращая субстрат в четвертичный аммонийиодид (т. 2, реакция 10-45). Во второй стадии иодид превращают в гидроксид под действием оксида серебра. В стадии расщепления водный или спиртовой раствор гидроксида перегоняют — часто при пониженном давлении. Разложение обычно наступает при температуре от 100 до 200 °С. Другой способ разложения заключается в концентрировании раствора до сиропа в процессе перегонки или сушки при температуре ниже О °С [177] и последующем нагревании сиропа при пониженных давлениях. В этом случае расщепление происходит при более низких температурах, чем реакция в обычном растворе, исчерпывающее метилирование 4, В начальный период развития органического синтеза было естественно выстраивать синтетическую цепочку, используя в качестве исходного соединения то или иное вещество, выделяемое из природных источников. Именно на этой основе в 1911 г. Вильштеттером [21а] был осуществлен синтез цикло-окгатетраена (137). Исходным соединением для этого синтеза послужил алкалоид псевдопельтьерин (138), выделенный из корней гранатового дерева. Это соединение уже содержало 8-членный цикл, и поэтому представлялось наиболее естественным предшественником для получения 137. Задача Виль-штеттера состояла в преобразование функциональности, имеющейся в алкалоиде 138, в систему четырех двойных связей целевого продукта 137. Первая двойная связь была создана в результате восстановления кетогруппы с последующей дегидратацией, а построение остальных двойных связей было осуществлено с помощью последовательности таких простых реакций, как исчерпывающее метилирование, элиминирование по Гофману, бронирование и т. д., как это показано на схеме 2.65. Все стадии этого 10-стадийного синтеза суть трансформации функциональных групп, две из которых неизо-гипсические (восстановление карбонила и присоединение брома), а остальные — изогипсические. Исчерпывающее метилирование сахарозы диметилсульфатом в эфирвоч растворе достигается по методу Бредерека и сотр. [620J. Ищичв. Комплекс 849 Исчерпывающее метилирование углеводов Гофмановское расщепление имеет большое значение для установления строения азотсодержащих природных соединений (алкалоидов). Сущность метода заключается в том, что исследуют соответствующий амин, кватернизовакный избытком метилиодидл (исчерпывающее метилирование), и образующийся при пиролизе олефин. Таким образом Гофман установил строение пиперидина: В начальный период развития органического синтеза было естественно выстраивать синтетическую цепочку, используя в качестве исходного соединения то или иное вещество, выделяемое из природных источников. Именно на этой основе в 1911 г. Вильштеттером [21 а] был осуществлен синтез цикло-октатетраена (137). Исходным соединением для этого синтеза послужил алкалоид псевдопельтьерин (138), выделенный из корней гранатового дерева. Это соединение уже содержало 8-членный цикл, и поэтому представлялось наиболее естественным предшественником для получения 137. Задача Виль-штеттера состояла в преобразование функциональности, имеющейся в алкалоиде 138, в систему четырех двойных связей целевого продукта 137. Первая двойная связь была создана в результате восстановления кетогруппы с последующей дегидратацией, а построение остальных двойных связей было осуществлено с помощью последовательности таких простых реакций, как исчерпывающее метилирование, элиминирование по Гофману, бромирова-ние и т. д., как это показано на схеме 2.65. Все стадии этого 10-стадийного синтеза суть трансформации функциональных групп, две из которых неизо-гипсические (восстановление карбонила и присоединение брома), а остальные — изогипсические. Исчерпывающее метилирование 402 Итаконовая кислота 336 40. При нагревании четвертичного гидрокспда аммония он разлагается па третичный амин, воду и алкен. Эта так называемая реакция элиминирования по Гофману идет лишь в том случае, если по крайней мере одип из заместителей у атома азота содержит водородный атом при атоме углерода, находящемся в (3-положепии по отношению к атому азота: например, гидроксид тетрапеонептиламмопия довольно устойчив к нагреванию, а) Напишите механизм этой реакции, используя гпдроксид этилтриметнламмошш в качестве субстрата, б) Реакция элиминирования лежит в основе расщепления аминов по Гофману, известной также под названием исчерпывающего метилирования. На зоре химии исчерпывающее метилирование играло важную роль при определении структуры различных алкалоидов. Примером может служить схема, приведенная ниже." Нарисуйте структурную формулу исходного амина А и назовите промежуточные продукты, обозначенные буквами. Исчерпывающее метилирование. Наконец, если задача состоит в исчерпывающем восстановлении субстра-та.типа 156, то можно воспользоваться еще одним, на этот раз более мощным донором гидрид-иона. Речь идет диборане В2Нб, о котором мы уже упоминали в связи с гидроборированием, Диборан успешно атакует (в несколько более жестких условиях) даже относительно слабые элсктрофилы типа хлорме-тоаной группы в 156, и с его помощью этот субстрат может быть превращен в диол 159. Еще более эффективно подобное исчерпывающее восстановление; может быть проведено с помощью так называемого супергидрида LiEt3BH, являющегося одним из самых мощных нуклеофилов [191]. Парадоксально, но и обратная задача селективности, а именно восстановление еамой слабой по электрофильности хлорметильной группы в присутствии альдегидной или сложноэфирной, также может быть решена за счет выбора Подходящего гидридного восстановителя, которым на этот раз оказался циа-ВОборгидрид натрия NaBH3CN [23b]. Если же синтетическая задача требует, напротив, селективного 1,4-воста-новления еноноаой системы, то в качестве реагента для проведения этого превращения может использоваться алюмогидрид лития в присутствии комплексов меди [23g) или такой классический восстановитель, как литий в жидком аммиаке [23h]. Наконец, исчерпывающее восстановление еноново-го фрагмента может быть осуществлено с помощью мощного гидридного восстановителя КВН(е/ио/7-Ви)3 или, в некоторых случаях, в условиях ионного гидрирования [23j]. Таким образом, теоретически на исчерпывающее восстановление 1 моль нитрила в амин расходуется 0,5 моль 1лА1Нф Однако многие нитрилы требуют для восстановления большее количество реагента. Так, для полного восстановления нитрилов до первичных аминов рекомендуется применять не менее 200 %-ного избытка L1A1H4 и, кроме того, проводить процесс при низких температурах, Наконсд, если задача состоит в исчерпывающем восстановлении субстрата-типа 156, то можно воспользоваться еще одним, на этот раз более мощным донором гидрид-иона. Речь идет диборане В2Нб, о котором мы уже упоминали В связи с гидроборированием. Диборан успешно атакует (в несколько более жестких условиях) даже относительно слабые элсктрофилы типа хлорме-тильной группы в 156, и с его помощью этот субстрат может быть превращен в диол 159. Еще более эффективно подобное исчерпывающее восстановление; может быть проведено с помощью так называемого супергидрида LiEtjBH, являющегося одним из самых мощных нуклеофилов [191]. Парадоксально, но и обратная задача селективности, а именно восстановление еамой слабой по электрофильности хлорметильной группы в присутствии альдегидной или сложноэфирной, также может быть решена за счет выбора Подходящего гидридного восстановителя, которым на этот раз оказался циа-НОборгидрид натрия NaBH3CN [23b]. Если же синтетическая задача требует, напротив, селективного 1,4-воста-новления еноновой системы, то в качестве реагента для проведения этого превращения может использоваться алюмогидр ид лития в присутствии комплексов меди [23g] или такой классический восстановитель, как литий в жидком аммиаке [23h]. Наконец, исчерпывающее восстановление еноново-го фрагмента может быть осуществлено с помощью мощного гидридного восстановителя КВЩе/иор-ВцЬ или, в некоторых случаях, в условиях ионного гидрирования [23j]. Одна из причин столь большого значения ароматических нитросоедине-ний в органической химии состоит в том, что они при восстановлении дают ряд других ароматических соединений азота. Получение того или иного соединения или смеси соединений зависит от природы восстановителя. Наиболее сильные восстановители приводят к первичным ариламипам Ar—NH2. Например, исчерпывающее восстановление нитробензола дает анилин: Сам дкборан также находит некоторое применение как восстановитель. Пожалуй, наиболее полезной оказалась его сирсобиость селективно восстанавливать карбоковые кислоты до первичных спиртов в мягких условиях [22], Диборан гораздо менее реакцнонноспоеобен по отношению к некоторым другим функциональным группам, которые атакуются ионными гидридными восстановителями или гидрируются каталитически э условиях, необходимых для восстановления карбоксильной группы. Например, сложьоэфнрная, ннтро- и цианогруплы восстанавливаются дибораном гораздо медленнее, чем карбоксильная группа. Диборан способен также восстанавливать амиды. Третичные и вторичные амиды восстанавливаются с его помощью довольно легко, первичные амиды реагируют медленно [23], Исчерпывающее восстановление амидов алю-могидридом лития требует жестких условий. Поэтому селективное восстановление амид ной группы в присутствии таких функциональных групп, как сложноэфириая и нитрогрущш, лучше проводить с помощью диборана. реагируют медленно [23]. Исчерпывающее восстановление амидов алю- Сам днборан также находит некоторое применение как восстановитель. Пожалуй, наиболее полезной оказалась его способность селективно восстанавливать карбоновые кислоты до первичных спиртов в мягких условиях [22], Днборан гораздо менее реакционноспособен по отношению к некоторым другим функциональным группам, которые атакуются ионными гидридными восстановителями или гидрируются каталитически в условиях, необходимых для восстановления карбоксильной группы. Например, сложьоэфнрная, нитро- и цианогрушш восстанавливаются либораном гораздо медленнее, чем карбоксильная группа. Диборан способен также восстанавливать амиды. Третичные и вторичные амиды восстанавливаются с его помощью довольно легко, первичные амиды реагируют медленно [23]. Исчерпывающее восстановление амидов алю-могидридом лития требует жестких условий. Поэтому селективное восстановление амидной группы в присутствии таких функциональных групп, как сложноэфирпая и нитрогруцпы. лучше проводить с помощью диборана. Наконец, если задача состоит в исчерпывающем восстановлении субстрата типа 156, то можно воспользоваться еще одним, на этот раз более мощным донором гидрид-иона. Речь идет диборане В2Нб, о котором мы уже упоминали в связи с гидроборированием. Диборан успешно атакует (в несколько более жестких условиях) даже относительно слабые электрофилы типа хлорме-тильной группы в 156, и с его помощью этот субстрат может быть превращен в диол 159. Еще более эффективно подобное исчерпывающее восстановление может быть проведено с помощью так называемого супергидрида LiEt3BH, являющегося одним из самых мощных нуклеофилов [191]. Парадоксально, но и обратная задача селективности, а именно восстановление самой слабой по электрофильности хлорметильной группы в присутствии альдегидной или сложноэфирной, также может быть решена за счет выбора подходящего гидридного восстановителя, которым на этот раз оказался циа-ноборгидрид натрия NaBH3CN [23b]. Если же синтетическая задача требует, напротив, селективного 1,4-воста-новления еноновой системы, то в качестве реагента для проведения этого превращения может использоваться алюмогидрид лития в присутствии комплексов меди [23g] или такой классический восстановитель, как литий в жидком аммиаке [23h]. Наконец, исчерпывающее восстановление еноново-го фрагмента может быть осуществлено с помощью мощного гидридного восстановителя КВЩвтор-Вп)з или, в некоторых случаях, в условиях ионного гидрирования [23j].  Использование растворов Использование соответствующих Использовании этилового Использовании катализатора Имеющийся заместитель Использовании растворителей Использовании специальных Использован непосредственно Использовать непосредственно |
- |
Навигация