Главная --> Справочник терминов


Первичные алкилгалогениды Первичные алкиламины RNH2 можно превратить [838] в ал-килгалогениды следующими путями: 1) превращением их в RNTs2 (разд. 10.13), который затем обрабатывают I- или Вг~ в ДМФ [300]; 2) диазотированием под действием трег-бутил-

21.17 Действие азотистой кислоты на первичные амины.-—Взаимодействие ароматических аминов с азотистой кислотой только отчасти сходно с поведением алифатических аминов. В то время как первичные алкиламины при действии азотистой кислоты в солянокислом растворе дают спирт и азот, гидрохлорид анилина в контролируемых условиях реакции (низкая температура, избыток кислоты) превращается в кристаллическую соль — хлористый фенилдиазоний:

Разветвление углеродной цепи в молекуле амина затрудняет реакцию цианэтилирования. Так, например, я-бутиламин образует продукт моноцианэтилирования с выходом 98% 156, изобутил-амин 91 %157, втор-бутиламин 83%, а трет-бути л амин — только 56% 156. Бензилами** 158 и циклогексиламин 144> 156 реагируют так же легко, как и первичные алкиламины, причем N-p-цикло-гексиламинопропионитрил очень легко распадается на исходные вещества 13> 144.

АММОНОЛИЗ АЛКИЛГАЛОГЕНИДОВ. При взаимодействии аммиака с алкилгалогенидами образуются первичные алкиламины. Моноалкиламины являются более сильными нуклеофилами, чем аммиак; они будут реагировать .с оставшимися молекулами алкилгалогенида (если только его концентрация не поддерживается на низком уровне), давая значительные количества аМи-нов с большей степенью алкилирования и даже четвертичные соли аммония.

так же легко, как и первичные алкиламины, причем N-^-цикло-

Протонирование и комплексообразование аминов — их главные реакции. Первичные алкиламины как основания в 20 раз сильнее NH3. Это следует из значений констант основности ( Кь):

Реакции с HNO2. Особенно своеобразно протекают эти реакции у первичных ароматических аминов и являются для них главными. Здесь наблюдается большое различие в свойствах алкиламинов и ариламинов. Первичные алкиламины с HNO2 превращаются в спирты:

Первичные алкиламины, начиная примерно с С?, и а. ские амикы дают соли, трудно растворимые в едком кали и разла-водой, что сильно препятствует разделению

Первичные алкиламины [21. N-Литиевое производное Б. (получаемое из Б. и я-бутиллития) при взаимодействии с алкилбромида-

Первичные алкиламины [2]. Реагент (1) взаимодействует с алкил-бромидами или с алкиловыми эфирами n-толуолсульфокислоты с образованием N-алкил-быс-бензолсульфенимида (2), который, не выделяя, гидролизуют 3 н. соляной кислотой и получают первичный алкиламин (3) и бензолсульфенилхлорид. Наиболее подходящими растворителями являются ТГФ и диметоксиэтан. Выход большей частью в пределах 40—80%.

Внутримолекулярная нуклеофильная циклизация является основой получения и 4-членных гетероциклов. Первичные алкиламины являются бинуклео-филами и в реакциях с ненасыщенными соединениями затрагивают оба атома водорода группы NH2. Нагревание 4-алкиламиноперфтор-4-метил-3-изопро-пилпент-2-ена, полученного реакцией первичных алкиламинов с перфтороле-финами, при 100 °С или присутствие триэтиламина дает реализацию внутримолекулярной нуклеофильной циклизации, приводящей к образованию N-алкил-перфтор-2,4,4-триметил-3-изопропил-2-азетина. Последний может быть легко преобразован при действии Et^N или безводного CsF в ацетонитриле в N-ал-килперфтор-2,4,4-триметил-3-изопропилазетидин [53, 54].

1. Согласно принципу жестких и мягких кислот и оснований, жесткие кислоты предпочтительно взаимодействуют с жесткими основаниями, а мягкие кислоты—с мягкими основаниями (т. 1, разд. 8.4). При реализации механизма SN! нуклеофил атакует карбокатион, который представляет собой жесткую кислоту. В механизме SN2 нуклеофил атакует атом углерода молекулы, которая является более мягкой кислотой. Более электроотрицательный атом амбидентного нуклеофила — это более жесткое основание, чем менее электроотрицательный атом. Поэтому можно утверждать, что при изменении характера реакции от SN! к SN2 вероятность атаки менее электроотрицательным атомом амбидентного нуклеофила возрастает [362]. Следовательно, переход от условий реакции SN! к условиям реакции 5к2 должен способствовать атаке атома углерода в цианид-ионе, атома азота в нитрит-ионе, атома углерода в енолят- и фенолят-ионах и т. д. Например, атака на первичные алкилгалогениды (в протонных растворителях) происходит атомом углерода аниона, полученного из CHsCOC^COOEt, тогда как а-хлороэфиры, которые взаимодействуют по механизму SN!, атакуются атомом кислорода. Однако это не означает, что во всех реакциях 5н2 атакует менее электроотрицательный атом, а во всех реакциях SN! — более электроотрицательный. Направление атаки зависит также и от природы нуклеофила, растворителя, уходящей группы и других условий. Это правило утверждает лишь, что усиление 5к2-характера переходного состояния делает более вероятной атаку менее электроотрицательным атомом.

Первичные алкилгалогениды (хлориды, бромиды и иодиды) легко и с высоким выходом окисляются в альдегиды диметил-сульфоксидом [273]. Аналогичным образом тозилаты первичных спиртов превращают в альдегиды [274], а эпоксиды [275] дают а-гидроксикетоны или а-гидроксиальдегиды [276]. Реакция с участием тозилатов представляет собой косвенный метод окисления первичных спиртов в альдегиды (реакция 19-3). Окисление такого типа можно проводить без выделения промежуточно образующегося сложного эфира. Спирт обрабатывают диметилсульфоксидом, дициклогексилкарбодиимидом (ДЦК) [277] и безводной фосфорной кислотой [278]. При этом

По своему механизму реакции нуклеофильного замещения делятся на две категории. Первичные алкилгалогениды (в которых атом галогена связан с первичным атомом углерода) реагируют обычно следующим образом: сначала нуклеофиль-ный реагент подходит к положительно заряженному атому углерода, связанному с атомом галогена, и из двух частиц (реагента и субстрата) образуется активированный комплекс, который затем распадается на продукт и галогенид-анион. Образование этого комплекса — самый медленный этап реакции и поэтому определяет полную скорость реакции. Таким образом, реакция является бимолекулярной и обозначается 5м2 (от англ, bimolecular nucleofilic substitution — бимолекулярное нук-леофильное замещение).

Показанная на схемах 2.4] и 2.42 возможность реализации превращений того же типа, что был описан ранее, но с помощью реагентов иных классов и в совершенно других условиях, позволяет резко расширить границы применения многих синтетически важных реакций. Так, например, хорошо известное алкилирование ионных енолятов великолепно работает, если в качестве алкилирующих реагентов используются первичные алкилгалогениды (или производные первичных спиртов). Однако эта реакция абсолютно неприменима для тех случаев, когда в качестве электрофилов берутся третичные гало-гениды, поскольку последние немедленно подвергаются дегидрогалогениро-

хорошо растворим Nal (1,29 молъ/л) и очень плохо NaBr и NaCl {5,5-Ю'б моль/л]. В сухом ацетоне Nal растворяется при комнатной температуре примерно в 20 раз лучше, чем Кг Особой реакциодной способностью обладают сс-галогенкарбонильный соединения, аллил- и бензилгалогениды, причем, бром обменивается легче хлора; первичные алкилгалогениды реагируют легче, чем вторичные и третичные [782, 7ЙЗ], В ароматических соединениях галоген может обмениваться на иод лишь в тощ случае, если связь углерод — галоген ослаблена наличием электронопритягивающил заместителей, например нитрогрупсшй в орто- и (или) пара-положении. 1-Иод-. 2,4-дянитробевзоп получают с 70% -ным выходом кипячением (15 мин] 1 молъ 2,4-динитрохлорбензола с 5 моль K.I н диметилформамиде [784]. Разработан также;./ простой способ обмена галогена на иод в других ароматических соединениях (стр. 200).^

В качестве алкилирующих агентов в первую очередь применяются алкилгалс гониды, из которых, как известно, наибольшей реакционной способностью обладаю иодиды. Первичные алкилгалогениды реагируют легче, чей вторичные; тротичяы галогениды легко отщепляют галогеноводород под действием ашгаоп и перехода в олефнпы. Вшнилгалогениды более склоним к полимеризации, тогда как аллнлгалс геииды реагируют обычным образом. Реакция а-алкилированиых аллилгалогенидо с аминами почти всегда сопровождается аллильиои перегруппировкой. Полярнц растворители повышают скорость реакции алкилироваиня; чаще всего прлмепяютси вода и этиловый спирт; из-аа более высокой температуры кипения употребляют таюк бензпловый спирт и простые эфиры гликоля. Ацетоинтрил и нитрометан применяют ся как растворители при кватеринзации йодистым метилом [402].

Многие замещенные первичные алкилгалогениды можно превратить в нитрилы с выходами, обычно составляющими 75—90%. Ниже приведены типичные уравнения:

Наряду с уходящей группой на соотношение продуктов рсзк ции при нуклеофильном замещении амбидентного аниона больикн влияние оказывает также природа алкильного радикала в субстра те RX. Так, например, при взаимодействии нитрита серебра с п..\~ килбромидом в диэтиловом эфире выход митроалканов падает np;i переходе от первичного к третичиому галогеяиду, и одновременно соответственно увеличивается выход эфира азотистой кислоты. Очевидно, это является следствием изменения механизма реакция а указанном направлении, что, как это изложено в разд. Г,22А плечет за собой изменение относительной нуклеофильности реагеп тов. В то время как первичные алкилгалогениды при 5к2-реакции преимущественно атакуют атом, обладающий высокой поляризуг мостью (низкой электронной плотностью), третичные алкилгало гениды реагируют в общем по 8м1-механизму, причем промежуточный хатион преимущественно реагирует с атомом, обладающим наибольшей электронной плотностью (н-изкой поляризуемостью), так как этот атом в состоянии сильнее электростатически притя нуть образующийся карбокатион.

Показанная на схемах 2.4] и 2.42 возможность реализации превращений того же типа, что был описан ранее, но с помощью реагентов иных классов и в совершенно других условиях, позволяет резко расширить границы применения многих синтетически важных реакций. Так, например, хорошо известное алкилирование ионных енолятов великолепно работает, если в качестве алкилирующих реагентов используются первичные алкилгалогениды (или производные первичных спиртов). Однако эта реакция абсолютно неприменима для тех случаев, когда в качестве электрофилов берутся третичные гало-гениды, поскольку последние немедленно подвергаются дегидрогалогениро-

Региоселективность этих реакций также прямо противоположна присоединению галогеноводорода к двойной связи. Алкены с концевой двойной связью образуют первичные алкилгалогениды:

Первичные алкилгалогениды подвергаются дегидрогалогенированию и дают




Прибавляют охлажденный Прибавляют постепенно Периодическим процессом Прибавляют углекислый Прибавления диазораствора Прибавления нитрующей Предварительно насыщенного Прибавлением разбавленной Прибавление нескольких

-
Яндекс.Метрика