|
|
|
Главная --> Справочник терминов Невозможно осуществить Ранее отмечалось (см. разд. 6.2.1), что при действии азотистой кислоты на первичные амины невозможно остановить реакцию на стадии образования*соли диазония, так как алкильные группы обладают электронодонорными свойствами, что благоприятствует распаду диазоний-катиона с выделением молекулы азота и образованием карбокатиона. Отличить один механизм от другого непросто. Выше отмечалось, что если субстрат имеет два или три атома водорода в а-положении по одну сторону от группы С = О, то катализируемую основанием реакцию невозможно остановить на стадии введения одного атома галогена. Причина этого заключается в том, что электроноакцепторный эффект первого атома галогена повышает кислотность остальных атомов водорода, т. е. группа СНХ более кислая, чем группа СН2, поэтому первоначально образующийся галогенокетон превращается в енолят-ион, а следовательно, и галогенируется быстрее, чем исходный субстрат. Реакции некоторых восстановителей, особенно с ароматическими нитросоединениями, можно остановить на промежуточной стадии: таким путем получают гидроксиламины (реакция 19-50), гидразобензолы (реакция 19-69), азобензолы (реакция 19-68) и азоксибензолы (реакция 19-67). Однако нитрозосоеди-нения, образование которых часто постулируется в качестве интермедиатов этой реакции, слишком реакционноспособны, чтобы их можно было выделить, если они действительно являются интермедиатами (см., однако, реакцию 19-49). Восстановление металлами в растворах минеральных кислот невозможно остановить на промежуточной стадии; реакция всегда приводит к амину. Механизмы таких реакций восстановления исследованы очень мало, хотя обычно предполагается, по крайней мере для некоторых восстановителей, что интермедиатами являются нитрозосоединения и гидроксиламины. Соединения этих двух типов дают амины при действии большинства восстановителей (реакция 19-51), а гидроксиламины удается выделить (реакция 19-50). Для реакции с металлами в кислотах предложен следующий механизм [509]: Гидрирование на никеле Ренея не отличается стереоселективностью, всегда образуется смесь ifuc- и транс-изомеров, в которой преобладает термодинамически наиболее стабильный m/ганс-нзомер. Каталитическое гидрирование бензольного кольца невозможно остановить на первой или второй стадии, поскольку В кислой среде, где галогенированию подвергается енольная форма, можно добиться введения в а-положение только одного атома галогена. Галогенкетоны имеют более низкую величину рЛ"а и протонируются труднее, чем исходный кетон. Это понижает скорость енолизации галогеизамещениого кетона, что благоприятствует введению только одного атома галогена. В противоположность этому галогенирование енолят-иона в основной среде невозможно остановить на стадии монозамещения. Енолят-ион по крайней мере в тысячу раз реакциониоспособнее самого енола. Кроме того, более высокая кислотность а-галогеизамещениого кетона предопределяет более высокую скорость депротонирования по сравнению с депротонированием незамещенного кетона. Поэтому все атомы водорода при обоих а-атомах углерода кетона чрезвычайно легко замещаются на галоген. Галогенирование кетонов с участием енолят-ионов обычно выполняют в бинарной смеси воды и органического растворителя в присутствии гидроксида натрия или калия, где непрерывно создается стационарная концентрация енолят-иона. В этих условиях метилкетоны первоначально образуют 1 , 1 , 1 -трнгалогенкетоны, которые затем подвергаются щелочному расщеплению до галоформа и аниона карбоновой кислоты: В кислой среде практически невозможно остановить реакцию ив стадии образования альдоля и конечным продуктом оказывается а,р-ненасыщенный альдегид - продукт его дегидратации. Сложные эфиры менее реакционноспособны по отношению к алюмогидриду по сравнению с альдегидами. Поэтому с этим мощным восстановителем реакцию невозможно остановить на стаднн образования альдегида и продуктом восстановления оказывается первичный спирт. К тому же результату приаодит восстановление сложных эфиров боргидридом лития. Катион алкиламмония, как было отмечено выше, обладает свойствами слабой кислоты. В результате переноса протона к молекуле аммиака образуется первичный амин и катион аммония. Первичный амин проявляет свойства более сильного нуклеофильного агента, чем аммиак, и при взаимодействии с алкилгалогенидами дает катион диалкиламмония, из которого далее получается вторичный амин. Этот процесс может продолжаться далее, приводя к третичному амину и даже к соли тетраалкиламмония. Вся последовательность происходящих превращений описывается приведенными выше уравнениями (1)-(7). Соотношение продуктов реакции зависит от соотношения исходных реагентов. Увеличение количества алкилгалогенида способствует росту доли третичного амнна и четвертичной аммониевой соли, в то время как в присутствии избытка аммиака преимущественно образуется смесь первичного и вторичного амина. Однако даже при большом избытке аммиака реакцию невозможно остановить на стаднн образования только первичного амина. В типичном примере взаимодействия одного моля 1-бромоктана и трех молей аммиака при 20°С получается смесь, состоящая из 45% октиламина, 43% диоктиламина и следов триоктиламина. При большем количестве аммиака доля первичного амина возрастает, но вторичный амнн всегда присутствует в продуктах реакции. Галогенирование ароматических аминов не требует применения в качестве катализаторов кислот Льюиса, таких как галогениды железа или олова, и легко идет под действием молекулярного галогена. Анилин реагирует с бромом как в воде, так и в органических растворителях чрезвычайно легко с образованием 2,4,6-триброманилина. Эту реакцию невозможно остановить на стадии моно- или дибро-мирования вследствие очень высокой активирующей способности аминогруппы и Галогенирование фенолов не требует катализа кислотами Льюиса (РеСЬ, РеВгз, А1С1з и др.) и легко осуществляется под действием молекулярного галогена. Галогенирование фенола молекулярным бромом или хлором в полярной среде практически невозможно остановить на стадии моногалогенирования, поскольку Альдоль под действием разбавленной кислоты отщепляет воду даже при комнатной температуре. Вот почему, если реакция катализируется кислотой, ее практически невозможно остановить на стадии р-оксиальдегида. Альдоль-ная конденсация, например, ацетальдегида, катализируемая кислотами, дает в качестве конечного продукта 2-бутеналь. Стадия дегидратации описана ниже. При нагревании смеси диметилсульфата с этиленхлоргидри-ном при 140—165° образуется р, р-дихлордиэтиловый эфир [395]. В этом случае невозможно осуществить метилирование в щелочном растворе. Кроме рассматривавшихся до сих пор нуклеофильных реагентов, с карбонильной группой могут взаимодействовать и другие вещества, способные к переносу водородных атомов или алкиль-ных остатков с их электронными парами (в виде «анионов»). Эти анионы были бы очень сильными основаниями, но в процессе ре-акции они не реализуются' как таковые, поскольку в общем невозможно осуществить ионизацию молекулы с образованием свободных гидридных или алкильных анионов, согласно, например, следующим схемам: Вследствие решающей роли, которую играет энергия переходного состояния в определении скоростей химических реакций, информация о структуре переходного состояния могла бы сильно облегчить понимание механизмов реакций. Однако ввиду нестационарное™ переходного состояния, невозможно осуществить экспериментальные измерения'; которые могли бы непосредственно дать информацию о структуре переходного состояния. Хэммонд [26] обсудил условия, в которых становится обоснованным сравнение структуры переходного состояния со структурами Интермедиатов, реагентов и продуктов. Его утверждение относительно структуры переходного состояния получило среди химиков-органиков известность как постулат Хаммонда. Рассматривая отдела ные. стадии в механизме реакции, постулат Хэммонда утверждает: «если два состояния, как, например, переходное состояние и нестабильный интермедиат, последовательно осуществляются в ходе реакции, и имеют примерно одинаковое энергосодержание, то их взаимопревращения будут сопровождаться лишь небольшой реорганизацией структуры молекулы». С точки зрения связи с работами, рассмотренными выше, реакции присоединения силанов к непредельным соединениям, катализируемые металлами и их солями, требуют некоторых дополнительных замечаний. Наиболее часто применяемые в качестве катализаторов металлы и их соли — это платина на угле или па у-окиси алюминия, платинохлористоводородная кислота, хлор-платинат калия, а также палладий. Кроме того, применялись хлористый рутений, четырехокись осмии на угле и некоторые другие соединения этих элементен. Такой метод в значительной степени перекрывает свободнорадикальиую катализируемую реакцию и часто дает лучшие выходы продуктов. Это особенно справедливо для реакции присоединении к ацетиленам [283, 284]. Из гексина-I аддукт с трихлорсилапом был получен с выходом 36% в реакции, инициированной перекисью, по при нрименении в качестве катализатора платины на угле выход составил 93%. Фенил-ацетилен в присутствии перекиси не образовал нлдукта, однако в присутствии в качестве катализатора платины па угле выход был ранен 82% [283]. Эти катализаторы позволяют получить простые аддукты из легко полимеризующихси олгфинов, таких, как стирол или акрилонитрил, что трудно или даже невозможно осуществить !! условиях свободнорадикальной реакции [3051. Несмотря па значительное перекрывание этих двух методов, между ними существуют некоторые различил, имеющие важное значение для синтеза. Ниже перечислены эти различии. G) Исслслцранияьш последних лет доказано, что господствовавшее ранее убеждений в том, что реакцию Кашшшшро невозможно осуществить с а- и и-окси- и аминоалшсгидами, неверно. Так, ванилин, совершенно не изменяющийся при нагревании с раствором едкого натра, диспропорцию пир у стад при кипячении с 30%-ньш раствором едкого кали при 140° на 5% [Pearl, I. Am. Chem. Sac., 68, 2180 {1946}]. Ароматические о-сжсиальдегиды реагируют быстрее, чем n-изомеры, невидимому, за счет образования клишклдалиой связи между атомом подорода гидроксилТ.ной группы и карбонильным кислородом [Vavori, MG-uthearal, Bull. Sec. Chan., 7. 551 (1940)]. невозможно осуществить противоточное охлаждение, как в нисходящих было трудно или даже невозможно осуществить с другими когда соответствующие реакции невозможно осуществить экс- Активированный комплекс антиароматичен (топология Хюккеля, 4 электрона). В результате реакцию невозможно осуществить термически, поскольку АЯФ слишком велико. Напротив, при фотохимической активации олефины димеризуются с образованием производных цикло-бутана. Реакция разрешена 'фотохимически и^запрещена термически. Защитная группа. Тритильную группу нельзя считать удовлетворительной в качестве защитной группировки для нуклеозидов, поскольку гликозидные связи довольно лабильны в кислых условиях, необходимых для ее удаления. Например (Корана и сотр. [1,21) в уридиновом производном (За) невозможно осуществить уда- Защитная группа. Тритильную группу нельзя считать удовлетворительной в качестве защитной группировки для нуклеозидов, поскольку гликозидные связи довольно лабильны в кислых условиях, необходимых для ее удаления. Например (Корана и сотр. [1,21) в уридиновом производном (За) невозможно осуществить уда-  Невозмущенном состоянии Неустойчивыми соединениями Нафтиламина растворяют Незаменимые аминокислоты Незначительные количества Незначительными количествами Незначительное количество Незначительного количества Незначительно изменяется |
- |
Навигация