|
|
|
Главная --> Справочник терминов Положении поскольку Синтез винилпиридинов по методу Ладенбурга основан на применении алкилпиридинов, имеющих метальные группы в 2-, 4-или 6-ом положении пиридинового ядра. При конденсации алкилпиридинов с формальдегидом образуются соответствующие пиридилэтанолы: Реакция с п-пиколинамн и хинальдинами. Атомы водорода метилыгой группы, расположенной п а -положении пиридинового или хинолинового ядра, обладают примерно Метиновая группа в а-положении пиридинового производного также достаточно реакционноспособна, чтобы и1)инимать участие в процессе Яппа — Клингемана, если в соединении содержится еще одна активирующая группа. Например. 2-л-бути-рилпиридин получен с хорошим выходом ия 2-(2г-пиридил)пен-тановой кислоты по реакции, приведенной ниже [151. Эту Атомы галоида в ароматических фтор-, хлор- и бромпроизводных обычно не взаимодействуют с гидразином, и многие фтор-, хлор- и бромзамещенные бензазиды были получены как через гидразины, так и по способу с азидом натрия. Если атом галоида активирован нали^ чием нитрогрупп в орто- или йара-положениях, как в эфире 3,5-дит нитро-4-хлорбензойной кислоты, то при обработке гидразином может произойти замещение галоида [117]. Галоиды в а- и у-положениях пиридинового ядра тоже сравнительно подвижны; этиловый эфир 4,5-дихлорникотиновой кислоты при действии гидразина превращается в гидразид 4-гидразино-5-хлорникотиновой кислоты [П8], а амид. 2,4-диокси-6-хлорникотиновой кислоты — в гидразид 2,4-диокси-6-гидр-азиноникотиновой кислоты [119]. Галоиды (даже иод), находящиеся в р-положении пиридинового ядра, не реагируют с гидразином [120]. •у-положении пиридинового кольца, усиливают тенденцию пириди- Замена атома брома в «-положении пиридинового кольца соли (2.430) на атом фтора существенно влияет на исход фотоциклизации. В последнем случае образуется димер М-бензилпиридона-2 [248]. Подучить пиридоизоиндолиевую соль из бромида (2.433) не удалось. ! азинового цикла приводит к тому, что атомы хлора, присоединениные к гетероциклу, и даже атом хлора в р-положении пиридинового цикла становятся активными в реакциях сочетания, катализируемых палладием [ 145]. Активация в сс-положении существенно выше, что позволяет провести процесс селективно именно по этому положению в присутствии атома галогена в р-положении (см. разд. 2.7.1.1, окислительное присоединение). Наблюдаемая в этом случае селективность противоположна селективности литиирования в результате реакции обмена. введения заместителей (особенно углеродсодержащих) в ароматическое кольцо, использующий реакции предварительно генерированных металли-рованных производных ароматических соединений с электрофильными реагентами, приобретает все более важное значение. Атомы иода и брома в любом положении пиридинового кольца могут легко обмениваться с литием при низких температурах без побочных процессов нуклеофильного замещения или присоединения с образованием i Атомы галогенов, а также в некоторых случаях нитро- [38],; ные [39] и метоксигруппы [40] в а- и у-положениях, но не в р-положении, пиридинового цикла, относительно легко замещаются широким рядом нуклеофилов. Замещение реализуется по механизму присоединения — элиминирования, облегчается наличием электроноакцепторных групп и зависит от природы уходящей группы. В реакции нуклеофильного замещения у -галогенопиридины обладают большей реакционной способностью, чем соответствующие ос-изомеры. Р -Производные гораздо менее склонны вступать в реакции нуклеофильного замещения, но их реакционная способность в таких реакциях все же выше, чем галогенобензолов. Фторпроизводные наиболее активны среди всех галогенопи-ридинов [41]. сделать вывод, что бензольное кольцо, конденсированное с ядром пиридина, окисляется даже более легко, чем метильная группа, стоящая в а-положении пиридинового цикла. Аналогично ведет себя при реакции с аммиаком и 2,4-дихлор-6-аминопири-дин, из которого получается только 2,6-диамино-4-хлорпиридин. Подобное поведение полигалогенпиридинов находит свою аналогию в ряду пиримидина и триазина; замена каждого следующего атома галоида осуществляется с большим трудом. Однако в условиях реакции с аммиаком, примененных для 2,4,6-трибромпиридина (XXXIX), 2,4,6-трихлорпиримидин XL и 2,4,5-тр'ихлор-силш.-триазин XLI полностью обменивают все атомы галогена на аминогруппы. Эт1г факты подтверждают общее положение, согласно которому атомы галогена в 2-,4- и 6-положении пиридинового ядра (например, в XLII) являются значительно менее активными, чем соответствующие галогены в пиримидине и силш.-триазине. Эти две конформации легко превращаются друг в друга, и цик-логексан 50 % времени проводит в одной, а половину времени - в другой конформации (хотя конформация кресло выгоднее энергетически). На первый взгляд, это, казалось бы, не имеет никакого практического значения, но положение меняется при наличии какого-нибудь заместителя в кольце. Заместитель более устойчив в экваториальном положении, поскольку при этом он меньше взаимодействует с атомами кольца. При этом проявляется большая устойчивость конформации кресло. Мстильный заместитель в иетилциклогексаке проводит в экваториальном положении конформации кресло 90 % времени, а это отражается на некоторых свойствах подобных соединений Для экгонина и ф-экгонина были установлены пространственные формулы е и Ж', в экгонине карбоксильная и гидроксильная группы находятся в цис-положении, поскольку из экгонинола (СООН-группа экгонина восстановлена до СШОН-группы) можно получить циклический эфир (Фодор). Эти две конформации легко превращаются прут в друга, и цик-логексан 50 % времени проводит в одной, а половину времени - в другой конформации (хотя конформация кресло выгоднее anqjrenniec-ки). На первый взгляд, это, вроде бы, не имеет никакого практического значения, но положение меняется при наличии какого-нибудь заместителя в кольце. Заместитель более устойчив в экваториальном положении, поскольку при этом он меньше взаимодействует с атомами кольца. При этом проявляется большая устойчивость конформации кресло. Метальный заместитель в метилциклогексане проводит в экваториальном положении конформации кресло 90 % времени, а это отражается на некоторых свойствах подобных соединений. показывает, что даже в слабокислом растворе субстрат реагирует в неионизированной форме. Если кислотность среды слишком велика, реакция не идет, так как в таких условиях очень мала концентрация свободного амина. Сочетание фенолов следует проводить в слабощелочных растворах, где они превращаются в более реакционноспособные фенолят-ионы. Сами фенолы в нейтральной форме недостаточно активны. Однако ни фенолы, ни амины не реагируют даже в умеренно щелочном растворе, так как в этих условиях ион диазония превращается в диазогидроксид Ar—N = N—ОН. В случае первичных и вторичных аминов конкурентно идет атака на азот [121]. Однако получающиеся N-азосоединения (арилтриазены) можно изоме-ризовать в С-азосоединения (реакция 11-36). По крайней мере в некоторых случаях даже при выделении С-азопродукта первоначально происходит образование N-азоизомера, которое сопровождается изомеризацией. Следовательно, можно синтезировать С-азосоединение в одну лабораторную стадию [122]. Ацилированные амины, а также простые и сложные эфиры фенолов обычно недостаточно активны, чтобы вступать в эту реакцию, хотя иногда сочетание с их участием оказывается возможным (как и с такими полиалкилированными бензолами, как мезитилен и пентаметилбензол), причем ионы диазония в этом случае должны содержать электроноакцепторные группы в «ара-положении, поскольку подобные группы способствуют концентрированию положительного заряда, увеличивая тем самым электрофильность ArN2+. Некоторые реакции сочетания, идущие очень медленно (в случаях когда затруднен подход к реакционному центру, участвующему в сочетании), катализируются пиридином. Причины этого обсуждались в разд. 11.1. Опубликованы сообщения о нескольких случаях сочетания алифатических диазониевых соединений с ароматическими субстратами. Во всех описанных до сих пор примерах использованы ионы циклопропандиазония и диазониевые ионы в голове моста, для которых потеря N2 привела бы к образованию очень нестабильных карбокатионов [123]. OS, I, 49, 374; II, 35, 39, 145. 5. Конденсация между альдегидом и кетоном. Обычно такие реакции осуществимы, особенно если альдегид не имеет атомов водорода в «-положении, поскольку они не осложняются конкурентной реакцией гомоконденсации кетона. Такое взаимодействие также называют реакцией Кляйзена — Шмидта. Даже если альдегид содержит а-атомы водорода, то происходит присоединение а-атома углерода кетона к карбонильному атому альдегида, а не наоборот. Реакцию можно сделать региоселек-тивной, если енольное производное кетона приготовить заранее отдельно, а затем прибавить его к альдегиду (или кетону), что обеспечивает протекание сочетания по желаемой стороне несимметричного кетона. Один из таких способов включает прибавление енолята лития (полученного по реакции 12-20) в присутствии ZnCl2 [382]; в этом случае альдольный продукт стабилизируется хелатным связыванием двух его атомов кислорода с ионом цинка [383]. Другой предварительно получаемый реагент— это силиловый эфир енола кетона. Он вступает в реакцию конденсации с альдегидами или кетонами в присутствии различных катализаторов [384], включая Т1С14 [385]. Альдегид Эта реакция происходит при высоком давлении для первичных спиртов, не имеющих разветвления в «-положении, поскольку промежуточным соединением, получающимся из соответствующего аль-доля, является, по-видимому, «^-ненасыщенный альдегид. В тех случаях, однако, когда в одном из спиртов отсутствует разветвление у «-углеродного атома, может происходить смешанная конденсация Гербе. В результате успешно проведенной реакции из первичного спирта с неразветвленной цепью получают также карбоно-вую кислоту с тем же числом атомов углерода и исходный спирт. Из-за указанных причин этот метод синтеза находит лишь ограниченное применение. Добавление небольших количеств медной бронзы подавляет окисление спирта в соответствующую кислоту в присутствии алкоголята натрия. В литературе имеются сведения, что добавление примерно 0,5% соли трехвалентного железа более 'чем вдвое ускоряет реакцию Гербе [26]. Однако наиболее эффективны для ускорения реакции катализаторы дегидрирования, такие, как никель Ренея или палладий [27]. Выходы редко превышают 70%, если считать, что 3 моля более низкомолекулярного спирта дают 1 моль более высокомолекулярного спирта [28]. Этот метод синтеза широко применяется для получения фенолов. Он имеет особенно большое значение при замещении в строго определенном положении. Поскольку соли диазония получают из аминов, которые в свою очередь обычно синтезируют из нитросоедине-ний, применение этого метода дает уверенность в том, что гидроксиль-ная группа будет находиться в том положении, в котором ранее находилась амино- или нитрогруппа. Для удаления избытка азотистой кислоты после диазотирования амина применяют мочевину [54]. Соли диазония, образование которых затруднено из-за низкой основности амина, можно получать в концентрированной серной кислоте с последующим осторожным разбавлением после диазотирования или растворять амин в серной кислоте, а затем перед диазотирова-нием разбавлять этот раствор [55]. В первом из этих методов диазо-тирующим агентом служит нитрозилсерная кислота [56], Иначе обстоит дело, например, у ненасыщенных соединений, где соответствующие заместители находятся в фиксированном положении, поскольку наличие двойной связи уже обусловливает отсутствие свободного вращения, иа- колец. Наиболее распространенным способом изучения влияния ориентации группы на её реакционную способность является фиксация конформации с помощью трет-бутильной группы в качестве экваториального репера. Так, например, в г/ыс-4-бром-1-mpem-бутилциклогексане атом брома находится в аксиальном положении, поскольку mpem-бутильная группа занимает экваториальное положение. Для его днастереомера - тронс-4-бром-1-mpem-бутилциклогексана бром находится в экваториальном положении. положении, поскольку находятся по разные стороны этой плоскости; Такого рода различия в активирующем влиянии были установлены для реакций с метилат-ионом в метаноле [186]; влияние атома фтора в пара-положении к реакционному центру мало чем отличается от влияния атома водорода в том же положении, однако атомы фтора в мета- и opro-положениях очень сильно активируют реакцию. Предложенное объяснение этих эффектов основано на принятии для переходного состояния на стадии, определяющей скорость процесса, модели типа (78) [185, 186]. В этом случае становится понятным активирующее влияние фтора в лега-положе-нии, где он оказывается соседним с центром максимальной дело-кализации заряда в кольце [79]. Аналогично, малое влияние фтора в /гара-положении является следствием конкуренции между индуктивным эффектом и отталкиванием электронных пар в (80). Однако принятие в качестве модели переходного состояния структуры (786) приводит к трудностям при объяснении сильного активирующего влияния фтора в орго-положении, поскольку модель подразумевает сходное влияние фтора, находящегося как в орто-, так и в /гара-положениях. Можно предположить, что атом фтора в орго-положении дополнительно активирует молекулу за счет усиления электрофильности углеродного атома, участвующего в реакции, при атаке первоначальной структуры (78а). Тем не менее, независимо от причины активирующего влияния фтора, очевидно, что нуклеофильная атака в CeFsX будет приводить, главным образом, к замещению в /гара-положепие к заместителю X, поскольку имен-  Полистирол растворяется Политропической экструзии Поливинилхлорид полистирол Полностью аналогично Полностью гидрированные Полностью исключено Полностью компенсируется Промежуточным образованием Полностью ненасыщенные |
- |
Навигация