Главная --> Справочник терминов


Стерически затрудненного 276. Попытки получения три-трет-бутиламина рассматриваются в работе: Back, Barton, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, /977, 924. Получение ди-трет-бутилметиламина и других стерически затрудненных аминов описано в работах: Kopka, Fataftah, Rathke, J. Org. Chem., 45, 4616 (1980); Audeh, Fuller, Hutchinson, Lindsay-Smith, J. Chem. Res., Synop, 1979, 270.

групп. Это повышение вызывается обычными эффектами поля и резонанса (гиперконъюгации). При замещении одной метальной группы на изопропильную большой разницы в скоростях реакции не наблюдается, но при введении второй изопропильной группы стерические затруднения становятся достаточно велики, чтобы вызвать В-напряжение, при этом скорость реакции повышается в 10 раз. При замещении третьей метильной группы на изопропильную скорость еще больше увеличивается. Повышение скорости сольволиза с увеличением В-напряжения наглядно демонстрируется на примере таких сильно стерически затрудненных молекул, как три-трег-бутилкарбинол, ди-трет-бутилнео-пентилкарбинол, грег-бутилдинеопентилкарбинол и тринеопен-тилкарбинол; здесь скорости сольволиза нитробензоатов по сравнению с трет-бутилнитробензоатами увеличиваются в 13000, 19000, 68000 и 560 раз соответственно [6].

Реакция ацилгалогенидов со спиртами — наилучший общий метод получения сложных эфиров. Реакция находит широкое применение и может быть проведена для субстратов, содержащих различные функциональные группы. Для связывания образующегося НХ часто добавляют основание. В методе Шот-тена — Баумана используется водный раствор щелочи, но часто применяется пиридин. Как R, так и R' могут быть первичными, вторичными или третичными алкилами или арилами. По этой же методике можно приготовить сложные эфиры енолов, хотя при этом возникает конкуренция с С-алкилированием. В сложных случаях, особенно для стерически затрудненных кислот или третичных R', вместо спирта можно брать алкоголят-ион (см., например, [515]). Таллиевые соли фенолов дают очень высокие выходы эфиров фенолов [516]. Для стерически затрудненных фенолов применялся межфазный катализ [517].

Этерификация катализируется кислотами (но не основаниями) таким же образом, как обсуждалось при описании реакции 10-11 [428]. Обычно реализуется механизм ААс2, но наблюдались также механизмы Аде! и ААь1 [536]. Некоторые кислоты, например 2,6-ди-о-замещенные бензойные кислоты, не могут этерифицироваться по механизму ААс2 по стерическим причинам (разд. 10.11). В таких случаях зтерификацию можно провести, растворив субстрат в 100 %,-ной серной кислоте (где образуется ион RCO+) и вылив полученный раствор в спирт (механизм ААс1)- Инертность стерически затрудненных кислот в обычной реакции по механизму ААс2 может иногда оказаться полезной; например, когда в молекуле содержатся две СООН-группы, то этерификации подвергается наименее затрудненная из них. Незатрудненные карбоновые кислоты нельзя ввести в реакцию по механизму ААс1.

Натриевые еоли карбоновых кислот, включая соли таких стерически затрудненных кислот, как мезитойная, быстро взаимодействуют с первичными или вторичными бромидами или иодидами при комнатной температуре в диполярных апротон-ных растворителях, особенно хорошо в ГМФТА, давая эфиры карбоновых кислот с высокими выходами [561]. Эти реакции идут по механизму $N2. В другом методе используется межфазный катализ [562], и по этому методу хорошие выходы эфи-ров были получены из первичных, вторичных, бензильных, ал-лильных и фенацильных галогенидов [563]. Согласно аналогичному методу, также дающему хорошие выходы, соль карбоновой кислоты смешивают с галогенидом и каталитическим количеством четвертичной аммониевой соли без растворителя [563а]. Еще один метод этерификации карбоновых кислот заключается в обработке их первичными или вторичными галогени-дами в бензоле в присутствии ДБУ (т. 4, реакция 17-14) [564]. В большинстве случаев хорошие выходы сложных эфиров удается получить при применении лишь одного из этих методов. В отсутствие межфазного катализа и в протонных растворителях реакция может быть полезной только для довольно активных галогенидов, таких, как бензильные, алкильные и т. д. (механизм SN!), но не для третичных алкилгалогенидов, так как вместо этерификации происходит элиминирование [565]. Часто используют натриевые соли, но реакция осуществима и с солями калия, серебра, цезия [566] и замещенного аммония. Из галогенозамещенных кислот действием основания можно получить лактоны (см. реакцию 10-24). Чаще всего это удавалось для -у- и б-лактонов, но таким же образом были синтези-

Тиолят-ионы полезны и для деметилирования некоторых простых и сложных эфиров, аминов и четвертичных аммониевых солей. Арилметиловые эфиры [623] расщепляются при нагревании с EtS~ в диполярном апротонном растворителе, например диметилформамиде: ROAr + EtS~-»-ArO~ + EtSR [624]. Аналогично MeSLi [625] или H-PrSLi [626] в ГМФТА применяют для расщепления метиловых эфиров стерически затрудненных кислот, например метилмезитоата. Эфиры карбоновых кислот и лактоны расщепляются (лактоны дают со-алкилтиокарбоновые кислоты) при действии тиола и А1С1з или А1Вг3 [627]. Сложные эфиры и лактоны аналогично с высоким выходом могут быть расщеплены действием фенилселенид-иона PhSe~ [628]. Хороший метод деметилирования четвертичных аммониевых солей состоит в кипячении их с PhS~ в бутаноле [629]:

Аналогичный результат получен для некоторых стерически затрудненных сложных эфиров [738]. Эта реакция сходна с реакцией 10-45, но уходящая группа здесь OCOR.

особенно хорошие результаты дает М-изопропил-М-циклогексил-амид лития. Некоторые из этих оснований обладают достаточной силой, чтобы полностью превратить кетон, нитрил или сложный эфир в сопряженное основание — енолят-ион; сила же других (особенно грег-бутилата калия) достаточна, чтобы провести такое превращение для значительной части молекул субстрата. В последнем случае побочно могут идти альдольная конденсация (т. 3, реакция 16-40) или конденсация Кляйзена (реакция 10-111), так как в реакционной смеси одновременно присутствуют и свободная молекула, и ее сопряженное основание. Следовательно, важно выбирать основание такой силы, чтобы превращение исходного соединения в сопряженное основание прошло полностью. Протонные растворители для проведения этой реакции, как правило, непригодны, так как они протонируют основание (хотя, конечно, проблема не возникает в случае сопряженной пары, например грег-бутилата калия и грег-бутилового спирта). В качестве растворителей широко применяются 1,2-ди-метоксиэтан, ТГФ, ДМФ и жидкий аммиак. Хорошие результаты достигаются в ГМФТА, когда основанием служит бутил-магнийбромид [1160]. Алкилирование многих нитрилов, а также некоторых сложных эфиров и кетонов проводилось в условиях межфазного катализа [1161]. Эти реакции полезны для синтеза стерически затрудненных соединений (например, RR'R"CCN), причем нитрилы для этой цели лучше, чем сложные эфиры [1162].

Атака свободным ионом более вероятна для стерически затрудненных групп R [253]. Ион СН3СО+ зарегистрирован (методом ИК-спектроскопии) в жидком комплексе между ацетилхлори-дом и хлоридом алюминия, а также в полярных растворителях, таких, как нитробензол. Однако в неполярных растворителях, подобных хлороформу, существует только сам комплекс, а свободный ион там не обнаружен [254]. В любом случае в конце реакции 1 моль катализатора остается связанным в комплекс с продуктом. При проведении реакции под действием RCO+SbFe~ катализатора не требуется и несомненно, что атакующей частицей [256] является свободный ион [255] (или ионная пара).

Такие циклогексадиены легко окисляются в бензолы (часто кислородом воздуха), поэтому эта реакция может служить методом алкилирования или арилирования подходящим образом замещенных (обычно стерически затрудненных) арилкетонов. Сообщается об аналогичной реакции для ароматических нит-росоединений [399]:

При нагревании ацетилена с цианидом никеля, другими соединениями никеля (0) или никеля (II), а также с аналогичными катализаторами образуются бензол и циклооктатетраен [841]. Правильный выбор катализатора позволяет увеличить выход того или иного продукта. Из замещенных ацетиленов получаются замещенные бензолы. Эта реакция использовалась для получения сильно стерически затрудненных молекул. Тримери-зацией диизопропилацетилена в присутствии Со2(СО)8 или Hg[Co(CO)4]2 получен ранее неизвестный гексаизопропилбензол [842]. Шесть изопропильных групп не вращаются свободно, а выстроены перпендикулярно плоскости бензольного кольца. Еще более интересная реакция — это самопроизвольная (без катализатора) тримеризация трет-BuCsCF, приводящая к 1,2,3-три-грег-бутил-4,5,6-трифторобензолу (105). Это первый случай

Косвенный метод осуществления этого превращения заключается в обработке силилового эфира енола простого кетона 2,3-дихлоро-5,6-дициано-1,4-бензохиноном [34] или трифенилме-тил-катионом [35] (другой косвенный метод см. реакцию 17-13). Диалкилсульфоксиды дегидрируются и одновременно восстанавливаются до сульфидов (RSO2CH2CH2R'->RSCH = CHR') при действии MesSnl и стерически затрудненного аминного основания [36].

Бартон [4] предложил новый метод окисления первичных спиртов в альдегиды, включающий на первой стадии превращение в ал-килхлорформиат (1) путем добавления раствора спирта в эфире к насыщенному фосгеном эфиру (15—20% об./вес); растворитель удаляют при пониженном давлении. В случае стерически затрудненного

Структурные факторы в субстрате также играют решающую роль в конкуренции 5д2-замещения и El -элиминирования. Замещение атомов водорода при а-углеродном атоме на алкильные группы изменяет направление реакции в сторону .Е2-элиминирования под действием самых разнообразных оснований в ряду первичный < вторичный < третичный (гл. 9, ч. 1). Разветвление при р-углеродном атоме также повышает степень Е2-элиминирования по сравнению с SV2-замещением. Это связано со стерическими препятствиями для нуклеофильной атаки стерически затрудненного р-замещениого алкилгалогенида. Данные, представленные в табл. 10.3, наглядно иллюстрируют конкуренцию Е2- и SV2-реакций для различных алкилбромид ов.

поскольку отщепление простраиственно менее затрудненного протона под действием стерически затрудненного основания происходит гораздо быстрее, чем отщепление протона ш другого, стерически затрудненного а-положения. Однако в равновесной смеси при термодинамическом контроле преобладает более замещенный енолят. С увеличением числа алкильных заместителей возрастает устойчивость двойной углерод-углеродной связи, что непосредственно отражается и на стабильности енолят-иона.

Так как сложные эфиры менее реакционноспособны по отношению к реактивам Гриньяра или литнйорганическим соединениям чем кетоны, реакцию обычно не удается остановить иа стаднн образования кетона. Это можно сделать только в том случае, когда есть и сложный эфир, и металлоорганическое соединение содержат третичные алкильные группы, затрудняющие последующее взаимодействие стерически затрудненного кетона с трет.-алкиллитием или трет.-алкилмагнийгалогенидом и уменьшающее скорость этой вторичной реакции.

При нагревании стерически затрудненного соединения 5с (180°С) в вакууме с

Ранее тритиапенталены рассматривали как 1,2-дитиепинтионы-5 (ИЗ) и как тионы (111) [60]; в настоящее время принято, что им лучше всего соответствует плоская симметричная структура (109) с коллинеарными атомами серы и формально тетраковалентным атомом серы в положении 6а. Это объясняет химическую и магнитную эквивалентность положений 2 и 5, а также 3 и 4 [67]. Объяснения, предусматривающие быстрое превращение тионных тауто-меров (111), противоречат данным рентгеноструктурного анализа; например, длина связи S—S (236 пм) значительно меньше, чем сУмма ковалентных радиусов (~340 пм), допускающая существование истинной связи S—S [68]. В случае несимметричных соединений, например (114), два расстояния S—S не одинаковы, как и случае стерически затрудненного 3,4-дифенилзамещенного (115),

В беизофуроксаиовом ряду также можно проследить влияние заместителей. Так, быстрое взаимиое превращение изомеров (слияние сигналов спектра ПМр) 5,6-диметилбеизофуроксана начинается при -15°С, а стерически затрудненного 4,7-диметилбеизофуроксана— при 35°С. Примерно те же температуры наблюдаются и для соответствующих ди-хлорзамещеиных (-15°С для 5,6-дихлор- и 20°С для 4,7-дихлорбеизо-фуроксана), хотя по электронной природе хлор и метил сильно отличаются друг от друга [22]. Еще сильнее отличающаяся нитрогруппа тем ие менее сравнительно мало изменяет температуру слияния сигналов для стерически незатрудненного 5,6-дииитропроизводиого (5°С), тогда как в положении 4 иитрогруппа, предъявляющая ббльшие пространственные требования, чем метильная группа и хлор, практически полностью затормаживает изомеризацию во всем интервале измерений — вплоть до 180°С [42].

Катализируемое палладием получение виниларенов является общей реакцией. Например, она протекает при наличии карбо-ксигрупп как в алкене, так и в арилгалогеняде [99], а также при наличии альдегидной, циано-, нитро-, метокси-, метилтио-, амидо- и пиридильной групп. Присутствие карбоксигруппы может даже быть полезным, поскольку в этом случае продукт реакции можно экстрагировать водным основанием и, таким образом, упростить процедуру обработки реакционной смеси. Однако если арилгалогенид содержит сильные электронодонорные .заместители, например гидрокси- или аминогруппу, при использовании «стандартного» катализатора Pd(OAc)2—PPh3 выходы продукта очень низки (2—4%) из-за быстрой дезактивации катализатора. Такая дезактивация является следствием восстановительного элиминирования арилтрифенилфосфониевой соли из арилпалладиевого интермедиата (82) [схема (2.75)] и может быть предотвращена использованием стерически затрудненного три(о-толил)фосфина, который в обычных условиях реакции не кватернизуется [100].

Гидрирование ангидридов на гетерогенных катализаторах приводит в зависимости от степени восстановления к смесям продуктов. Повышение селективности в данном случае достигается применением гомогенных катализаторов. Так, циклические ангидриды селективно гидрируются в ^-лактоны в присутствии рутениевого катализатора (26) [116] [схема (7.103)]. Янтарный ангидрид в присутствии этого катализатора превращается в ^-бутиролактон (50%) и янтарную кислоту (50%). Высокий выход кислоты обусловлен гидролизом исходного ангидрида образующейся при реакции водой; селективность восстановления может быть повышена путем удаления воды по мере ее образования. В несимметричных циклических ангидридах происходит главным образом восстановление наименее пространственно затрудненной карбонильной группы [117] [схема (7.104)]. Обратное явление, т. е. восстановление наиболее затрудненной карбонильной группы, наблюдается при восстановлении алюмогидридом лития. Хотя эта реакция изучена недостаточно подробно, она может послужить основой общего метода превращения циклических ангидридов в лактоны путем восстановления наименее стерически затрудненного фрагмента. Представляет интерес восстановление ангидридов в альдегиды или альдегидокислоты с использованием тетракарбонилфер-рата динатрия [118] [схема (7.105)]. Янтарный ангидрид пре-

В беизофуроксаиовом ряду также можно проследить влияние заместителей. Так, быстрое взаимное превращение изомеров (слияние сигналов спектра ПМР) 5,6-диметилбеизофуроксана начинается при -15°С, а стерически затрудненного 4,7-диметилбеизофуроксана— при 35°С. Примерно те же температуры наблюдаются и для соответствующих ди-хлорзамещеиных (-15°С для 5,6-дихлор- и 20°С для 4,7-дихлорбеизо-фуроксана), хотя по электронной природе хлор и метил сильно отличаются друг от друга [22]. Еще сильнее отличающаяся нитрогруггпа тем ие менее сравнительно мало изменяет температуру слияния сигиалов для стерически незатрудненного 5,6-дииитропроизводиого (5°С), тогда как в положении 4 иитрогруппа, предъявляющая ббльшие пространстве иные требования, чем метильная группа и хлор, практически полностью затормаживает изомеризацию во всем интервале измерений — вплоть до 180°С [42].




Соединение выделяется Соединению соответствует Соединенные последовательно Сероводородного заражения Сохраняется неизменным Сохраняют эластичность Сохранения орбитальной Сохранением стереохимии Сокращенным названием

-
Яндекс.Метрика